工業互聯網網絡技術與應用（簡體書）

本書對工業互聯網網絡技術與應用相關的研究進行了全面的剖析和深入的解讀，全書共13章。首先，簡要介紹工業互聯網的發展由來和全球發展情況等；然後，以工業互聯網網絡體系架構、工業以太網技術、工業無源光纖網絡技術、時間敏感網絡技術、確定性網絡技術、低功耗廣域網技術、5G技術、軟件定義網絡技術、邊緣計算技術、Handle技術以及其他工業互聯網網絡使能技術為重點展開分析；最後，針對工廠內網和外網改造、標識解析應用、安全防護應用等探討工業互聯網網絡應用案例。
本書內容廣泛、技術思想凝煉，突出核心原理和和關鍵技術的闡述，同時力圖深入講解相關技術的實際應用。本書對從事工業互聯網相關技術研發領域的科研人員及產業從業人員、相關專業的高校學生以及對工業互聯網感興趣的讀者，具有一定的參考價值。

霍如 博士，北京工業大學講師、碩士生導師。主要研究方向為未來網絡、工業互聯網、邊緣計算、網絡資源管理、區塊鏈、機器學習等。作為項目負責人或核心骨幹成員主持或參與國家973計劃、國家863計劃、國家自然科學基金、企業合作基金等橫縱向課題項目10餘項。在國內外**期刊和學術會議上發表SCI/EI學術論文10餘篇，申請技術發明專利20餘項（授權2項），獲得軟件著作權2部，出版著作2部，參與制定標準4項。
謝人超 博士，北京郵電大學副教授、碩士生導師。主要研究方向為5G網絡與邊緣計算、工業互聯網、信息中心網絡等。作為項目負責人或核心骨幹成員承擔國家重點研發計劃課題、國家自然科學基金、國家863計劃、國家科技重大專項、華為企業合作基金等***、省部級縱向與企事業橫向項目20餘項。在國內外**期刊和學術會議上發表SCI/EI學術論文70餘篇（ESI高被引論文2篇），申請技術發明專利30餘項（授權24項），出版專著2部，獲中國通信學會技術發明獎一等獎。
黃韜 博士，北京郵電大學教授、博士生導師，江蘇省未來網絡創新研究院副院長，網絡通信與安全紫金山實驗室未來網絡中心主任，未來網絡試驗設施國家大科學工程項目總工程師，信息技術新工科聯盟未來網絡工作委員會主任。主要從事未來網絡架構、網絡2030等方面的科研工作，主持***科研項目20餘項。在重要期刊和會議上發表學術論文100餘篇，授權專利30餘項，出版專著6部，獲中國通信學會技術發明獎一等獎、中國通信學會第二屆青年科技獎。
劉韻潔 中國工程院院士，現任江蘇省未來網絡創新研究院院長，網絡通信與安全紫金山實驗室主任，北京郵電大學信通院院長，國家未來網絡試驗設施重大科技基礎設施（CENI）項目負責人。從事網絡技術工作近40年，在數據網、互聯網以及網絡融合等方面做出了開拓性工作。獲得“2014中國互聯網年度人物”特別貢獻獎，國家科技進步一等獎1項，部級科技進步一等獎2項。

本書主要圍繞組成工業互聯網三大主要部分的網絡領域展開深入而全面的介紹，本書不僅概述了工業互聯網的體系架構，更是細化到9大關鍵技術的核心原理，再到新型的使能技術，並前瞻性地預判出未來的發展趨勢和前景，最後就主要應用案例做了詳細的敘述。
本書的幾位作者一直以來都從事未來網絡這一領域，並在工業互聯網領域展開了一系列科研、研發工作，已經發表了多部相關書籍。其中，劉韻潔院士是中國工程院院士，我國未來網絡領域研究的首席科學家以及我國未來網絡試驗設施CENI的主要負責人，他的相關工作從產學研用等多個角度展開，旨在推動工業互聯網的發展，因此，本書在劉院士的指導下完成，覆蓋了工業互聯網網絡技術發展和實踐應用等多個角度，讓讀者對這一領域有全面而深入的認知，瞭解未來網絡技術發展趨勢。

第 1章 緒論 001
第 2章 工業互聯網網絡體系 007
2.1 工業互聯網體系架構 008
2.2 需求與挑戰 009
2.3 研究現狀與趨勢 013
2.4 本章小結 016
參考文獻 016
第3章 工業以太網技術 017
3.1 概述 018
3.2 核心原理 020
3.2.1 EtherCAT概述 020
3.2.2 EtherCAT各層服務及協議 022
3.2.3 其他工業以太網標準 025
3.2.4 工業以太網技術比較 028
3.3 發展趨勢與應用前景 030
3.4 本章小結 031
參考文獻 031
第4章 工業無源光纖網絡技術 033
4.1 概述 034
4.2 核心原理 035
4.2.1 PON技術 036
4.2.2 工業PON技術 039
4.3 發展趨勢與發展前景 042
4.3.1 工業PON技術的趨勢與前景 042
4.3.2 工業PON技術的發展演進實例 045
4.4 本章小結 047
參考文獻 048
第5章 時間敏感網絡技術 049
5.1 概述 050
5.2 核心原理 054
5.2.1 優先級時間感知調度 054
5.2.2 保護頻帶與幀搶佔 057
5.2.3 時間與傳輸週期同步 059
5.2.4 流量整形 061
5.2.5 冗餘路徑 062
5.3 發展趨勢與應用前景 063
5.4 本章小結 064
參考文獻 065
第6章 確定性網絡技術 067
6.1 概述 068
6.2 核心原理 069
6.2.1 協議棧模型 069
6.2.2 系統用例 072
6.2.3 DetNet流 073
6.2.4 流量工程 074
6.2.5 資源規劃 075
6.3 發展趨勢與應用前景 076
6.4 本章小結 078
參考文獻 078
第7章 低功耗廣域網技術 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 發展趨勢與應用前景 089
7.3.1 服務性能對比 089
7.3.2 行業應用前景分析 091
7.3.3 應用案例――NB-IoT共享洗衣機測試床 092
7.3.4 未來相關工作 093
7.4 本章小結 095
參考文獻 095
第8章 5G技術 097
8.1 概述 098
8.2 核心原理 099
8.2.1 5G網絡架構 100
8.2.2 通信傳輸技術 102
8.2.3 虛擬化及切片技術 104
8.3 發展趨勢與應用前景 105
8.3.1 5G技術的影響 105
8.3.2 5G技術發展趨勢 106
8.3.3 5G技術應用前景 107
8.4 本章小結 108
參考文獻 108
第9章 軟件定義網絡技術 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 基於SDN的工業互聯網網絡技術原理 115
9.3 發展趨勢與應用前景 121
9.4 本章小結 123
參考文獻 124
第 10章 邊緣計算技術 125
10.1 概述 126
10.2 核心原理 128
10.2.1 多接入邊緣計算 128
10.2.2 微雲 134
10.2.3 霧計算 136
10.2.4 雲接入網 137
10.3 發展趨勢與應用前景 139
10.3.1 邊緣計算在工業互聯網中的應用前景 140
10.3.2 邊緣計算在工業互聯網中的發展熱點 142
10.3.3 邊緣計算在工業互聯網中的實際部署 143
10.4 本章小結 144
參考文獻 144
第 11章 Handle技術 145
11.1 概述 146
11.2 核心原理 148
11.2.1 Handle系統分層服務模型 149
11.2.2 Handle命名空間 151
11.2.3 Handle數據模型 153
11.2.4 Handle系統服務 160
11.3 發展趨勢與應用前景 164
11.4 本章小結 165
參考文獻 166
第 12章 工業互聯網網絡使能技術 167
12.1 信息中心網絡技術 168
12.1.1 信息中心網絡技術簡介 168
12.1.2 ICN使能工業互聯網 173
12.1.3 ICN應用面臨的挑戰 175
12.2 區塊鏈技術 176
12.2.1 區塊鏈技術簡介 176
12.2.2 區塊鏈使能工業互聯網 179
12.2.3 區塊鏈應用面臨的挑戰 182
12.3 網絡人工智能技術 183
12.3.1 人工智能技術簡介 183
12.3.2 人工智能使能工業互聯網 185
12.3.3 人工智能應用面臨的挑戰 187
12.4 本章小結 188
參考文獻 189
第 13章 應用案例實踐 191
13.1 工廠內網改造案例 192
13.2 工廠外網改造案例 196
13.3 標識解析應用案例 199
13.4 安全防護應用案例 202
13.5 本章小結 206
參考文獻 206
附錄 縮略詞對照表 207