西门子工业网络专家计划打造数字化工业生态，5G+TSN将“织就”全新工业通讯网络

7月16日，西门子在北京隆重举办了主题为“网瞰工业，识见未来”的2019工业网络专家计划论坛。一年前，西门子在中国正式发布了“西门子工业网络专家计划”，希望通过这一计划携手更多合作伙伴，共同提升中国工业通讯领域的整体实力，为各行业的数字化转型铺平通讯之路。值此计划发布一周年之际，西门子在2019工业网络专家计划论坛现场，与超过300位来自行业的客户、OEM厂商、合作伙伴和分销商共同探讨热点话题，展望工业通讯的未来。

在大会现场日程中，有两大议题引发与会者高度关注——一是5G对工业带来的价值，二是未来工业通讯架构的主流技术趋势。这两大议题十分契合当下热点，2019年5G和工业通讯这两大热搜词在业内热度一直居高不下，人们也从关注热点技术转而更关注落地实践和未来发展潜力，因此51CTO记者也将西门子在工业领域对于工业5G和工业通讯发展趋势的观点分享出来，为中国工业客户的发展开拓更创新的思路和更清晰地规划。

一年成绩单令人眼前一亮

工业通讯网络远比传统的办公网络复杂得多。专家估计，到2020年将有150亿台连接智能机器。与此同时，数据量将大幅增加。因此，未来工业通讯网络的成功规划、设计和实施需要经验丰富且深入了解自动化和整个工业的合作伙伴。2018年西门子正是基于这一趋势打造了“西门子工业网络专家计划”。这一计划包括了专家级的工业通讯与识别产品、专家级的工业网络行业经验与知识、一站式工业网络专家服务、工业网络专家合作伙伴开发计划和培训与认证体系五大模块。

一年来，“西门子工业网络专家计划”吸引了越来越多的合作伙伴加入，在数字化的浪潮之下勇于改变企业发展战略和思路。很多西门子的长期合作伙伴之前一直是产品代理商，但随着市场竞争越发激烈，他们意识到单一的硬件销售已经不能为用户带来更多价值，而西门子工业网络专家计划能够帮助他们拓展业务模式并成为解决方案供应商，赢得更多竞争优势，因此从者云集。

西门子在国际市场也开拓了不少新合作伙伴，2019年，西门子与惠普企业(HPE)旗下的安移通(Aruba)就一体化通讯网络建立战略合作伙伴关系，致力于帮助客户构建从工厂车间到公司办公室的一体化通迅网络。

5G商用第二阶段将给工业应用带来颠覆式改变

西门子工业通讯与识别业务部产品经理王加雷在现场先介绍了从1G到5G的发展历程，在西门子看来，5G的到来对工业影响非常大。4G时代的技术和标准尚未达到工业应用的要求，但是5G则不然，它的高带宽、海量联接、低时延、高稳定性，决定了5G完全可以满足严苛的工业应用需求。

西门子数字化工业集团CEO Klaus Helmrich也曾公开表示，“工业5G为生产、维护和物流所需的无线网络打开了大门。高数据传输速率、可靠的高带宽传输和超短延迟将显著提高工业价值创造的效率和灵活性。这就是为什么西门子从一开始就采用这种新的通信标准，并通过开发相应的产品组合来支持其标准化和工业实施。”

可能很多人都不清楚，今年国内三大运营商拿到的5G牌照其实是基于5G标准(版本R15)制定出来的，重点针对的是下载速度的升级换代，对于海量联接、高可靠、低时延的升级要在版本R16阶段才会全部完成，所以现阶段仍处于5G第一阶段。可想而知，当前发布的5G规范(版本15)其实并不完全符合工业使用的所有标准，尤其是在服务质量、实时性、可靠性、高密度部署方面。

而5G的第二阶段即基于版本R16的阶段，预计在2020年3月才会制定完成，届时包括西门子在内的设备商们会针对5G所有特点进行测试和预商用。王加雷表示，R16一方面是5G的扩展，一方面是5G的效率提升。“5G的扩展意味着5G标准将推广到移动宽带之外，覆盖车联网、工业互联网以及高可靠性、超低时延的应用，这些对于5G成功是非常重要的。在5G效率上，就是连接性的提升。”他透露，西门子已经在OT环境中为工业5G开发了自己的研究项目和试验台。

不仅是工业5G，今年的新贵“WiFi6”也是西门子投入的重点。因为基于IEEE802.11ac或更高版本的IEEE802.11ax/ay的工业WLAN一直是西门子工业通信策略的重要组成部分，WIFI可以降低运营商网络的流量费用，增强无线网络覆盖，作为运营商网络容量的扩充等，这些优势让WIFI在工业应用中不可或缺。未来西门子仍将继续投入，保持在全球工业无线领域的先锋地位。

TSN将在工业互联通讯架构中大显身手

IT与OT的融合其实是一个老话题，但是话题虽老，热度却不小，这恰恰证明了二者的交互融合这么多年依然在困扰着工业用户。西门子工业通讯与识别业务部产品经理张兆中在演讲中表示，在未来工业4.0时代，当人们搭建工业通讯平台的时候，互通性是要考虑的重点，虽然对于IT而言，连接控制网和企业网在网络底层技术上完全不存在连接问题，但是从实际应用角度来说，各个终端单元的通讯标准都是不统一的，互通存在障碍。而在OT侧，海量终端联接到大型平台，势必会干扰到通信，两个不同控制器之间的通讯实时性会受到影响。“IT和OT的关注点不同互相割裂，西门子认为有效的办法是通过一个技术将二者关注点连接在一起，从而解决未来工业4.0系统架构的关键问题，时间敏感网络技术(TSN)就是非常不错的选择。TSN在控制领域内通过PROFINET@TSN实现。”

据他介绍，TSN脱胎于以前IT侧的AVB技术，它可以解决通讯标准中保障应用智能服务质量的问题。张兆中举了一个例子，TSN就像一个收费站，车辆少得时候不需要等待，即没有时延问题，但是当车流量开始增大，收费站就会排长队，即应用增多，联接终端增多，就会造成时延问题，这在工业控制系统里是不允许存在的，那么如何解决呢?西门子TSN的解决办法是将车辆标识出来，开辟专用通道，不需要排队就可以直接进入下一个路段。也就是说将流量做特殊分裂，在特定时间传输特殊任务，确保数据没有等待就可以被传输。

当然TSN还有很多难题需要被破解。张兆中表示，TSN所对应的技术替换的不是各家的工业通讯协议，而是标准的以太网，所以TSN所能解决的技术就是从控制器到网络二层架构范围内，如果用户要跨过路由器上云或进入企业核心网，TSN都无法解决，所以未来TSN还需要耗费较长时间去解决跨越三层，跨越路由器标准制定的问题。不仅如此，还面临着工业控制范围内冗余问题、故障安全问题、节能问题，目前TSN标准里都没有实际的规范。“西门子的规划是，让工业设备先全部具备TSN升级的能力，那么在未来TSN标准全部落成以后，西门子可以把设备过渡到TSN帮助用户去实现TSN网。”

记者了解到，西门子将基于时间敏感型联网(TSN)来强化工业通讯，计划年内推出第一批相关产品，如具有TSN功能的网络组件、通信处理器、软件和网络管理系统等。

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