面向工業制造的确定性網絡技術發展研究将會面臨什麼樣的挑戰？又有什麼樣的未來？[沙塵暴]
前言
确定性網絡技術是指基于時間同步機制并保證資料傳輸具有可預測延時特性的網絡技術。
在工業制造領域，确定性網絡技術能夠有效地提高資料傳輸的實時性、可靠性和安全性，進而支援實時控制和監控，保證生産線的穩定和高效運作，并提高整個生産過程的安全性和可靠性。
目前，在确定性網絡技術的研究領域，包括時間同步、流量排程、資料傳輸控制、網絡協定設計等方面都有了較為顯著的進展。
确定性網絡技術在實際應用中仍存在一些問題，例如網絡規模的擴充性、網絡拓撲結構的靈活性、網絡資源的配置設定問題等等，這些問題亟待解決。
一、面向工業制造的确定性網絡技術發展面臨的挑戰
面向工業制造的确定性網絡技術雖然具有衆多的優勢和特點，但其發展仍面臨着一些挑戰。以下是目前主要的挑戰：
1.網絡規模擴充性問題
工業制造場景中需要連接配接的裝置數量非常大，網絡規模很難控制。是以，怎樣在大規模網絡中實作時鐘同步等關鍵技術是一個重要的問題。
2.網絡拓撲結構靈活性問題：工業制造生産線的布局和裝置變化頻繁，需要網絡具有高度的靈活性以适應這種變化。
3.資源配置設定問題
在工業制造中，不同的裝置對于時延、吞吐量、帶寬等網絡性能名額有不同的要求，如何合理配置設定網絡資源是一個複雜而又關鍵的問題。
4.安全性問題
工業制造過程中涉及到的資訊較多，包括産品設計、生産流程、企業内部管理等各個環節。如何保證網絡傳輸資料的安全性和機密性，也是一個值得研究的難題。
5. 昂貴的成本問題
确定性網絡技術所需的裝置硬體和硬體部署成本比較高，在工業制造領域推廣應用時，需要對硬體成本進行優化和控制。
二、面向工業制造的确定性網絡技術發展階段
1.時間同步階段
時間同步是确定性網絡技術中最為基礎的部分，主要解決網絡中裝置的時鐘同步問題。在這個階段，主要研究了各種時間同步技術的實作和優化，如IEEE1588協定，PTP v2協定等。
2.流量排程階段
流量排程是确定性網絡技術的關鍵環節之一，主要解決網絡拓撲結構靈活性問題。該階段主要研究了一些流量排程算法和資源配置設定方案，如TDMA、CDMA等。
3.資料傳輸控制階段
資料傳輸控制是确定性網絡技術的另一個關鍵環節，主要解決網絡傳輸的實時性和可靠性問題。在這個階段，主要研究了QoS（Quality of Service）相關的技術，如DiffServ、IntServ等。
4.網絡協定設計階段
網絡協定設計是确定性網絡技術發展的最後一個階段，也是最為重要的一個。在這個階段，主要研究了基于時間同步機制的協定設計，如TSN（Time-Sensitive Networking）和AVB（Audio Video Bridging）等。
三、未來發展建議
1.研究更高效的網絡拓撲結構：
目前工業制造場景中裝置數量衆多，網絡規模較大。是以，需要研究更加靈活、高效的網絡拓撲結構，以便更好地适應工業制造的變化和快速發展。
2.推動标準化和普及應用：
确定性網絡技術已經有了一些相關的标準和協定，但是這些标準和協定并沒有被廣泛普及應用。為此，需要推動标準化的程序，并促進确定性網絡技術在工業制造領域的更廣泛應用。
3.強化網絡的安全性：
随着網絡規模不斷擴大，在網際網路環境下的攻擊和威脅也會更加嚴重。是以，在确定性網絡技術的未來發展中，需要更加強化網絡的安全性，加強資料傳輸的保密性和可靠性。
4.加強新技術的研究與應用：
人工智能、邊緣計算、物聯網等新技術已經成為推動工業制造發展的重要驅動力。是以，在确定性網絡技術的未來發展中，需要加強這些新技術的研究，探索其與确定性網絡技術的結合應用，以促進工業制造的進一步發展。
筆者觀點：
随着工業自動化和網絡通信場景的不斷變化，面向工業制造的确定性網絡技術依然需要不斷發展，在未來的發展中需要注重研究更高效的網絡拓撲結構、推動标準化和普及應用、強化網絡的安全性、加強新技術的研究與應用，以及推廣開源技術等。
隻有這樣才能更好地适應工業制造的變化和快速發展，為工業制造的智能化、高效化提供堅實的技術保障。
參考文獻
1.《面向工業應用的資料通信與網絡控制技術》
2."Industrial Ethernet: The Future of Industrial Communication"
3."Real-Time Systems Design and Analysis: Tools for the Practitioner"
