高品质万兆AI园区网络架构与技术

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书名：高品质万兆AI园区网络架构与技术

ISBN：978-7-115-70494-8

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版　　权

主  编 钱 骁 张印熙

副 主 编 黄明祥 陈 哲

责任编辑 邓昱洲

人民邮电出版社出版发行　　北京市丰台区成寿寺路11号

邮编　100164 　电子邮件　315@ptpress.com.cn

网址　http://www.ptpress.com.cn

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反盗版热线：(010)81055315

内容提要

本书基于园区网络数字化转型和AI爆发式演进，分析园区网络在终端、应用、连接、运维、安全等维度的变化，总结园区网络在万兆带宽、确定可靠、体验保障、智能运维、安全防护和绿色低碳等方面面临的挑战。针对这些挑战，本书定义并阐述高品质万兆AI园区网络的总体架构，介绍有线网络和无线网络的关键技术，并在此基础上介绍确定性体验、全域安全、自智网络、绿色节能等领域技术演进方向。同时，本书结合高品质万兆AI园区网络的主要设备，介绍园区网络的开放生态方案，并对园区网络在政务服务、教育、医疗、金融、制造、零售、酒店等领域的典型应用进行详细介绍。最后，本书结合园区网络的场景创新和技术创新，对其未来发展趋势进行展望。

本书提供了设计高品质万兆AI园区网络的理论框架和实践指南，内容全面，适合在企业、研究机构从事园区网络基础设施建设的相关人员阅读。

丛书编委会

主  任 王 雷 华为数据通信产品线总裁

副 主 任 吴局业 华为数据通信产品线副总裁

     王武伟 华为数据通信产品线副总裁

委  员 （按姓氏音序排序）

     蔡 骏 程 剑 丁兆坤 葛文涛

     韩 涛 贺 欢 金 剑 金闽伟

     李海锋 李小盼 梁跃旗 罗江淦

     钱 骁 汤丹丹 王 崇 王 辉

     王桐桐 王焱淼 吴家兴 薛 武

     杨加园 殷玉楼 张 百 赵少奇

     郑晓龙

本书编委会

主  编 钱 骁 张印熙

副 主 编 黄明祥 陈 哲

委  员 （按姓氏音序排序）

     耿旭东 谷素琴 韩 健 黄云宏

     姜 林 李 磊 刘 巍 孟显海

     沈 杰 翁财忍 徐 玚 阎 坤

     于 斌 朱 玥 张镇伟

序

互联网重塑了人类生产生活的范式，深度渗透到经济社会各领域，已然成为数字时代不可或缺的基础信息载体。在千行百业数字化转型浪潮中，园区作为产业集聚、创新研发、民生服务的核心载体，承载着超过八成的经济活动与绝大多数的科技创新，其网络基础设施建设至关重要。政务服务、制造、医疗、教育、科创等各类园区对网络提出了全方位、立体化的严苛要求：相较于公共宽带网络，这些园区网络不仅需要万兆带宽支撑AR/VR、工业视觉、高清影像等新型业务，更要具备微秒级确定性时延、电信级高可靠、全域纵深安全、智能运维、低碳节能等综合能力，如同攻坚任务中的精锐力量，依靠专业化、高性能基础设施承载关键业务，支撑新质生产力落地生根。

当前，AI技术深度下沉，万物互联规模持续增长，园区终端从传统 PC向海量IoT设备、具身智能机器人、多模态智能体演进，业务流量呈指数级增长，传统烟囱式、“尽力而为”（Best-Effort）的园区网络早已难以适配时代需求。2024年，产业界联合发布《高品质万兆园区网络技术发展研究报告》；2025年，NIDA牵头编制《高品质万兆AI园区建网技术白皮书》，统一行业建网理念、架构体系与技术指标，填补了AI时代园区网络标准化空白，为产业实践提供清晰指引。

本书紧扣产业标准演进脉络，依托一线工程实践与标准研究成果，系统梳理新一代园区网络完整理论与落地路径，逻辑体系完整、内容层次清晰。首先，本书立足终端、应用、连接、运维、安全五大变革趋势，深度剖析园区网络面临的六个核心挑战，系统阐释高品质万兆AI园区六个特征，完整拆解XNA，分场景详解总部、分支、生产园区的差异化组网方案。然后，本书详细阐述有线网络和无线网络的核心技术，讲解TSN、M-LAG、MACsec、AI自动驾驶运维、CSI感知节能等关键技术实现路径。接着，本书介绍高品质万兆AI园区网络的主要设备、开放生态体系，并结合行业实践给出标准化组网与落地案例。最后，本书面向场景与技术创新，研判园区网络长远发展方向。全书兼顾理论高度与工程实用性，既完整承接行业白皮书标准框架，又补充大量落地部署细节、拓扑图例与指标参考，是国内少有的体系化梳理万兆AI园区网络架构与技术的权威工具书。

当前，我国加速推进数字经济与新型工业化融合，万兆AI园区网络作为数智化底座，是连接算力、终端、业务的关键纽带，也是实现IT/OT一网融合、零碳园区建设、零信任全域防护的核心支撑。但长期以来，园区网络领域存在方案碎片化、标准不统一、技术体系分散等问题，产业从业者缺少一套贯通标准、架构、技术、设备、行业场景的完整学习材料。本书将设备厂商、标准组织、设计院、行业一线专家等在标准研制、项目落地等方面的经验凝练成册，案例翔实，既可作为园区基建、信息化运营、行业集成从业人员的实操指南，也可供通信网络、人工智能领域的科研人员、高校师生阅读，对推动园区网络标准化、规模化落地具有重要的现实意义。

中国通信标准化协会长期深耕信息通信基础设施标准体系建设，持续推动固定宽带、无线局域网、工业网络、AI算力网络等领域的标准迭代，助力产业协同创新。期待本书的出版能够进一步凝聚产业链共识，弥合标准理论与工程落地的鸿沟，推动高品质万兆AI园区网络在各行各业规模化普及，以先进网络底座赋能千行百业数字化转型，为我国数字基础设施高质量发展、培育壮大新质生产力贡献力量。

闻库

中国通信标准化协会理事长

前  言

在数字经济快速发展、数字技术加速创新、AI技术爆发式演进的驱动下，万物互联、全面智能的AI园区正从理念走向现实，将数字世界与物理世界场景融合，为用户提供更加个性化、更有温度的服务。

随着园区物联设备激增、高清视频流普及、VR（Virtual Reality，虚拟现实）和AR（Augmented Reality，增强现实）的广泛使用，园区的数据量呈指数级增长；大模型应用向行业纵深渗透，推理与训练正快速下沉至靠近数据源与业务现场的边缘侧；企业加快推进减碳增效，升级基础设施以构建零碳园区，助力实现碳达峰碳中和目标。以上场景都对园区网络基础设施的建设提出了更高的要求。

高品质万兆AI园区网络不仅是面向智能时代的基础设施范式，也是培育新质生产力的关键基石。2024年，产业界联合发布《高品质万兆园区网络技术发展研究报告》，提出建设高品质万兆园区的理念、关键技术，在产业界引发广泛共识。2025年，NIDA（Network Innovation and Development Alliance，全球固定网络创新联盟）牵头，联合WAA（World WLAN Application Alliance，世界无线局域网应用发展联盟）等多家单位编制《高品质万兆AI园区建网技术白皮书》，其中定义了高品质万兆AI园区网络的应用架构、技术架构与物理架构，提出高品质万兆AI园区网络应该具备万兆带宽、泛在接入、确定性体验、全域安全、自智网络、绿色节能六大特征；并针对教育、政务服务、金融、医疗等行业阐述了高品质万兆AI园区建设的推荐组网架构及行业应用技术，以期为参与园区数字化转型、园区网络基础设施建设的相关部门、运营企业、研究机构等的相关人员提供有益参考，为各企业数字化转型提供借鉴和启发。

本书与上述研究报告和技术白皮书一脉相承，进一步丰富和扩展了相关内容，详细阐述高品质万兆AI园区网络的概念和内涵，介绍其架构和关键技术，并融入技术专家对园区网络架构、关键技术以及行业应用场景的理解和思考。希望本书能够帮助企业理解如何构建能够支持业务长期演进的园区网络，进而享受先进网络带来的便利和价值。

本书内容

本书共12章，以园区网络的发展趋势和业务挑战为切入点，全面剖析高品质万兆AI园区网络的总体架构和技术，各章内容如下。

第1章　园区网络的发展趋势和业务挑战

本章从园区网络在业务应用及关键技术上的发展趋势切入，详细分析园区网络在终端、应用、连接、运维以及安全等维度的变化。基于这些变化，总结归纳园区网络所面临的业务挑战，涉及万兆带宽、确定可靠、体验保障、智能运维、安全防护以及绿色低碳等几个方面。

第2章　高品质万兆AI园区网络的总体架构

本章首先介绍高品质万兆AI园区网络的内涵和标准；然后对高品质万兆AI园区网络的逻辑架构和组网架构进行详细介绍；最后对高品质万兆AI园区网络的技术架构进行详细介绍，包括万兆带宽、泛在接入、确定性体验、全域安全、自智网络以及绿色节能。

第3章　高品质万兆AI园区的有线网络

本章对高品质万兆AI园区有线网络的构建目标进行详细介绍。结合园区网络的业务和流量模型的变化，详细对比万兆经典以太网、万兆以太全光网络、万兆有线无线融合网络等几种典型的组网架构。考虑到高品质万兆AI园区网络对确定性、可靠性的要求更高，本章对园区网络的泛在接入、高可靠性设计进行详细介绍。

第4章　高品质万兆AI园区的无线网络

本章首先介绍无线局域网标准演进；然后结合无线网络的连续组网要求介绍高品质万兆AI园区无线网络的关键技术；最后介绍Wi-Fi通信/物联/感知一体化组网。

第5章　高品质万兆AI园区网络的确定性体验

园区网络的建网理念发生了一个重要的变化：从传统的“以连接为中心”转变为“以体验为中心”。本章首先对“以体验为中心”这一理念进行详细介绍，然后对应用体验保障、VIP体验保障以及广域互联体验保障的解决方案和关键技术进行详细介绍。

第6章　高品质万兆AI园区网络的全域安全

本章系统地阐述高品质万兆AI园区网络的全域安全总体架构，并按照设备安全、链路安全、接入安全、空间安全、隐私安全、生态安全的顺序介绍每个层次的关键技术方案。

第7章　高品质万兆AI园区的自智网络

本章基于传统园区网络在部署、运维等方面面临的挑战，围绕园区自动驾驶网络的演进方向，介绍高品质万兆AI园区网络“一图+一脑”的自智网络架构，并围绕这一架构介绍园区网络数字地图和网络智能体NetMaster的关键技术。

第8章　高品质万兆AI园区网络的绿色节能

绿色节能理念的提出，旨在应对全球数字化转型加速和能源消耗持续增长带来的双重挑战。本章首先概述高品质万兆AI园区网络的绿色节能，然后对绿色节能方案进行详细介绍，主要涵盖基于AI的网络设备节能和基于CSI（Channel State Information，信道状态信息）感知技术的园区物联设备节能两个方面。

第9章　高品质万兆AI园区网络的主要设备、系统及平台

本章详细介绍组成高品质万兆AI园区网络的主要设备、系统及平台，包括园区交换机设备、无线局域网设备、分支路由器设备、园区自动驾驶网络管理控制系统以及园区网络智能分析平台。

第10章　高品质万兆AI园区网络的开放生态

本章首先介绍园区网络开放的驱动力。然后对高品质万兆AI园区网络的开放能力和典型开放场景进行介绍。最后结合行业应用场景，介绍园区网络的产业生态。

第11章　高品质万兆AI园区网络的典型应用

本章介绍高品质万兆AI园区网络在政务服务、教育、医疗、金融、制造、零售和酒店等领域的典型应用，详细阐述高品质万兆AI园区网络在每个领域的发展趋势与要求、推荐的组网架构，并介绍典型的应用案例。

第12章　园区网络未来展望

本章围绕场景创新和技术创新两条主线，对园区网络的未来演进进行展望。

致谢

园区网络作为数字化转型和AI应用落地的基础，还处于不断变化的过程中，其内涵在不断丰富，技术在不断扩展，场景在不断更新，加之我们的水平有限，书中难免存在不足之处，敬请各位专家及广大读者批评指正，在此由衷地感谢。

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第1章　园区网络的发展趋势和业务挑战

近年来，在数字化浪潮与AI技术迅猛发展的背景下，从高新科技园、大型制造工厂到现代化校园、智慧医院，各种形态的园区都在加速推进数字化转型。本章将围绕园区内的终端、应用、连接、运维以及安全等方面，介绍园区网络在数字化转型过程中出现的新发展趋势，并总结这些变化给园区网络带来的业务挑战。

| 1.1　园区网络的发展趋势 |

1.1.1　园区终端的变化

1．无线终端和物联网终端规模快速增长

接入园区网络的终端主要包含两类，一类是无线终端，包含PC、智能手机等，另一类是IoT（Internet of Things，物联网）终端。根据权威机构Gartner与ABI Research的统计，人均无线终端数量从2022年的1台增加到2025年的5台，如图1-1所示。

图1-1　人均无线终端数量变化趋势

（来源：Gartner与ABI Research）

IoT Analytics的分析师团队指出，2025年全球联网设备活跃连接数量已经达到342亿台，除了智能手机、平板计算机、笔记本计算机等非物联网（Non-IoT）设备，IoT设备的数量达到215亿台。相关数据得到了广泛认可，反映了IoT技术在全球范围内的快速发展，如图1-2所示。

图1-2　全球联网设备活跃连接数量

需要注意的是，约80%的IoT设备以无线方式接入网络，而且仍然在以约17%的年增长率增长。近年来，接入网络的无线终端和哑终端的数量呈指数级增长，这个变化趋势在园区网络中更加明显。这对园区网络的带宽和并发性能提出了更高的要求。

2．具身智能终端逐渐兴起

随着智能制造的深入推进，生产要素的数字化和智能化已成为不可逆转的趋势。其中，具身智能终端的规模化应用是这一变革最显著的特征。在制造业、仓储物流等领域，以AGV（Automated Guided Vehicle，自动导引车）和AMR（Autonomous Mobile Robot，自主移动机器人）为代表的具身智能终端迅速普及，承担着货物搬运、质检、零部件装配等各类任务，成为柔性生产、提升生产效率及安全性的关键驱动力。

在具身智能终端发展的初期阶段，业界主要解决的是如何实现“点到点”单机单序列任务的问题，例如固定路线的物料搬运等。但是，当前的演进趋势是这些终端正在向集群化、协同化、动态化的方向发展，如图1-3所示。一个现代化的智能工厂可能需要数百台AMR根据实时指令，在复杂的环境中动态规划路径、避免碰撞，并与生产线上的机械臂等设备进行精密协同。

注：RTT即Round Trip Time，往返时延。

图1-3　具身智能终端从单机单序列任务向集群复杂动态任务演进

这种从“单机”到“集群”、从“静态”到“动态”的演进，对园区的无线网络提出了严苛要求，主要表现为以下几个方面。

• 时延与可靠性：集群协同要求终端与终端之间、终端与云端之间进行极低时延（小于50 ms）、极高可靠性（99.99%甚至更高）的通信，以确保指令的精确同步和操作的安全。

• 上行/下行带宽：单台执行复杂任务的AMR（如搭载多个摄像头的“云化AMR”）可能需要超过1 Gbit/s的上行带宽，以支持实时视频和环境感知数据的上传，这种需求是传统无线生产网难以满足的。而对于高清视频监控等应用，下行带宽的需求同样巨大。

• 差异化、确定性的服务保障：园区内业务复杂多样，既有对时延极其敏感的机器人控制信令，也有需要高带宽的高清视频监控，还有海量IoT传感器的低速率数据。园区网络必须具备为不同业务提供差异化、确定性服务保障的能力。

• 高并发和移动性：在一个高密度部署AMR的仓库中，每平方千米可能需要支持数万个连接。园区网络必须保证终端在高速移动过程中的无缝、低时延切换（切换时延需要小于50 ms），避免因切换导致的业务卡顿或中断。

从这些严苛的要求可以得到一个结论，即具身智能终端的爆发，以及从“单兵作战”到“集群智能”的演进，是驱动园区无线生产网全面升级的重要引擎。

1.1.2　园区应用的变化

1．高清视频、远程AI协助成为办公和生产的重要工具

随着远程办公、混合办公的常态化，高清、超高清（4K/8K）视频会议成为商务沟通的基础手段，其价值在于提供身临其境的沟通体验，保障跨地域协作的效率。AI技术的融入则将协同办公推向了新的高度，从AI助手自动生成会议纪要、实时语音转录，到AI驱动的视频分析和虚拟人实时交互，这些应用成为不可或缺的办公和生产工具。

根据华为2022年的调研分析，视频会议市场规模在其后10年内将增长约3倍；同时，视频会议正朝着高清画质的方向发展，1080P已成为视频会议的主流，如图1-4所示。

图1-4　视频会议市场规模及高清视频会议增长情况

当高清视频与需要瞬时响应的AI计算任务的流量成为网络流量的主体时，传统的“尽力而为”的园区网络便显得力不从心。如果网络拥塞、视频卡顿、AI分析失真等问题频发，不仅影响用户体验，更会直接损害生产效率和业务成果。带宽、时延和抖动三大核心指标面临前所未有的挑战。

传统的高清（720P/1080P）视频会议带宽需求通常为2～8 Mbit/s。然而，一旦进入4K时代，单路视频流的带宽需求便跃升至15～50 Mbit/s。对于追求极致画质的8K视频，其带宽需求更是高达50～100 Mbit/s，峰值甚至可能超过100 Mbit/s。传统的网页浏览可以容忍秒级的时延，但对于视频会议，业界公认的单向时延不应超过150 ms。另外，抖动，即网络时延的不确定性，对音视频等时序性数据的播放质量有重大影响。虽然一些应用层缓冲技术可以缓解轻微抖动，但在高并发、高负载的网络环境下，抖动过大会导致缓冲区频繁排空或溢出，严重影响用户体验。

2．智能体成为超级流量入口

随着AI技术的飞速发展，智能体（Agent）已不再是简单的问答机器人或自动化脚本，它们正在演化为能够感知环境、自主决策并主动执行任务的复杂系统。这一趋势正在重塑人机交互模式，并推动园区网络流量格局的重构。

如图1-5所示，AI交互正经历从文本到多媒体、从单模态到多模态的演进。这种演进将使智能体成为园区网络中前所未有的“超级流量入口”，产生海量的数据传输与处理需求。

图1-5　AI交互从单模态向多模态演进

1.1.3　园区连接的变化

1．Wi-Fi 7标准及其生态已经成熟

早在1990年，IEEE成立了IEEE 802.11工作组。该工作组致力于制定无线局域网的相关标准，并在1997年发布了第一个标准802.11-1997，之后，802.11标准不断演进。最新的无线局域网成熟标准是Wi-Fi 7，即IEEE 802.11be标准，也称为EHT（Extremely High Throughput，极高吞吐量）标准。IEEE 802.11be EHT TG（Task Group，工作组）于2019年5月成立；2024年5月，该标准最终修订版本由RevCom（Review Committee，标准审查委员会）批准发布，这标志着Wi-Fi 7标准的最终确定。Wi-Fi 7标准推进里程碑如图1-6所示。

图1-6　Wi-Fi 7标准推进里程碑

2024年1月，Wi-Fi联盟启动了Wi-Fi 7认证计划，这也标志着Wi-Fi 7标准已经足够成熟。截至2025年8月，全球已经有65个国家或地区采用了6 GHz频段。根据IDC（International Data Corporation，国际数据公司）的预测，2027年Wi-Fi 7的占比会高达65%，同时，由于Wi-Fi 7的拉动，多速率交换机的占比在2026年也将达到70%。这些都说明Wi-Fi 7技术将在标准、生态、市场等几个方面加速发展，无线局域网已经进入Wi-Fi 7时代。

技术的发展和应用的繁荣一直都是互相促进的关系。如图1-7所示，Wi-Fi 7的成熟也将进一步促进更多行业应用的发展。例如在医疗行业，一个8 GB的高清影像的下载时间将小于15 s；在企业中，Wi-Fi 7可以支撑100个终端，每个终端以超过50 Mbit/s的速率参加4K超高清视频会议；在教育行业，Wi-Fi 7可以支撑30个学生使用终端，每个终端以200 Mbit/s的速率、小于10 ms的时延开展VR/AR交互式学习。

2．Wi-Fi 7与万兆以太全光网络的协同

终端数量的增长、高清视频会议的普及，以及AI应用的普及，对无线网络提出了更高的要求，促进了无线网络向Wi-Fi 7的演进。同时，Wi-Fi 7对回传的要求又进一步驱动了有线网络向2.5GE、5GE、10GE等高速端口演进。以太全光网络具备高带宽、低能耗、易维护等优势，能够满足园区网络对高带宽、低时延和高可靠性的需求，在多种因素的共同驱动下，园区网络出现了Wi-Fi 7无线网络和以太全光网络协同演进的趋势，如图1-8所示。

图1-7　Wi-Fi 7的成熟将促进更多行业应用的发展

图1-8　技术和应用的双轮驱动，助推有线无线双万兆

如果说Wi-Fi 7是通向终端的“‘最后一公里’公路”，那么以太全光网络就是连接公路“高速干线”。没有一个强大的有线骨干网，Wi-Fi 7的万兆性能将不能得到充分发挥。

Wi-Fi 7 AP（Access Point，接入点）的上行端口速率要求至少为2.5 Gbit/s，高性能AP更是要求端口速率达到5 Gbit/s或10 Gbit/s才能充分发挥其性能。而传统的千兆铜缆（Cat5e/Cat6）已无法满足这一回传需求。虽然Cat6a/Cat7铜缆理论上支持万兆，但其传输距离短、线缆粗重、布线困难且成本高昂，在园区级的大规模部署中不具备优势。

以太全光网络则完美解决了这一难题，当前部署的以太全光网络可轻松提供10 Gbit/s到房间的接入能力，并具备向50 Gbit/s甚至100 Gbit/s的平滑升级潜力，一次布线可支持未来10～20年的网络发展需求。如图1-9所示，通过将光纤直接部署于每个房间或AP点位，可以无损地为每个Wi-Fi 7 AP提供10 Gbit/s甚至更高的上行带宽，确保无线端的万兆能力能够被有线骨干网完全承载，从而实现真正的端到端万兆体验。

注：AOI即Automated Optical Inspection，自动光学检测；XR即Extended Reality，扩展现实。

图1-9　园区网络的带宽全面升级

双万兆并非简单地将万兆无线和万兆有线相加，而是指通过Wi-Fi 7与以太全光网络的深度协同，构建无线接入速率可达万兆、有线交换/回传能力支撑万兆的统一、高性能园区网络。

3．Wi-Fi通感一体化从理论走向标准

自1997年首次标准化以来，Wi-Fi已经发展成全球广泛应用的技术。近30年来，Wi-Fi技术在大多数场景中作为一种局域网的无线通信技术被广泛应用，但是学术界和产业界对利用Wi-Fi信号进行环境感知的探索从未停止。受限于缺乏统一的行业标准，学术界对Wi-Fi感知（Wi-Fi Sensing）的研究主要考虑具有少量设备的场景，商业化应用也是基于各个厂商的私有标准实现的。现有Wi-Fi标准也没有包含对感知的规定，无法高效地针对某个感知应用建立专门的感知流程。

为了更好地支持众多Wi-Fi感知应用，并减少感知对Wi-Fi系统通信性能的影响，IEEE 802.11工作组于2020年成立了IEEE 802.11bf TG。2025年9月，IEEE 802.11bf标准正式发布。IEEE 802.11bf的标准化里程碑如图1-10所示。

图1-10　IEEE 802.11bf的标准化里程碑

IEEE 802.11bf标准的最终发布是Wi-Fi技术发展的一个重要转折点，这标志着Wi-Fi技术从通信向通信+感知一体化（即通感一体化）迈出了关键一步，Wi-Fi感知正式从理论研究和零散试点阶段，迈向规模化、标准化的商业部署阶段。

Wi-Fi感知是利用从802.11站点（WLAN AP）接收的无线射频信号获得测量结果（例如CSI、多普勒效应等），这些结果有助于确定感兴趣区域（例如房间、车辆内部、企业厂房等）中特定目标（例如物体、人体、环境等）的特征（例如距离、速度、角度等）。这样就可以让Wi-Fi网络具备感知环境的能力，从而在安全监测、绿色节能、智能家居和工业自动化等领域释放巨大潜力。

IEEE 802.11bf标准的发布解决了互操作性问题。此前，各厂商的Wi-Fi感知方案采用私有协议，形成了技术孤岛。标准的统一将催生一个开放的生态系统，芯片供应商、设备制造商和应用开发者可以在共同的框架下进行创新。Wi-Fi联盟预计将很快启动相关的认证计划，以确保不同厂商产品之间的感知功能可以无缝协作。在园区网络中，标准化的Wi-Fi感知技术将开启一系列创新应用。

• 智能空间管理：在会议室、办公室等区域，通过感知人体、统计人数和活动状态，实现灯光、空调的自动化控制和对空间利用率的精准分析。

• 安全与安防：无须使用额外摄像头，即可在特定区域实现入侵检测。通过分析人员的步态和活动模式，还能进行异常行为识别。

• 健康监护：在康养中心或特殊病房，Wi-Fi感知方案可以实现非接触式监测呼吸、心率等生命体征，并在被监测人员发生跌倒等意外时自动告警。

• 人机交互：通过手势识别，用户可以与会议系统、智能白板等设备进行交互，提供更加自然、流畅的操作体验。

可以预见，未来的园区Wi-Fi网络将不仅是数据传输的管道，更是一个无处不在的环境感知平台。

4．烟囱式建网向融合建网转型

长期以来，园区网络的建设普遍存在“头痛医头、脚痛医脚”的问题。当需要部署办公自动化系统时，便建设一张办公网；当需要升级视频监控系统时，便建设一张独立的安防网；随着IoT应用的兴起，又需要建设一张专用的IoT。这种为不同业务构建独立网络系统的做法，形成了典型的“烟囱式”架构。每一座“烟囱”都代表着一个封闭的、独立的业务系统，如图1-11所示。

图1-11　烟囱式建网向融合建网转型

在园区网络数字化转型的初期，这种“烟囱式”架构尚能满足基本的功能需求。但随着园区内业务复杂度的增加、数据驱动决策成为主流以及对运营效率和成本控制的要求日益严苛，烟囱式建网的弊端愈发凸显，主要表现为建设成本高昂、运维管理极其复杂、业务系统间互联互通困难、数据孤岛现象严重以及资源利用率低下等。

为了应对上述挑战，园区网络的架构和建网模式正在从烟囱式建网向融合建网转变，即综合利用网络虚拟化、通感一体化等技术建设一张承载多业务的新型园区网络。在融合建网的过程中，通感一体化成为一个重要的演进方向，即未来的园区网络不仅要“连接”IoT设备，更要实现“物联通感融合”，即通信与感知能力的一体化，这就意味着园区网络基础设施本身在提供通信服务的同时，会提供无处不在的分布式传感器。在实现通感一体化时，AP成为重要的锚点，例如一个支持多模的融合AP，可以同时提供Wi-Fi信号、蓝牙/Zigbee连接，甚至集成摄像头或环境传感器，成为一个多功能的“边缘接入单元”。

通过“物联通感融合”，园区网络从数据传输管道，升级为集连接、计算、感知、控制于一体的平台。园区网络能够采集到的数据维度和采集数据的实时性都将发生质的飞跃，为上层的智慧应用提供更加丰富和精准的数据。

1.1.4　园区运维的变化

1．终端规模增长和类型多样化带来的运维压力

园区网络正从过去以“人”为主要连接对象的网络，演变为“人、机、物”全面互联的复杂系统，这一根本性转变，引发了运维层面的深刻变革并带来了一系列挑战。园区网络接入终端的规模呈现出清晰的指数级增长曲线，而运维人员数量却没有显著增长，每个运维人员平均管理的设备超过千台，“人少、问题多”的矛盾日益突出，特别是体验类问题多由突发性故障导致，90%的问题难以定位、复现，最后只能成为“悬案”不了了之，网络时常遭到投诉。

园区网络接入全无线化以后，无线用户呈指数级增加，无线场景复杂且其本身具备脆弱性和状态不确定性，外部的干扰会影响网络，而且这些干扰往往是突发的。对缺乏专业工具的运维团队来说，面对无线网络信号差、上网慢、漫游掉线等问题，被动响应故障，依赖现场定位和修复，故障恢复时间长。随着网络规模扩大，有线网络端口成倍增长，网络规模复杂度大幅攀升，已经远超手动运维的能力范畴。对于传统的投诉驱动的被动式运维，仅依靠增加运维人员根本难以保障。

比终端规模增长更具挑战性的，是终端类型的多样化。传统的园区网络主要应对台式计算机、笔记本计算机、智能手机等有限的终端类型。而如今，网络中部署着形态各异、功能繁杂的设备。终端类型多样化体现在以下几个面。

• IT与OT的融合：智慧生产线上的传感器、PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）、工业机器人等OT设备大量接入网络。

• IoT设备的普及：智能摄像头、环境监测器、智能门禁、智能照明、资产标签等成千上万的IoT设备成为网络“新居民”。

• 新型办公与交互终端的应用：VR/AR头显、高清视频会议一体机、智能白板等沉浸式协作设备日益普及。

这种终端类型的多样化带来了协议各异、性能要求悬殊、安全能力参差不齐的复杂局面，使统一管理和运维变得异常困难。

2．网络质量评价向业务体验保障转变

当前，企业员工之间的沟通及协作基本使用语音和视频会议，绝大部分用户认为视频会议提高了办公协作的效率。然而，音视频业务的卡顿、花屏问题随之而来，影响了用户体验、降低了用户对网络质量的评价。网络传统KPI（Key Performance Indicator，关键性能指标）已无法真实评价用户体验，例如，在链路带宽≥100 Mbit/s，时延≤20 ms时，仍会出现视频质量差的情况。因此，网络质量评价指标从数据传输的带宽、时延和抖动等KPI逐渐向业务体验保障转变，包括以下几点。

① 音视频应用体验保障。网络识别音视频等重要应用，赋予其更高的优先级，以保障即使园区网络在拥塞的情况下，音视频会议也不卡顿、不花屏。

② VIP用户体验保障。网络识别VIP，给予VIP带宽保障，以保障即使园区网络在拥塞的情况下，VIP也能零丢包，并保障VIP在任意时间、任意地点、任意终端上通过任意接入方式接入网络，都享有一致的网络访问权限和体验。

③ 终端体验保障。网络根据终端类型自动分配策略，实现办公和物联终端即插即用；自动识别和阻断仿冒终端，保障终端和网络安全。

④ 无线网络体验保障。通过持续领先的智能天线、三维网络规划（简称网规）、大数据调试和优化（简称调优）等AI技术，实现网络连续覆盖。用户在任意位置漫游时，业务不中断，视频不卡顿，享有一致的业务体验。

3．AI驱动的运维方式成为降低运营支出的重要手段

园区网络正面临由终端“量”与“质”的变化和音视频业务流量爆发所共同引发的系统性运维危机。由此带来的核心挑战可归结为由海量异构终端带来的管理复杂性剧增、安全边界消弭，以及由实时敏感业务带来的体验保障困难和故障定位“黑盒化”。这些挑战共同指向一个结论：以人工为主、被动响应的传统运维模式已走到尽头，而以AI为主要技术手段的运维方式成为降低OPEX（Operational Expenditure，运营支出）、提升用户体验的重要手段。

如图1-12所示，在网络部署阶段，通过AI生成配置，可以减少人工、降低门槛，实现业务开通零等待等目的，显著提升部署效率和灵活性。

图1-12　AI生成配置

如图1-13所示，在网络维护阶段，大模型能够实时感知网络状态，通过大数据分析和AI算法，实现故障的快速定位、原因分析和自动修复，形成闭环处理流程。例如，大模型可以基于自然语言交互进行问题定位，提供修复建议，并实现故障的自动闭环处理，显著提升运维效率和用户体验。此外，AI还能通过实时感知网络状态，自动优化网络性能，提升用户体验。

图1-13　故障自动优化闭环

1.1.5　园区安全的变化

1．无边界的访问环境对传统的边界防御构成挑战

随着云应用和移动办公的普及，园区网络的边界已经被打破。用户可以从任何地方、使用任何设备访问位于数据中心或云端的应用和数据。这种无边界的开放访问环境，对传统依赖物理边界防御的数据安全模型构成了根本性挑战。

• 数据所有权与控制权分离：数据存储在公有云、私有云或混合云中，企业失去了对数据存储物理环境的直接控制。

• 访问路径多样化：数据访问不再仅通过内部网络，还可以通过互联网、VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网络）、API（Application Program Interface，应用程序接口）等多种路径实现，增加了数据在传输过程中被窃听或篡改的风险。

• 权限管理复杂化：面对多样化的用户角色和应用场景，传统的、粗粒度的访问控制模型（例如基于IP地址的访问控制）难以满足精细化、动态化的授权需求，容易导致权限过大或权限管理混乱。

• 终端的无线化率高：这意味着无线网络将成为主要的接入方式，Wi-Fi、5G、蓝牙、Zigbee等无线接入方式将无处不在。然而，无线信号通过开放的空间介质传播，使其天生就比有线网络更容易受到攻击。

物联化和多网融合彻底打破了传统的基于物理隔离的“城堡式”安全边界，导致攻击面呈指数级扩张，安全威胁无处不在。同时，网络安全已从支撑系统跃升为核心生产力要素，其重要性等同于业务本身。因此，园区网络亟须构建覆盖“终端接入—网络传输—业务数据处理”全链条、全场景的安全防护体系，形成融合网络环境下的多维纵深防御。

2．AI终端的接入导致攻击可能影响物理安全

传统终端的接入主要涉及数据安全、网络攻击和信息泄露等问题，而AI终端（尤其是具身智能机器人）的接入则因其物理实体与现实世界的交互，带来了更严重的物理安全风险，如图1-14所示。例如，如果园区网络接入了具身智能机器人，一旦其控制系统被攻击者控制，可能会导致机器人行为失控，从而引发物理伤害、设备损坏甚至人员伤亡等严重后果。

图1-14　AI终端的接入导致攻击可能影响物理安全

| 1.2　园区网络的业务挑战 |

园区网络中的终端、应用等多个方面的变化在万兆带宽、确定可靠、体验保障、智能运维、安全防护以及绿色低碳等方面带来了诸多挑战，本节对这些内容进行介绍。

1.2.1　万兆带宽挑战

1．新业务对网络带宽提出更高要求

基于多家企业和机构的调研数据分析，4K/8K高清视频、实时影像、在线游戏、高清视频会议、VR/AR等新业务都需要更大的网络带宽，如表1-1所示。

表1-1　新业务对网络带宽的诉求

2．无线终端成倍增长要求网络接入能力提升

随着智能终端的普及，人们对智能终端的依赖度越来越高，几乎每人都有一部智能手机，部分人有两部甚至更多智能手机，以及平板计算机。而随着无线化的普及，办公设备也从传统的台式机演变为笔记本计算机，还有一些辅助办公设备，比如IP电话机、无线打印机等得以普及。以办公室为例，平均每人拥有的终端为3～4个，假设一个AP覆盖15～20人的区域，则原本一个AP连接15～20个终端，演变为要连接45～80个终端，导致AP的接入密度大幅度提高。

在办公园区不同的场景下，网络承载的主要应用类型以及接入终端数量不同，对网络的要求也不一样。以高清会议区为例，当一个AP连接30个终端进行4K高清视频会议的时候，需要无线网络提供450 Mbit/s～1.5 Gbit/s的带宽。不同场景对无线网络的要求如表1-2所示。

表1-2　不同场景对无线网络的要求

3．有线终端接口接入带宽提升成为主流

为了适应新型应用对网络高带宽的诉求，端侧各大主流厂商已经推出支持2.5GE/5GE网卡的计算机。另外，超薄笔记本计算机的网卡转换器——USB/Type-C转2.5GE也成为主流方案之一。

从IDC发布的全球支持GE或2.5GE/5GE端口的网络设备和终端发货量看，到2025年，支持2.5GE/5GE端口的网络设备和终端发货量将超过支持GE端口的网络设备和终端的发货量，成为市场的主流。

权威机构DELL’Oro也发布了端口增长预测，2.5GE/5GE端口将出现高速增长，每年增长率翻倍。预计2.5GE端口的交换机出货量将从2021年的80万台增长至2026年的3900万台。DELL’Oro也对端口成本的变化进行了预测，随着产业链的成熟，2.5GE产业链的成本会越来越低，预测2025—2026年2.5GE单端口和1GE单端口的价格差不超过20%，这将进一步促进2.5GE端口使用量的增长。1GE和2.5GE端口成本变化如图1-15所示。

图1-15　1GE和2.5GE端口成本变化

1.2.2　确定可靠挑战

工业领域的自动化控制、自动化生产等场景对数据传输的时延、抖动、可靠性等方面提出了更高要求。

① 控制系统中，现场级的自动化控制系统对数据传输时延要求非常严苛，例如，对于一些高精度机床的运动控制指标，要求时延在1 ms以内。生产网中，同步实时流对时延的要求最高，该流量周期性发包，一般发包周期小于2 ms；每周期发送的数据长度相对稳定，一般不超过100 B；端到端传输具有最后期限要求，即数据需要在特定的绝对时间之前抵达对端。

② 精密制造工厂内制造设备和主机服务器之间，以及工厂内系统之间均存在大量单播或组播消息，消息交互非常频繁，对网络的连续性、可靠性要求高，对网络的智能化运维排障诉求强烈。半导体工厂一旦生产停工，会造成巨额损失，因此需要建设零中断的生产网。工业现场的控制业务时延要求往往都在毫秒级，保护倒换要求更快，甚至要达到亚毫秒级。业务诉求不被满足会导致生产业务连接中断，影响生产节奏，从而导致生产效率降低，造成企业的经济损失。

表1-3展示了3GPP（3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）定义的工业场景关键指标，如带宽、抖动等。核心工业场景均需要确定性时延支撑，对时延要求越高的业务，对应的可靠性要求也越高。

表1-3　3GPP定义的工业场景关键指标

1.2.3　体验保障挑战

为了提升业务和用户体验，园区网络需要支持应用可视、应用保障、应用质量检测和定界，以及VIP体验优先保障能力。

1．应用可视

由于园区内的应用越来越多，需要直观看到应用的种类和应用的流量分布；网络设备需要支持应用识别能力，预置业界常用的应用识别能力，同时需要支持通过自定义应用能力实现对企业内部私有应用的识别。

2．应用保障

为了保障4K/8K高清视频、实时影像、在线游戏、高清视频会议、VR/AR等新业务良好的使用体验，除了对网络带宽有诉求，对网络时延也提出了要求，如表1-4所示。

表1-4　新业务的网络时延诉求

另外，IETF（Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组）对园区应用的丢包、时延、抖动指标也给出了定义，根据容忍度不同，推荐的DSCP（Differentiated Services Code Point，区分服务码点）值也不同。DiffServ服务等级配置举例如表1-5所示。

表1-5　DiffServ服务等级配置举例（RFC 4594）

由于应用发出报文的优先级经常和推荐的不同，报文在网络中的传输无法得到保障。因此，需要网络支持基于应用调整应用流量优先级，以保障关键应用流量得到优先转发，减少丢包、降低时延。通过对部分应用进行分析，应用实际使用的优先级如表1-6所示。

表1-6　部分应用实际使用的优先级

在分支园区互联场景下，为了保障应用始终运行在最优的网络链路中，需要支持基于最优路径的动态选择。同时，为了保障在部分链路出现故障时不依靠重传来保证应用质量，还需要支持冗余收发报文技术。

3．应用质量检测和定界

应用丢包不可避免，网络需要提供随流检测的能力，以监控关键业务流在网络设备上的SLA（Service Level Agreement，服务等级协定）。当故障发生后，可以快速定位故障发生在哪台设备以及确认故障产生的原因。

4．VIP体验优先

在园区中，除了企业重要用户，VIP还包括接入网络的重要终端，例如会议室中的视频会议终端、商场中的POS机、工厂中的AGV。在高密度、弱信号、频繁移动等无线场景下，通过VIP体验优先策略，为VIP提供高速率、低时延的万兆高品质网络体验。

1.2.4　智能运维挑战

由于终端类型、操作系统类型、业务类型、流量模型的多样化和复杂化，传统的“以设备为中心，以命令行为手段”的逐跳排障式人工运维越来越困难。传统运维方式主要是在问题发生后进行排障处理，这种事后运维模式无法应对数字化业务带来的挑战。同时，数字化场景对故障的处理和恢复时间的容忍度在降低，例如医疗自动分药系统、商业无人支付系统、仓储AGV等场景对故障的处理和恢复时间的容忍度远低于普通办公业务。这就对网络智能运维提出了如下诉求。

• 部署自动化：部署自动化包含设备即插即用自动上线、基于意图的自动化业务布放，以及可灵活定制满足不同场景的自动化部署等能力。

• 网络可视化：网络可视化要求智能运维工具需要具备在实时获取网络、用户、应用信息的基础上，自动生成网络、用户、终端、应用的可视化界面的能力，便于运维人员更直观地监控和管理网络。类似于在城市交通活动中人们需要使用高德地图查询位置、导航、看路况、了解道路拥堵原因，网络世界同样需要一张高精度的数字地图，以轻松洞悉园区网络、用户、应用的体验旅程，为智慧园区极致体验保驾护航。

• 定位智能化：园区网络存在多类业务节点和网络节点，这些不同的节点、不同的指标之间存在很多关联，这使得网络的故障模式是复杂且多变的。针对同一个问题现象（如用户认证失败），可能有不同的原因（如弱覆盖、证书错误），而不同的现象（如带宽低、体验差、信道利用率高）可能指向相同的原因（如区域干扰）。智能分析器可对海量数据进行关联性分析，找出未知的关联和因果关系，从而有效地帮助运维人员寻找无线覆盖、用户认证失败、二层环路等问题的原因。

• 调优自动化：调优自动化要求智能运维工具能够支持收集和分析大量网络数据，通过机器学习算法，持续学习并适应网络环境的变化；通过预测性算法，提前预测问题，启动自动化流程进行响应，快速纠正问题，以降低网络问题发生的可能性。

• LAN&WAN融合统一运维：在业界现有的网络管理解决方案中，LAN（Local Area Network，局域网）和WAN（Wide Area Network，广域网）的维护是分开的。这需要使用两个运维系统、采取两种策略，甚至需要两个维护团队，大大提高了IT部门的OPEX。为了提高运维效率，需要使用LAN&WAN融合的网络管理系统。系统通过一个融合平台就可以提供跨域可视化服务，提升管理体验。同时，融合平台还可以支持策略协同，优化从WAN到LAN的应用体验。

1.2.5　安全防护挑战

在网络攻击复杂化、损失扩大化的背景下，企业园区网络安全已从“技术问题”上升为“生存问题”。企业园区网络日益扩大的攻击面，使企业必须放弃传统物理隔离的边界思维，构筑以身份为中心、零信任为原则的安全网络架构，构建弹性安全体系，才能应对动态多变的网络威胁，提高企业韧性和竞争力。表1-7展示了新形势下，园区网络在终端接入、网络传输、业务数据等业务场景中面临的安全防护挑战。

表1-7　业务场景中的安全防护挑战

1.2.6　绿色低碳挑战

通信世界网的相关研究表明，园区楼宇公共用能以建筑空调、照明、网络设备用能为主，其中网络设备需要7×24小时运行，能耗占比接近15%。因此，高品质园区网络需要实现网络设备流量不断增加但能耗不增加。图1-16展示了2018—2023年园区网络能耗趋势。

图1-16　2018—2023年园区网络能耗趋势

园区网络绿色低碳是园区可持续发展战略中的重要组成部分，旨在通过优化网络架构、采用节能技术和管理手段，降低网络设备的能耗，提高能源利用效率，减小对环境的影响。除了园区网络设备自身需要具有节能的能力，整个网络还需要具有从网络架构和网络系统角度节能的能力。同时，为了有效地评估网络节能的效果，对后续的节能手段进行指导，园区网络还需要具有呈现网络能耗的能力。