工业互联网网络技术与应用

　　本书对工业互联网网络技术与应用相关的研究进行了全面的剖析和深入的解读，全书共13章。首先，简要介绍工业互联网的发展由来和全球发展情况等；然后，以工业互联网网络体系架构、工业以太网技术、工业无源光纤网络技术、时间敏感网络技术、确定性网络技术、低功耗广域网技术、5G技术、软件定义网络技术、边缘计算技术、Handle技术以及其他工业互联网网络使能技术为重点展开分析；最后，针对工厂内网和外网改造、标识解析应用、安全防护应用等探讨工业互联网网络应用案例。本书内容广泛、技术思想凝炼，突出核心原理和和关键技术的阐述，同时力图深入讲解相关技术的实际应用。本书对从事工业互联网相关技术研发领域的科研人员及产业从业人员、相关专业的高校学生以及对工业互联网感兴趣的读者，具有一定的参考价值。

　　霍如 博士，北京工业大学讲师、硕士生导师。主要研究方向为未来网络、工业互联网、边缘计算、网络资源管理、区块链、机器学习等。作为项目负责人或核心骨干成员主持或参与国家973计划、国家863计划、国家自然科学基金、企业合作基金等横纵向课题项目10余项。在国内外**期刊和学术会议上发表SCI/EI学术论文10余篇，申请技术发明专利20余项（授权2项），获得软件著作权2部，出版著作2部，参与制定标准4项。谢人超 博士，北京邮电大学副教授、硕士生导师。主要研究方向为5G网络与边缘计算、工业互联网、信息中心网络等。作为项目负责人或核心骨干成员承担国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、国家863计划、国家科技重大专项、华为企业合作基金等***、省部级纵向与企事业横向项目20余项。在国内外**期刊和学术会议上发表SCI/EI学术论文70余篇（ESI高被引论文2篇），申请技术发明专利30余项（授权24项），出版专著2部，获中国通信学会技术发明奖一等奖。 黄韬 博士，北京邮电大学教授、博士生导师，江苏省未来网络创新研究院副院长，网络通信与安全紫金山实验室未来网络中心主任，未来网络试验设施国家大科学工程项目总工程师，信息技术新工科联盟未来网络工作委员会主任。主要从事未来网络架构、网络2030等方面的科研工作，主持***科研项目20余项。在重要期刊和会议上发表学术论文100余篇，授权专利30余项，出版专著6部，获中国通信学会技术发明奖一等奖、中国通信学会第二届青年科技奖。 刘韵洁 中国工程院院士，现任江苏省未来网络创新研究院院长，网络通信与安全紫金山实验室主任，北京邮电大学信通院院长，国家未来网络试验设施重大科技基础设施（CENI）项目负责人。从事网络技术工作近40年，在数据网、互联网以及网络融合等方面做出了开拓性工作。获得“2014中国互联网年度人物”特别贡献奖，国家科技进步一等奖1项，部级科技进步一等奖2项。

目 录
第 1章　绪论　001
第 2章　工业互联网网络体系　007
2．1　工业互联网体系架构　008
2．2　需求与挑战　009
2．3　研究现状与趋势　013
2．4　本章小结　016
参考文献　016
第3章　工业以太网技术　017
3．1　概述　018
3．2　核心原理　020
3．2．1　EtherCAT概述　020
3．2．2　EtherCAT各层服务及协议　022
3．2．3　其他工业以太网标准　025
3．2．4　工业以太网技术比较　028
3．3　发展趋势与应用前景　030
3．4　本章小结　031
参考文献　031
第4章　工业无源光纤网络技术　033
4．1　概述　034
4．2　核心原理　035
4．2．1　PON技术　036
4．2．2　工业PON技术　039
4．3　发展趋势与发展前景　042
4．3．1　工业PON技术的趋势与前景　042
4．3．2　工业PON技术的发展演进实例　045
4．4　本章小结　047
参考文献　048
第5章　时间敏感网络技术　049
5．1　概述　050
5．2　核心原理　054
5．2．1　优先级时间感知调度　054
5．2．2　保护频带与帧抢占　057
5．2．3　时间与传输周期同步　059
5．2．4　流量整形　061
5．2．5　冗余路径　062
5．3　发展趋势与应用前景　063
5．4　本章小结　064
参考文献　065
第6章　确定性网络技术　067
6．1　概述　068
6．2　核心原理　069
6．2．1　协议栈模型　069
6．2．2　系统用例　072
6．2．3　DetNet流　073
6．2．4　流量工程　074
6．2．5　资源规划　075
6．3　发展趋势与应用前景　076
6．4　本章小结　078
参考文献　078
第7章　低功耗广域网技术　079
7．1　概述　080
7．2　核心原理　081
7．2．1　LoRaWAN　082
7．2．2　NB-IoT　085
7．3　发展趋势与应用前景　089
7．3．1　服务性能对比　089
7．3．2　行业应用前景分析　091
7．3．3　应用案例——NB-IoT共享洗衣机测试床　092
7．3．4　未来相关工作　093
7．4　本章小结　095
参考文献　095
第8章　5G技术　097
8．1　概述　098
8．2　核心原理　099
8．2．1　5G网络架构　100
8．2．2　通信传输技术　102
8．2．3　虚拟化及切片技术　104
8．3　发展趋势与应用前景　105
8．3．1　5G技术的影响　105
8．3．2　5G技术发展趋势　106
8．3．3　5G技术应用前景　107
8．4　本章小结　108
参考文献　108
第9章　软件定义网络技术　109
9．1　概述　110
9．2　核心原理　111
9．2．1　SDN基本原理　111
9．2．2　基于SDN的工业互联网网络技术原理　115
9．3　发展趋势与应用前景　121
9．4　本章小结　123
参考文献　124
第 10章　边缘计算技术　125
10．1　概述　126
10．2　核心原理　128
10．2．1　多接入边缘计算　128
10．2．2　微云　134
10．2．3　雾计算　136
10．2．4　云接入网　137
10．3　发展趋势与应用前景　139
10．3．1　边缘计算在工业互联网中的应用前景　140
10．3．2　边缘计算在工业互联网中的发展热点　142
10．3．3　边缘计算在工业互联网中的实际部署　143
10．4　本章小结　144
参考文献　144
第 11章　Handle技术　145
11．1　概述　146
11．2　核心原理　148
11．2．1　Handle系统分层服务模型　149
11．2．2　Handle命名空间　151
11．2．3　Handle数据模型　153
11．2．4　Handle系统服务　160
11．3　发展趋势与应用前景　164
11．4　本章小结　165
参考文献　166
第 12章　工业互联网网络使能技术　167
12．1　信息中心网络技术　168
12．1．1　信息中心网络技术简介　168
12．1．2　ICN使能工业互联网　173
12．1．3　ICN应用面临的挑战　175
12．2　区块链技术　176
12．2．1　区块链技术简介　176
12．2．2　区块链使能工业互联网　179
12．2．3　区块链应用面临的挑战　182
12．3　网络人工智能技术　183
12．3．1　人工智能技术简介　183
12．3．2　人工智能使能工业互联网　185
12．3．3　人工智能应用面临的挑战　187
12．4　本章小结　188
参考文献　189
第 13章　应用案例实践　191
13．1　工厂内网改造案例　192
13．2　工厂外网改造案例　196
13．3　标识解析应用案例　199
13．4　安全防护应用案例　202
13．5　本章小结　206
参考文献　206
附录　缩略词对照表　207