万物互联时代的智能蓝图,都离不开新一代智能IP网络的支撑。
新基建是中国未来十年最大的技术与产业变革机遇,数字化与智能变革浪潮席卷,传统IP骨感网络在流量洪水面前形成了明显瓶颈,同时异构化的数据、千行百业复杂性的联接与应用需求,也加速了传统IP骨干网络的“衰老”。
如何释放数字化与智能变革的潜能,成为科技企业与各行业共同关注的核心话题之一。
华为给出了这一答案:通过引入大数据、AI技术和新一代协议,以及发布新网络架构和新一代数据通信产品,实现由传统IP网络到智能IP网络的跨越。
在华为全联接2020期间,华为与南方电网电动汽车服务有限公司(以下简称“南网电动”)联合发布《智慧充电桩物联网技术白皮书》(以下简称“白皮书”),基于物联网、AI、5G等新信息技术与充电基础设施的不断融合应用,共建智能化新型充电基础设施。
白皮书阐述了智慧充电四个代际定义及功能描述,介绍了智慧充电由电气化、数字化向智能化、自动驾驶演进的发展方向和技术路径,意在促使行业发展形成良性循环,提高充电基础设施智能化水平。
新基建下,充电桩被寄予了哪些期望?
今年以来,我国以更高的频次、更大的力度强调着“新基建”的重要性。为推动经济社会发展,包括充电桩在内的7大领域被寄予厚望。南网电动董事长邹大中认为,在新基建中,充电桩实则关系到其他各个方面。“它能够利用5G、工业互联网、大数据等成果参与到其他更多领域的建设当中,成为以数字化为核心的全新基础设施,推动交通革命和能源革命的到来,”邹大中表示。
“杠铃效应”,是邹大中在谈及充电桩建设意义时多次提到的词。
充电桩的一端联接着配套产业、整车制造、电网建设等供给侧,一端带动着绿电消费、汽车消费、汽车服务等需求侧。作为能够联接电动汽车配套产业和能源电力行业的领域,充电桩的“杠铃效应”也被重视起来。
有鉴于此,南网也从大数据和智能化的浪潮中窥见了合成与共赢的机遇,相向而行。
邹大中对于南网电动的定位的阐释,也极好地解释了“杠铃效应”的价值:“打造卓越的电动汽车服务运营商,电动汽车产业价值链整合商,绿色能源生态服务商是南网电动‘三商’的定位。围绕‘三商’,南网电动的业务也被分成三个层次来进行。即,从充电服务运营商起步,做好全场景充电服务;继而打通‘车+电+数据+资本’进行相关能源交易,促使产业链价值重新组合;最后形成信息流、能源流、资金流相关联的绿色能源生态圈。”
早在今年4月,南方电网就公开了未来4年在充电设施领域的投资计划,即,投资251亿元,建成大规模集中充电站150座,充电桩38万个,有效带动电网建设、元器件及设备制造、运营运维、整车销售与售后服务等相关产业投资2000亿元。南网电动作为南方电网专业从事电动汽车产业服务的企业,将承接南方电网充电设施规模建设和运营的任务,并对南方电网五省的电动汽车充电资源进行整合,意在以能源服务为核心,以充电服务为基础,以服务出行为导向,搭建产业链生态平台。
新形势下,充电场站建设与管理迎接的挑战
根据有关统计数据,截至2020年8月, 我国累计新能源汽车保有量达到437.3万辆。新能源充电桩保有量为138.2万个,车桩比由2015年的7.8:1提高至3.5:1。根据车桩比1:1的建设目标,预计到2030年,我国充电桩数量将达到6300万台,形成超万亿级的充电桩基础设施建设市场。
不管是从南网未来4年的规划还是从全国未来10年的预测上来看,我国的充电桩数量将翻倍地上涨,这也给运营商带来了建设和管理上的诸多挑战。
一方面,6300万台充电桩缺口的出现以及大功率超充的普及,使得变压器10%冗余容量难以满足充电桩规模部署需求。目前,就已经能够预见在用电及充电的高峰期,“峰上加峰”导致的变压器过载风险。
另一方面,如今本还不算多的新能源汽车和充电桩体量已经暴露出缺少运管人员而导致的燃油车占位、充电桩破坏等问题。未来,无人值守场站和少量运管人员根本无法满足爆发式增长的充电桩运管难题,因此,海量物联设备、场站管理和运维将成为未来的一大重点。
此外,充电桩离线、宕机等问题也暴露出了现有通信模式的隐患。未来,若充电桩和新能源汽车广泛参与电力需求响应业务,那将给现有通信模式提出更高的可靠性和时延要求。
为破局而来,构建智慧充电桩物联网
今年5月,为加速智慧能源领域的技术进程,南网电动与华为成立“智慧能源技术”联合创新实验室,携手构建智慧能源新生态,充分发挥各自优势,提升研发创新效能,并以实验室为载体,重点开展在ICT领先技术、智慧能源、服务等方面的创新合作,推动智慧充电技术、ICT、5G等在电动汽车服务和绿色能源领域的深度应用。白皮书的编著恰是创新工作室今年的实践成果之一,它通过提出智能充电桩的未来愿景,基于安全、服务、运营管理等方面的痛点,为充电桩行业更健康地发展提供了一种可能,从而推动市场的良性循环。
在构建智慧充电物联网的进程中,南网电动发挥其在电动汽车全产业链上的布局优势,联合华为在电力电子通信技术和AI技术、云和大数据等技术上的超强能力,双方将实现强强融合、资源互补的合作关系。“华为智能IP网络的三层架构为合作打下了坚实的‘地基’”,邹大中补充道。
据悉,智能IP网络在架构上分为三层:智能超宽、智能联接和智能运维。
智能超宽能为电力数据网提供大带宽,满足日益增长的视频监控、视频会议和物联网等业务的带宽需求,并通过网络分片为关键业务提供专网体现,保障关键业务的高质量承载。智能联接通过Wi-Fi 6、边缘计算物联网等领先技术,实现充电桩等各种电力终端设备的全联接和智能化。而智能运维通过管-控-析一体化的图形化管理方式,实现业务快速开通,故障的精确定位,提升运维效率。
邹大中表示:“我们畅想,在未来,我们能以充电服务为抓手,运用四网融合,打造智慧能源、智慧生活、智慧交通、智慧城市,立足南网、面向全国,抱团出海。”
1234X,华为智能IP网络升级与进化
随着数据通信进入智能IP时代,华为数通的整体战略都是围绕着智能展开,“以智能IP为底座,为全行业提供新动能”。
一个战略:智能IP网络
我们已经从人人互联的All IP时代,也就是移动互联网时代。如今进入到以IPv6+技术实现物物互联,千行百业都在推动数字化与智能化,提供差异化服务+确定性保障成为“刚需”,数据通信的“新基础设施"变革势在必行。这也为华为聚合内部研发积累与技术优势,推出智能IP网络战略的核心原因。
两大平台:重构硬件和软件平台
硬件方面,华为提出了“强者更强,小者更精”的新定义硬件架构。内置AI加速引擎,增强数据处理能力的大平台(比如框式设备支持整机300T)支持超宽海量联接与未来平衡演进。盒式设备(比如400GE)则可以提供5G承载和全业务接入,同时“小身材”更便于灵活部署。
软件平台方面,华为推出智能IP操作系统“云杉”,一改传统IP设备软件封闭、无法应对多样性需求等弱点,能够提供敏捷、智能、开放能力,并且支持灵活积木拼装,按需定制,内置20+种AI算法支持毫秒级推理,被业界形象地称之为“变形金刚”。
三层架构:智能超宽、智能联接、智能运维
华为智能IP网络引入了AI全新定义并不断升级三层架构:“智能超宽”保障了作为基础的宽带资源;华为数通今年以来发布多款WIFI6智能产品,皆具有智能感知业务类型与环境变化,进行无线频谱资源调优,可以做到“智能联接”;海量联接意味着传统人工手动排障的模式已经走到尽头,必须依靠人工智能解决业务快速部署和运行维护的问题,这就是“智能运维”。按照目前华为的标准,可实现“一分钟发现故障,三分钟定位故障,五分钟恢复”的强大运维能力。
四大引擎:四大Engine产品
所有的技术、理念,最终都会聚合于产品创新。过去一年来,华为数通围绕园区网络、数据中心网络、广域网络、数字安全四大领域分别推出了CloudCampus、CloudFabric、CloudWAN、Hise四大解决方案,并在本届HC2020大会上全部完成了2.0进阶。核心变量是华为升级了智能IP网络的大脑——iMaster NCE,其主要目的是支持客户随心定制、实现意图部署和故障预测,以及接口可兼容多厂商,为客户节约投资。因此也是华为智能IP网络更好地匹配合作伙伴需求,加速推动行业变革的“四大引擎”。
X:是行业合作,也是生态共建
千行百业的数字化转型,不可能依靠单个行业的技术或方案推动,智能IP网络的落地也同样如此。本届HC2020峰会期间,我们可以看到华为联手众多合作伙伴与行业客户,在智能IP+政府、智能IP+金融、智能IP+教育、智能IP+机场等场景深度联合创新。一方面展示了智能IP网络解决方案给各行各业数字化、智能化升级带来的巨大效能,另一方面也印证了华为数通坚持智能IP网络的生态开放与“底座”战略,得到了越来越多行业企业与合作伙伴的深度认同。
华为与南方电网电动汽车服务有限公司联合发布的《智慧充电桩物联网技术白皮书》。充电桩作为中国电网系统面向新能源汽车大众出行市场的重要基础设施,一直被业界认为是对中国电力行业数字化与智能化变革的一次重要检验。
这也是此次全面升级的智能IP网络解决方案发布之后,被业界认为是一个高成熟度解决方案的重要原因。“1234X”,也清晰地阐述了华为数通在智能IP网络战略上的目标、打法与商业落地策略。
到2025年全球将有85%的企业上云,97%的大型企业将使用AI技术,AI与智能化在千行百业和百姓生活的落地,会让智能IP网络成为新技术时代打开智能世界大门的一把关键钥匙。
对于电力行业来说,从“瓦特驱动数字”,到“数字驱动瓦特”,也的确是真正的“无人区”式突破。
中国电力行业数字变革的新底座
电力与数据通信都是经济与科技发展的基础设施,伴随数据化与智能化的到来,两者也在发生“生态聚变”效益。
以电力传输的电网为例,其主要经历了三大阶段:
一、工业时代的小型孤立电网,操作以人工为主,其要求是“通上电”;
二、信息时代通过数字化技术的进步实现了全国联网的广域调度,电网控制实现了初步的自动化、数字化,要求是“读到数”;
三、进入万物互联的智能时代,电能一方面成为新能源汽车的基础能源,面临的是来自新能源汽车用户、家庭用户、工业制造的复杂需求与作为基础设置的全国广域部署;另一方面,则面临风能、光能、水能等清洁能源的并网趋势和各种变量因素,要求是像汽油和矿泉水一样“能买卖、可零售、随时充”,因此智能电网的变革成为一大行业难点。
华为数通基于智能IP网络的三层架构,为电力行业提供了数字电网、数字运营、数字服务的新“3D”智能电网战略,同时基于“云管边端”能力为智能电网提供了包括云数据中心、智能电力网络、边缘计算物联网、智能终端通信模组在内的“端到端”全链路联接方案,以持续创新来激发智能电网的联接与变革潜力。
海量物联设备管理将成为未来重点
充电桩行业关系到交通变革与能源革命,同时也涉及到大经济层面的供给侧与需求侧改革,重要性不言而喻。在供给侧,需要电网建设、新能源整车制造,以及相关的配套产业;在需求侧,则涉及到新能源消费、汽车消费,汽车后服务等诸多环节;因此可以说是一种典型“杠铃效应”的新基建建设方向。
南网电路作为南方电网从事电动汽车服务的一个专业公司,承建了南方五省的充电桩建设。几乎未来四年投资251亿元,建设150座大型充电站,以及38万个充电桩。
但充电桩现阶段在建设、管理、利用率等层面都存在一些问题,邹大中介绍称:
首先,电力容量限制充电桩规模部署。预计到2030年,我国充电桩建设存在6300万的缺口,变压器10%冗余容量难满足充电桩规模部署需求。
第二,现有通信模式存在时延压力。未来的电力需求响应业务对设备响应的可靠性和时延的要求高,万物互联时代网络更易出现拥堵。
第三,无人值守场站运维困难。无人值守场站易发生油车占位、充电桩破坏,少量运维人员无法满足爆发式增长的充电桩运维等问题。
第四,海量设备管理困难。预计到2023年,南网电动将建成38万根充电桩,年消纳绿电50亿度以上,因此海量物联设备管理将成为未来重点。
南网电路在充电桩建设、运维上遇到的难题,也是华为智能IP网络解决方案中的应对目标,比如智能IP网络上非常清晰的三层架构:智能超宽、智能联接、智能运维。这应该也是南网电路选择与华为数通共同推动“NetCity创新机制”的重要原因。
邹大中与赵志鹏在圆桌媒体环节共同介绍了华为数通与南网电路在智能IP网络领域的创新合作,主要涉及到三个层面:
物理层:提供智能超宽链路,其中很多都是智能IP网络解决方案中的四大引擎产品,比如CloudCampus、CloudFabric、CloudWAN等等,可以保证在物理层面提供超宽带能力和全网精细化管控,帮助南网电路打造光、储、充、换、检一体化能源站概念。
通讯层:华为的5G全球领先,可以解决高可靠性+低延时需求。同时通过网络层的人工智能技术与IPV6+协议,数据分层分析和处理可以帮助业务完成实时响应。
数据层:南网电路近期还与清华大学联合推动充电桩充电安全项目,可以更好地管理车上电池和充电过程中的电池检测形成的大数据,同时在云端还有一个BMS电池管理系统与车载BMS系统相联接,这些都需要利用华为云和智能IP解决方案。邹大中表示,南网电路未来的大数据处理,都需要充分使用华为的“云-管-边-端”协同应用,通过边缘智能网关收集处理海量数据,形成云边协同和边端协同。
未来伴随新能源车辆与充电电桩的快速发展,会有数以亿计的物物联接,同时带来海量数据,华为智能IP网络解决方案中的三层架构重要性也将快速突显。
资料来源及致谢
壹观察
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