IEC 62657-22025 RLV 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）与智能制造技术的迅猛发展，多种无线通信技术（如WIA-FA、WirelessHART、ISA100.11a、蓝牙、Wi-Fi及5G等）在同一工业现场环境中并存已成为常态，无线系统间的电磁干扰与频谱资源竞争问题日益突出，直接关系到工业生产的安全性、可靠性与连续性。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2025年2月正式发布IEC62657-2:2025RLV标准，即《工业网络无线系统的共存第2部分：共存管理》。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术演进脉络、核心内容框架及其在工业无线共存管理体系中的关键地位，重点分析了该标准所确立的共存管理流程、频谱资源协调机制、干扰评估方法及应用指南。报告指出，IEC62657-2:2025RLV在技术架构上实现了从被动干扰回避向主动共存治理的范式转变，为工业无线网络的多制式融合部署提供了系统化、可操作的管理规范。该标准的发布将有力推动工业无线技术从"可用"向"可靠可用"跃迁，为全球智能制造与工业数字化转型奠定重要的标准化基础。关键词：工业网络；无线系统共存；共存管理；电磁兼容；频谱协调；IEC62657；工业物联网Keywords:Industrialnetworks;Coexistenceofwirelesssystems;Coexistencemanagement;Electromagneticcompatibility;Spectrumcoordination;IEC62657;IndustrialInternetofThings1引言1.1立项背景工业环境中的无线通信技术历经数十年发展，已从早期的简单遥测遥控逐步演进为支撑工业自动化、过程控制、设备状态监测、人员定位与安全防护等核心业务的关键基础设施。据工业互联网产业联盟统计，截至2024年底，全球范围内已部署的工业无线节点数量超过1.2亿个，年均增长率保持在25%以上。伴随着工业无线技术的规模化部署，一个显著的技术趋势是多种无线制式在同一工业场景中的融合共存——典型的智能工厂车间内，可能同时运行着面向过程控制的WirelessHART网络、面向运动控制的WIA-FA网络、用于设备维护的蓝牙连接、用于视频监控的Wi-Fi网络，以及用于海量数据回传的5G专网。多种无线系统在同一空间和时间维度上的并存，不可避免地带来了电磁频谱资源的竞争与相互干扰问题。不同于消费类电子环境中无线干扰仅造成用户体验下降，工业环境中的无线干扰可能引发控制指令丢失、传感数据错误、安全联锁失效等严重后果，甚至导致生产安全事故。国际自动化协会（ISA）于2018年发布的工业无线应用安全报告指出，约31%的工业无线部署项目遭受过不同程度的射频干扰问题，其中约7%的项目因此出现过度生产中断或安全隐患。然而，传统标准化工作主要聚焦于单一无线制式本身的物理层与协议层设计，对多制式共存场景下的系统性管理规范长期处于空白状态。在此背景下，IEC/TC65（工业过程测量、控制和自动化技术委员会）于2011年正式启动IEC62657系列标准的制定工作，旨在为工业无线系统的共存问题提供系统性的标准化解决方案。1.2标准在体系中的定位IEC62657系列标准是国际电工委员会工业无线共存领域的核心标准体系，其整体架构如表1所示。表1IEC62657系列标准架构|标准编号|标准名称|状态||---------|---------|------||IEC62657-1|工业网络无线系统的共存第1部分：共存要求|已发布||IEC62657-2|工业网络无线系统的共存第2部分：共存管理|已发布||IEC62657-3|工业网络无线系统的共存第3部分：共存评估|制定中||IEC62657-4|工业网络无线系统的共存第4部分：共存测试|制定中|其中，IEC62657-1主要规定共存的基本需求与性能指标，IEC62657-2则聚焦于共存管理的流程、方法与工具，构建了从需求分析到实施运维的完整管理闭环。IEC62657-2在整体系列中处于承上启下的核心地位，是将共存要求落实到工程实践的关键桥梁。本次发布的IEC62657-2:2025RLV（RedlineVersion）为该标准的修订版本，以红线版形式同时呈现前一版本的技术变更对照，便于用户清晰识别标准修订的重点内容。2标准制定历程与技术演进2.1制定历程回顾IEC62657-2的制定历程体现了国际标准化工作严谨、开放、协商一致的原则。2012年，IEC/TC65/WG16（工业无线网络工作组）正式启动第2部分的编制工作，来自德国、美国、中国、日本、芬兰、韩国等国家的工业自动化企业、科研机构与标准化组织参与了起草工作。经过多轮委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）的投票与意见处理，IEC62657-2:2017版于2017年11月正式发布。2017版发布后，随着工业无线技术的迅速发展以及5G、TSN（时间敏感网络）等新型通信技术的引入，IEC/TC65/WG16于2021年启动了该标准的系统修订工作。修订工作充分吸收了工业无线实际部署中的经验反馈，纳入新型共存技术方案与管理策略，最终形成IEC62657-2:2025RLV。2.22025版主要技术变化相较于2017版，IEC62657-2:2025RLV在以下核心维度实现了技术升级：第一，引入共存管理等级概念。2025版将共存管理划分为基础级、增强级和高级三个等级，不同等级对应不同的管理复杂度和保障水平，使用户可以根据应用场景的风险等级与可靠性要求选择适宜的管理策略，这一改进显著增强了标准的适用弹性。第二，完善共存管理流程。新版标准细化了共存管理的闭环流程，将原有的"规划—实施—运行"三阶段模型扩展为"需求分析—频谱规划—部署实施—持续监控—动态调整—优化改进"六阶段模型，每一阶段均有明确的输入条件、活动内容和输出结果要求。第三，新增频谱编排与共存感知机制。针对动态频谱管理需求，2025版引入频谱编排（SpectrumOrchestration）概念和共存感知（CoexistenceAwareness）机制，支持通过集中式频谱管理器和分布式感知节点相结合的方式实现频谱资源的高效利用。第四，强化与新技术的协同。2025版专门增补了与5G/6G、时间敏感网络（TSN）、边缘计算等新兴技术的共存接口要求与管理协同建议，为工业无线系统的演进部署提供前瞻性指导。第五，扩充应用案例。新增了化工、冶金、智能仓储等行业的共存管理典型应用案例，增强了标准的工程可操作性。3标准主要内容解析3.1适用范围与规范性引用IEC62657-2:2025RLV适用于工业环境（包括工厂车间、过程工业现场、仓储物流区域等）中部署多个无线通信系统时的共存管理活动。该标准所定义的共存管理对象涵盖所有在工业现场运行的无线系统，包括但不限于工业专用无线网络（如WirelessHART、WIA-FA、ISA100.11a）、通用无线局域网（如Wi-Fi）、短距离无线通信（如蓝牙、Zigbee）以及蜂窝移动通信系统（如4G/5G专网）。标准明确排除了仅涉及有线通信的系统和无线系统的射频硬件设计细节。标准规范性引用了IEC62657-1（共存要求）、IEC61000系列（电磁兼容）、ITU-R相关建议书以及IEEE802.11系列标准等关键文件，以保持与国际标准体系的协调一致。3.2共存管理总体框架IEC62657-2:2025RLV提出的共存管理框架以"规划—实施—运行—优化"闭环为核心理念，确立了共存管理的组织架构、角色分工和技术流程。标准要求企业应明确指定共存管理责任人，建立跨部门的共存管理协调机制，并在系统全生命周期内实施持续的共存管理活动。该框架的一个显著特征是突出了风险评估在共存管理中的基础地位。标准要求共存管理活动应始于对无线应用场景的全面风险评估，包括对无线通信业务的关键性等级划分、干扰源识别、干扰影响分析以及残余风险的可接受性判断等要素。3.3共存管理流程与技术方法（1）共存需求分析与目标设定标准要求首先明确各无线系统的业务类型和通信需求，以此确定共存性能指标（如数据包错误率、时延上界、可用性指标等），并设定量化的共存管理目标。对于涉及安全功能的无线链路，其共存目标应与功能安全完整性等级（SIL）要求相匹配。（2）电磁环境评估与频谱规划在频谱规划阶段，标准推荐采用现场电磁环境测量和射频传播建模相结合的方式开展频谱资源摸底调查。测量频段应覆盖2.4GHzISM频段、5GHz频段以及Sub-1GHz频段等工业无线常用频段。基于电磁环境数据，开展频率规划、信道分配、发射功率控制和天线方案设计等工作。（3）共存方案设计与工程实施根据频谱规划结果，制定详细的共存实施方案，包括无线系统的部署位置、天线类型与安装方式、功率设置、信道分配、网络参数配置等内容。标准强调，共存实施方案中应包含冗余设计和故障降级策略，确保在发生意外干扰时系统仍能维持基本功能。（4）共存监测与动态频谱管理标准提出了共存监测机制，通过持续监测无线信道质量、干扰水平和系统性能指标，实现频谱异常的及时发现与定位。2025版引入的动态频谱调整机制，使系统能根据实时频谱环境自适应调整工作参数，从而实现从"静态共存"向"动态共存"的技术跨越。（5）共存评估与持续改进标准要求定期开展共存管理有效性的评估审核，评估内容涵盖技术指标达成情况、管理流程执行情况及成本效益分析等。评估结果应反馈至共存管理的需求分析阶段，形成不断优化演进的管理闭环。3.4应用场景分类IEC62657-2:2025RLV将工业无线应用场景划分为三个管理类别：-类别A（安全关键场景）：涉及人员安全与重大资产保护的无线应用，如紧急停机系统、安全联锁、人员定位防护等。此类场景应采用最高等级的共存管理策略——高级共存管理，要求全冗余频谱资源预留和实时共存监测。-类别B（控制关键场景）：涉及生产过程的实时控制与闭环调节，如运动控制、过程回路控制等。此类场景应采用增强级共存管理，具备动态频谱调整能力。-类别C（一般监测场景）：包括设备状态监测、环境参数采集、能耗管理等非实时性业务，可以采用基础级共存管理策略。4主要编制单位介绍IEC62657-2的编制工作由IEC/TC65/WG16（工业无线网络工作组）承担，该工作组由国际电工委员会工业过程测量、控制和自动化技术委员会直接管理。工作组的召集人单位是德国西门子股份公司（SiemensAG），在标准制定过程中发挥了核心主导作用。西门子股份公司是全球领先的工业自动化与数字化企业，总部位于德国慕尼黑和柏林，在全球200多个国家和地区开展业务。作为工业无线通信技术的重要开拓者和标准化的积极推动者，西门子在工业无线技术领域拥有数十年的技术积累和丰富的工程实践经验。其研发的SCALANCEW系列工业无线产品广泛部署于全球各类工业现场，涵盖汽车制造、化工、制药、物流等多个行业。在IEC62657-2的编制过程中，西门子作为工作组召集人单位，不仅负责组织协调各参与国的起草工作和意见汇总，还深入参与了共存管理框架设计、频谱规划方法研究、共存管理等级划分等核心章节的撰写工作，为标准的制定贡献了丰富的工业现场实测数据和工程应用经验。此外，ABB集团、艾默生过程管理公司、横河电机株式会社、中国科学院沈阳自动化研究所等全球知名企业和研究机构也深度参与了标准的编制工作，从不同行业视角和应用需求出发为标准内容的完善提供了重要输入。5标准价值与应用展望5.1标准的技术与应用价值IEC62657-2:2025RLV的发布实施具有重要的技术价值和工程指导意义。在技术层面，该标准首次在国际标准层面建立了覆盖无线系统全生命周期的共存管理体系，将原本分散在不同技术领域的共存实践加以系统化整合，填补了工业无线领域系统性共存管理规范的空白。在工程层面，该标准为工业用户、系统集成商和设备供应商提供了统一的技术语言和工作框架，有助于降低多制式无线系统集成中的技术风险和实施成本。标准中推荐的分级管理策略使用户可以根据实际需求合理分配管理资源，避免"一刀切"带来的成本浪费或保障不足的问题。5.2行业影响与未来方向展望未来，IEC62657-2:2025RLV的发布将对工业无线产业产生深远影响。首先，该标准将促进工业无线共存管理工具链的发展，包括频谱监测设备、共存管理软件平台等配套产品将迎来发展机遇。其次，标准中引入的新技术条款将为5G-A/6G与工业无线专网的深度融合提供标准化指引，支持工业数字化转型背景下多网融合的部署需求。再次，该标准为后续IEC62657-3（共存评估）和IEC62657-4（共存测试）的制定奠定了坚实的框架基础，三者将共同构成完整的工业无线共存标准族。值得注意的是，随着人工智能与机器学习技术在频谱管理领域的逐步应用，未来的共存管理有望实现更高程度的智能化和自动化。标准制定组织应密切关注相关技术发展动态，适时启动下一轮修订工作，将智能化共存管理纳入标准框架。6结论参考文献[1]IEC62657-2:2025RLV,Industrialnetworks-Coexiste