作為傳統能源產業與物聯網技術相結合的產業發展形態，能源物聯網是物聯網向能源生產、配置和消費過程的延伸。尤其在碳中和碳達峰的雙碳背景下，能源物聯網對推動數字經濟與實體經濟融合發展意義重大，可以看做是未來雙碳目標的數字底座。
那么(me)，未來能(neng)源物(wu)聯(lian)網(wang)是(shi)一種怎樣的架(jia)構(gou)，第五(wu)代(dai)固定網(wang)絡(luo)（F5G）技(ji)術(shu)誕生以(yi)后給出了全(quan)新定義，結合大數(shu)據云計算(suan)技(ji)術(shu)、管道化接入(ru)傳輸技(ji)術(shu)、邊(bian)緣計算(suan)技(ji)術(shu)、端(duan)側接入(ru)技(ji)術(shu)（云、管、邊(bian)、端(duan)工業物(wu)聯(lian)架(jia)構(gou)），有力(li)促進能(neng)源工業的高質量發展。以(yi)電(dian)力(li)行業為(wei)例，電(dian)力(li)物(wu)聯(lian)網(wang)可以(yi)將信息、通信、數(shu)字技(ji)術(shu)與電(dian)力(li)系統(tong)發、輸、變、配、用電(dian)的各個環節(jie)深度融合，實現狀(zhuang)態全(quan)面監測(ce)、信息高效處理及智能(neng)互(hu)聯(lian)、人機交互(hu)和智慧服務。
據了解(jie)，目(mu)前中國已(yi)經(jing)部署(shu)了全球(qiu)最大的F5G網絡，網絡能力(li)完善，產業配套成熟。基(ji)于F5G，我國現已(yi)推出(chu)(chu)能源(yuan)F5G技術，并在電力(li)、油氣、礦山行業進(jin)行應用，展現出(chu)(chu)良(liang)好的應用前景。也正因為F5G賦能，幫助多個能源(yuan)行業實現了創新(xin)突破，在這條“智慧光路(lu)”上，被賦予了新(xin)的生命力(li)。
F5G+礦(kuang)山，拉(la)通井(jing)上到井(jing)下
過去傳統的礦山作業方式正在被數字化的流程所取代，整潔的調度指揮中心，監控屏幕上各類數據的跳動，智能終端采集的數據匯總到工業互聯網平臺，推動生產過程自動控制與自主調度，這就是智慧礦山的魅力所在。
但煤炭行業(ye)在(zai)進行了(le)很多年(nian)的數字化工作之后，依然無法達到讓(rang)控制更精準，調(diao)度更高效(xiao)，作業(ye)更安全(quan)，歸根結底是沒有實現全(quan)聯(lian)接，并由全(quan)聯(lian)接走向全(quan)感知和全(quan)智能(neng)。
2021年初，華為成立煤礦軍團，正式(shi)深耕煤炭(tan)行業，主陣地是煤礦智能化建設。同時對F5G也有很多(duo)深入的(de)技(ji)術(shu)(shu)探索。3月，中國(guo)煤科(ke)·煤科(ke)院與(yu)華為聯合發(fa)布F5G智能(neng)(neng)化(hua)煤礦應用方案，基于F5G技(ji)術(shu)(shu)，通過煤科(ke)院的(de)KJJ83系列(lie)產品，實現對井(jing)下視頻、遠程控制、監測監控、無線通信(xin)等應用，提(ti)供簡單、可(ke)靠(kao)、超高(gao)速的(de)工業數(shu)據傳輸網絡(luo)。該(gai)方案是在(zai)網絡(luo)架構、協議(yi)和工藝(yi)領域的(de)進一(yi)步創新，能(neng)(neng)夠為煤炭(tan)行業智能(neng)(neng)化(hua)升級保駕護航。
F5G技術(shu)在(zai)煤(mei)礦井上和(he)井下通(tong)信網(wang)都發(fa)揮著重(zhong)要作用：
如(ru)井(jing)上用F5G，提升效(xiao)率。F5G為礦區的(de)(de)辦(ban)公(gong)網絡、視頻(pin)監控和(he)無線網絡回(hui)傳(chuan)提供(gong)(gong)超(chao)大帶(dai)寬的(de)(de)接入，提升辦(ban)公(gong)和(he)生產效(xiao)率；井(jing)下用F5G，保(bao)障安全(quan)。在井(jing)下通信(xin)中，安全(quan)是(shi)最重要的(de)(de)因素。F5G為井(jing)下的(de)(de)環(huan)境傳(chuan)感器(qi)、工程(cheng)機械控制和(he)井(jing)下攝像頭視頻(pin)回(hui)傳(chuan)提供(gong)(gong)安全(quan)可靠的(de)(de)通信(xin)保(bao)障。
今年6月，全(quan)(quan)國首個F5G礦(kuang)山商(shang)用項(xiang)目落地河南能源(yuan)化(hua)工集團永煤公(gong)司陳(chen)四樓煤礦(kuang)，就是部署了F5G全(quan)(quan)光工業(ye)網方案，基于工業(ye)光環網技術，針對井下(xia)場(chang)景(jing)，從架構、協議和(he)工藝(yi)三個方面創新(xin)，實現(xian)電氣、業(ye)務(wu)、部署和(he)維護四大(da)安全(quan)(quan)特(te)點(dian)，提升井下(xia)通信(xin)網絡的本質(zhi)安全(quan)(quan)。
陳(chen)四樓煤礦礦長劉(liu)志明表示，F5G技術已(yi)在(zai)陳(chen)四樓煤礦試運行半(ban)年，應(ying)用于生產控(kong)制、實(shi)時(shi)監(jian)測、井(jing)下巡(xun)檢等，通過井(jing)下生產全(quan)過程(cheng)可視(shi)化監(jian)控(kong)、井(jing)下狀態實(shi)時(shi)感(gan)知(zhi)、人員精確定位等，加速煤礦智(zhi)能化發(fa)展，提升安全(quan)水平。
面向礦井(jing)和(he)(he)化(hua)工(gong)等高安全(quan)需求(qiu)場景，2021年(nian)9月，華(hua)為(wei)推(tui)出了業(ye)界(jie)首(shou)款本安型工(gong)業(ye)光終端(duan)華(hua)為(wei)星光天機2.0，應用于視頻回傳(chuan)、傳(chuan)感(gan)和(he)(he)機械控制等業(ye)務(wu)承(cheng)載。
華為(wei)光產(chan)品線總(zong)裁靳玉(yu)志表示，F5G全光工(gong)業網(wang)契(qi)合煤炭行業對(dui)高(gao)(gao)安全的需求，無源光器件大幅減少(shao)了隔爆箱使用，預連接技(ji)術(shu)避(bi)免了井下熔纖(xian)高(gao)(gao)溫隱(yin)患(huan)，提(ti)高(gao)(gao)了運維工(gong)作效率，F5G為(wei)智慧礦山建設提(ti)供有(you)力(li)的技(ji)術(shu)支撐。
F5G+電力，不僅(jin)僅(jin)是“介質”之變(bian)
對(dui)電力(li)行業來(lai)說，過(guo)去(qu)傳統粗(cu)放、低效的(de)能源生(sheng)產(chan)和(he)管理(li)模式已經不能滿(man)足整個行業的(de)快速發展訴(su)求。實現電網可靠、經濟、高效、綠色(se)的(de)目(mu)標和(he)各(ge)種電力(li)終端的(de)全(quan)面感知和(he)互(hu)聯，通信(xin)技術是基(ji)礎(chu)支撐。
同時隨著電力行業數字化(hua)轉型的(de)深入，對網(wang)絡(luo)帶寬的(de)需求(qiu)呈爆炸式增長(chang)，亟待超大帶寬的(de)新技術賦能，傳統網(wang)絡(luo)已經無法(fa)滿足(zu)需求(qiu)，全面光纖化(hua)成為大勢所趨。
F5G對電力行業的(de)賦能，其實并非(fei)只是傳輸“介質”改變(bian)那么簡單。
首先，超(chao)大(da)帶(dai)(dai)寬，近年來，在(zai)電力(li)物(wu)聯(lian)網(wang)背景下，通信承載網(wang)帶(dai)(dai)寬需(xu)求(qiu)持續(xu)提升(sheng)，而F5G為電力(li)行業提供超(chao)大(da)帶(dai)(dai)寬的(de)全(quan)光承載網(wang), 在(zai)保障關鍵(jian)生產業務高(gao)安(an)全(quan)需(xu)求(qiu)的(de)同時(shi)，滿足當前業務承載和(he)未來持續(xu)擴容(rong)需(xu)求(qiu)。
其次(ci)，兼容演進(jin)，目前中國的輸(shu)(shu)變(bian)電生產網絡(luo)主要(yao)是SDH解決(jue)方案。因輸(shu)(shu)變(bian)電生產網絡(luo)帶(dai)寬顆粒(li)普遍不大，但(dan)業(ye)務高安全、物(wu)理隔離、確定性低(di)時延(yan)等(deng)嚴格要(yao)求，SDH等(deng)硬管道技(ji)術具有明顯(xian)的技(ji)術優(you)勢(shi)。
第三，H-OTN創(chuang)新, F5G 創(chuang)新出H-OTN平(ping)臺(tai)，支(zhi)撐(cheng)NHP原生硬管(guan)道(dao)端到端網(wang)(wang)(wang)絡的(de)構建，即將廣域(yu)網(wang)(wang)(wang)的(de)硬管(guan)道(dao)技(ji)術(shu)下沉至接入網(wang)(wang)(wang)，提升接入側網(wang)(wang)(wang)絡的(de)可靠性(xing)。該平(ping)臺(tai)支(zhi)持(chi)將電力行(xing)業(ye)中的(de)廣域(yu)和(he)接入兩張網(wang)(wang)(wang)絡合一，并通過硬管(guan)道(dao)技(ji)術(shu)實(shi)現不同業(ye)務(wu)的(de)物理(li)隔離，保(bao)證業(ye)務(wu)安全。
正是有了這些(xie)關鍵技術的保(bao)證，才確保(bao)了“光隨電(dian)走(zou)”。例如在深(shen)圳，前(qian)海(hai)高壓隧(sui)道輸(shu)電(dian)網，全長(chang)6.3千米。靠(kao)人工(gong)(gong)一次完整的巡檢(jian)需要2人花費3天時間，華(hua)為(wei)F5G全光工(gong)(gong)業網方(fang)案，為(wei)高壓電(dian)纜隧(sui)道全方(fang)位智能(neng)化監測(ce)提供(gong)可靠(kao)的網絡支撐(cheng)。
F5G+油氣，光(guang)纖傳感技術打破瓶頸
油(you)氣(qi)行業的(de)數(shu)(shu)字化由來已久。埃(ai)森哲在(zai)2017年發布的(de)《數(shu)(shu)字化轉(zhuan)型(xing)倡(chang)議：油(you)氣(qi)行業白皮書》中顯示(shi)，早在(zai)20世紀80、90年代，數(shu)(shu)字技術就已經開始在(zai)油(you)田得到(dao)應用。
但由于油井、管道、煉(lian)化裝(zhuang)置(zhi)均為高危險系數、高可靠(kao)性(xing)要求的(de)場景，無論是基礎設施建設還是專業人才培養，都需(xu)要漫長的(de)過(guo)程(cheng)。如何在新(xin)、舊轉(zhuan)換過(guo)程(cheng)中實現(xian)安(an)全(quan)、平(ping)穩過(guo)渡且充分發揮新(xin)技術優勢，是行(xing)業亟需(xu)解決(jue)的(de)重要問題。
華(hua)為的智慧油(you)氣解決(jue)方(fang)案(an)就(jiu)采取了(le)油(you)氣光纖傳感(gan)(gan)方(fang)案(an)，并在華(hua)為全聯接2021大會期間，發布了(le)全新產品系列智能光感(gan)(gan)知Huawei OptiXsense。
據了解，Huawei OptiXsense EF3000是光纖振動傳感產品，可以廣泛應用于油氣管線場景，將加速油氣行業數字化轉型，提升巡檢效率，最終實現智能化無人巡檢。因其獨有的oDSP模塊，內置超強盲點糾錯算法，實現有效信號采集率提升至99.9%，達到0漏報的效果；開發振動波紋識別引擎，通過32維振動波紋分析算法，將事件識別準確率提升至97% ；搭載了華為HiAI內核的人工智能，快速迭代海量新場景樣本，效率可達1000個/天，持續進化，不斷提升感知預警準確率。
在具體落地層面(mian)，借助(zhu)Huawei OptiXsense EF3000的(de)這些能力，山東(dong)濟(ji)華燃氣(qi)提出了(le)“分布(bu)式光纖傳(chuan)感(gan)安(an)防(fang)(fang)設備+智慧化(hua)平臺(tai)(tai)+配套服務(wu)”的(de)完整解決方(fang)案，以光纖傳(chuan)感(gan)安(an)防(fang)(fang)作為(wei)切(qie)入點，依托自(zi)身業(ye)務(wu)建(jian)設了(le)包含光纖安(an)防(fang)(fang)管理模塊的(de)綜合性(xing)、一(yi)體化(hua)的(de)智慧系統平臺(tai)(tai)，獲得了(le)加(jia)快轉型(xing)的(de)利(li)器。既實(shi)現了(le)油氣(qi)管線巡(xun)檢(jian)無人(ren)化(hua)，也提升了(le)業(ye)務(wu)的(de)安(an)全性(xing)。
通過電力、油氣和煤炭行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)實踐(jian)(jian)當中，對(dui)(dui)F5G技術(shu)的探索和應用，可(ke)以看到，F5G能夠幫助這些行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)，在不同的場(chang)景下實現智(zhi)慧與場(chang)景融(rong)合(he)，穩(wen)定的聯接(jie)，是(shi)整個能源行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)走向數字(zi)化的有力保(bao)障。華(hua)為把25年(nian)在光領域的技術(shu)積累、對(dui)(dui)行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)發展和客戶需求(qiu)的深(shen)刻理解及商業(ye)(ye)實踐(jian)(jian)，進行(xing)(xing)(xing)了融(rong)會貫通，并形成了有競爭(zheng)力的解決方案，將F5G的技術(shu)打造成“F5G+”的能力，賦予能源行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)，為其數字(zi)化轉型(xing)賦能。
梅特卡夫定律告訴我們(men)，一(yi)個網(wang)(wang)絡(luo)(luo)的(de)(de)價(jia)值(zhi)等于該(gai)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)內的(de)(de)節點(dian)數的(de)(de)平方，而且該(gai)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)的(de)(de)價(jia)值(zhi)與聯(lian)網(wang)(wang)的(de)(de)用(yong)戶數的(de)(de)平方成(cheng)正比(bi)。這代(dai)表著(zhu)，接入網(wang)(wang)絡(luo)(luo)的(de)(de)設(she)備越多，網(wang)(wang)絡(luo)(luo)的(de)(de)價(jia)值(zhi)就(jiu)會越大。所(suo)以(yi)，F5G也意味著(zhu)能源物聯(lian)網(wang)(wang)未(wei)來將(jiang)會承載(zai)更大的(de)(de)經濟價(jia)值(zhi)。F5G的(de)(de)光路更寬、更廣，讓接入網(wang)(wang)絡(luo)(luo)的(de)(de)設(she)備更多，智(zhi)(zhi)慧(hui)也就(jiu)更多。F5G作為新一(yi)代(dai)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)基(ji)礎設(she)施，為能源數字化轉型提供一(yi)張面向未(wei)來的(de)(de)智(zhi)(zhi)慧(hui)光路。
