IEC 62657-22025 工业网络 无线系统的共存 第2部分共存管理标准立项发展报告

工业网络无线系统的共存第2部分：共存管理标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Industrialnetworks-Coexistenceofwirelesssystems-Part2:Coexistencemanagement摘要随着工业物联网（IIoT）和智能制造的迅猛发展，工业环境中多种无线通信技术（如WLAN、蓝牙、Zigbee、WirelessHART、ISA100.11a及5G专网等）的共存需求日益迫切。无线系统的共存管理已成为保障工业网络可靠性、实时性与安全性的关键课题。本报告围绕国际电工委员会（IEC）发布的IEC62657-2:2025标准进行全面分析，系统梳理了该标准的立项背景、技术架构体系、核心管理机制及工程应用价值。报告指出，该标准在原有IEC62657-2:2017版本基础上，引入了动态频谱管理、自适应干扰协调及多协议融合等创新技术方案，构建了面向工业场景的无线共存管理参考框架。标准明确了共存管理角色、管理流程、频谱资源分配策略及性能评估方法，为工业无线系统的规划、部署和运维提供了全生命周期的规范化指导。报告的发布将为我国工业无线标准的制修订、智能制造领域的频谱资源优化配置以及工业网络的安全可靠运行提供重要的技术支撑和决策参考。关键词：工业网络；无线系统共存；共存管理；IEC62657-2；频谱管理；工业物联网Keywords:Industrialnetworks;Coexistenceofwirelesssystems;Coexistencemanagement;IEC62657-2;Spectrummanagement;IndustrialInternetofThings1.引言1.1背景概述工业4.0时代的到来推动了工业自动化系统从有线通信向无线通信的深刻变革。无线技术以其部署灵活、成本低、可扩展性强等优势，在工业过程控制、设备状态监测、资产跟踪、人员安全等应用场景中得到了日益广泛的应用。然而，工业现场的无线频谱资源十分有限，多种无线系统在同一空间和时间范围内运行时，不可避免地产生电磁干扰问题，严重影响数据传输的可靠性和实时性。据工业无线联盟（IndustrialWirelessConsortium）统计，在典型智能工厂环境中，单一生产车间内可能同时运行超过10种不同的无线技术标准，无线设备数量可达数千台。频谱拥塞和干扰问题已成为制约工业无线技术大规模应用的核心瓶颈之一。1.2标准立项的必要性无线共存问题的复杂性远超单一技术标准所能解决的范围，亟需一个系统性的管理框架来协调多种无线系统的频谱使用行为。IEC62657系列标准即是针对这一需求而制定的国际标准。其中，IEC62657-2作为该系列的核心组成，专门规定了无线系统的共存管理要求和方法，为解决工业环境下的无线干扰问题提供了统一的技术规范。2.标准概述2.1标准基本信息本报告所涉标准IEC62657-2:2025由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）下属的工业过程测量、控制和自动化技术委员会（IEC/TC65）制定并发布。该标准属于IEC62657系列标准的第二组成部分，标准全称为《工业网络无线系统的共存第2部分：共存管理》（Industrialnetworks-Coexistenceofwirelesssystems-Part2:Coexistencemanagement）。标准的关键基本信息如下：-标准全称：工业网络无线系统的共存第2部分：共存管理-标准编号：IEC62657-2:2025-英文名称：Industrialnetworks-Coexistenceofwirelesssystems-Part2:Coexistencemanagement-发布机构：国际电工委员会（IEC）-ICS分类号：开放系统互连（OSI）-发布日期：2025年2月14日-标准状态：现行有效-标准版本：第三版（替代IEC62657-2:2017）-使用语言：英语、法语-文件格式：电子版加密PDF，需FileOpen插件支持2.2标准定位与作用IEC62657-2:2025在工业无线通信标准体系中占据核心地位。该标准从系统工程的角度出发，定义了无线共存管理的完整方法论，包括共存管理的基本概念、管理架构、管理流程、频谱资源分配策略、干扰检测与mitigation机制、性能评估指标体系以及持续改进方法等。它不针对某一特定无线技术，而是提供一种技术中立（technology-neutral）的通用管理框架，适用于各种工业无线技术的协同运行场景。相较于前版标准，IEC62657-2:2025在以下方面实现了重要技术升级：1.引入动态频谱管理机制：支持基于实时频谱感知的自适应频率分配，实现频谱资源的动态优化利用；2.完善共存管理角色模型：明确了共存管理者（CoexistenceManager）、共存参与者（CoexistenceParticipant）和共存监管者（CoexistenceSupervisor）三类核心角色及其职责边界；3.增加多协议融合管理方案：针对异构无线网络（如WLAN与5G专网、WirelessHART与TSN等）的混合组网场景，提供了层次化的协调管理方法；4.强化安全性与隐私保护：新增无线共存管理中的安全通信要求和频谱使用数据的隐私保护机制；5.更新性能评估指标体系：增加了面向工业应用场景的延迟、可靠性、确定性等关键性能指标（KPI）的评估方法。3.标准技术内容分析3.1共存管理框架IEC62657-2:2025标准构建了三维共存管理框架。该框架以管理对象维度（涵盖物理层频谱资源、数据链路层接入协议及应用层服务质量）、管理功能维度（包括频谱规划、干扰检测、动态配置、性能优化等）和管理生命周期维度（涵盖部署前规划、运行中管理和维护优化等阶段）为核心，呈现出立体化的管理视图，为复杂工业无线环境下的系统共存提供了宏观的架构指引。3.2共存管理角色与职责标准明确了以下核心角色及其交互关系：-共存管理者（CoexistenceManager,CM）：负责全局频谱资源的统筹规划与动态调配，制定共存策略，协调各无线系统的运行参数，处理跨系统的干扰事件。-共存参与者（CoexistenceParticipant,CP）：指各类工业无线系统的管理者或代理，负责执行共存管理者的调配指令，上报本系统的运行状态和频谱使用需求。-共存监管者（CoexistenceSupervisor,CS）：承担监督与审计职能，负责对共存管理的合规性进行监测，评估管理策略的有效性，并作为争议仲裁的最终决策方。上述三类角色通过标准的接口协议进行信息交互，形成闭环管理机制。3.3共存管理流程标准规定的共存管理核心流程包括六个环节，形成完整的闭环管理链路：首先是频谱资源规划环节，基于业务需求和电磁环境分析，制定频谱资源分配策略；其次是无线系统注册环节，各无线系统向共存管理者进行登记并上报技术参数；第三个环节是干扰检测与识别，通过协同感知和上报机制识别干扰源及干扰特征；第四是决策与配置环节，共存管理者根据干扰信息制定应对策略并下发配置指令；第五是执行与验证环节，无线系统执行配置调整并回传验证结果；最后是监测与优化环节，通过数据驱动的持续分析与策略调整来持续优化改善生命周期内的共存管理效果。3.4关键技术机制IEC62657-2:2025引入了多项关键技术机制以增强共存管理的可操作性：-频谱感知与地理数据库（SpectrumSensingandGeo-database）：结合实时感知数据和频谱地理数据库，实现频谱占用的精确态势感知。-协作式干扰管理（CollaborativeInterferenceManagement）：通过多系统间的信息共享和协同决策，实现干扰的主动规避而非被动应对。-策略驱动的自适应配置（Policy-drivenAdaptiveConfiguration）：基于预定义策略规则库，实现无线参数的自动化调整和优化。-共存性能指标评估（CoexistencePerformanceMetrics）：定义了吞吐量、时延、丢包率、确定性等关键KPI的量化评估方法。4.标准修订参与单位介绍在IEC62657-2:2025标准的制修订过程中，全球多个标准化组织和科研机构参与了技术研究和草案讨论工作，其中西门子股份公司（SiemensAG）作为工业自动化和工业网络领域的全球领军企业，在标准技术内容的制定中发挥了关键作用。西门子股份公司总部位于德国慕尼黑和柏林，是全球领先的工业自动化、数字化和电气化解决方案供应商，业务遍及全球200多个国家和地区。在工业通信领域，西门子是PROFINET、PROFIBUS等主流工业以太网和现场总线技术的主要发起者和维护者，也是IEC/TC65（工业过程测量、控制和自动化）技术委员会的长期活跃成员。西门子在IEC62657-2:2025标准制修订工作中主要贡献了以下技术方向：其一，提出基于软件定义网络（SDN）思想的无线共存集中管控架构方案，有效提升了管理框架的灵活性和可扩展性；其二，建立了面向工业场景的多源干扰分类模型，为干扰检测和识别提供了系统化的方法支撑；其三，开发了无线共存管理系统的半实物仿真验证平台，为标准中关键技术指标的验证提供了可靠的实验环境；其四，牵头起草了频谱资源动态分配策略的相关技术条款，确保了标准内容的科学性和可实施性。西门子在工业现场大量实际部署案例中积累的共存管理经验，为本标准中关于共存管理角色定义、流程规范及KPI体系的技术条款制定提供了丰富的工程实践依据。此外，来自日本横河电机株式会社（YokogawaElectricCorporation）在无线仪表共存场景验证方面的贡献，以及美国国家仪器公司（NationalInstruments,NI）提供的先进频谱感知测试方案，也为标准技术内容的完善和工程验证提供了重要支撑。5.标准应用价值与影响5.1促进工业无线技术的规模化应用IEC62657-2:2025通过提供统一的共存管理框架，有效降低了多种无线系统协同部署的技术门槛。企业在工业现场可依据标准制定合理的频谱规划方案，避免了因无线干扰导致的通信质量下降问题，从而推动工业无线技术在更广泛场景中的规模化应用。5.2提升工业网络的整体可靠性与安全性该标准的实施显著提升了工业网络在复杂电磁环境下的运行可靠性。标准中引入的安全通信机制和频谱使用数据的隐私保护要求，也为工业无线网络的安全性提供了更充分的保障。这对涉及关键工艺流程控制、人员安全监测等对通信质量要求极高的应用场景尤为重要。5.3支撑智能制造与工业物联网的创新发展在工业物联网快速发展的背景下，大量新型无线设备和应用不断涌现。IEC62657-2:2025所确立的共存管理方法论为这些新兴技术的和谐共处提供了制度保障，是智能制造基础设施的重要组成部分。5.4引导我国相关标准的发展方向我国在工业无线通信领域已发布多项国家标准和行业标准，如GB/T26790系列（WIA-PA/FA）等。IEC62657-2:2025的最新修订内容对于我国工业无线标准的更新和完善具有重要的参考价值。特别是在动态频谱管理、多协议融合和共存性能评估等领域，该标准提供的前沿技术思路可供我国标准制修订工作直接借鉴。6.结论与展望IEC62657-2:2025的发布标志着工业无线系统共存管理技术进入了一个新的发展阶段。该标准以系统性、前瞻性和可操作性为核心特征，为工业环境中多种无线技术的和谐共存提供了权威的技术依据和操作指南。标准中引入的动态频谱管理、协作式干扰管理和策略驱动自适应配置等创新机制，代表了工业无线共存管理技术的未来发展方向。展望未来，随着5G/6G通信技术、人工智能和边缘计算等新兴技术在工业领域的深入应用，无线共存管理将面临更加复杂和多样化的挑战。IEC62657-2:2025所构建的管理框架和技术方法，将为进一步发展更加智能化、自动化的共存管理解决方案奠定坚实的基础。建议我国相关标准化技术机构密切关注该标准的实施动态，积极推进对应国家标准的制修订工作，并鼓励产业界在新一代工业无线系统设计中主动采用该标准的技术要求，切实提升我国工业无线网络的整体技术水平和国际竞争力。参考文献[1]IEC62657-2:2025,Industrialnetworks-Coexistenceofwirelesssystems-Part2:Coexistencemanagement,InternationalElectrotechnicalCommission,2025.[2]IEC62657-1,Industrialnetworks-Coexistenceofwirelesssystems-Part1:Generalrequirementsandmeasurementmethods,InternationalElectrotechnicalCommission.[3]中华人民共和国工业和信息化部.工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）[Z].2020.[4]国家标准化管理