5G工業(yè)路由器模塊是構(gòu)建5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵組件,通過工業(yè)路由器實(shí)時(shí)穩(wěn)定連接各類工業(yè)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域中對(duì)低時(shí)延、高可靠的需求。本文將深入解讀5G工業(yè)路由器模塊的相關(guān)知識(shí)。

一、5G工業(yè)路由器模塊定義及關(guān)鍵特點(diǎn)

5G工業(yè)路由器模塊是應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的路由轉(zhuǎn)發(fā)平臺(tái),兼具工業(yè)設(shè)備聯(lián)接管理、數(shù)據(jù)交換和通信接口轉(zhuǎn)換等功能。相較于傳統(tǒng)商用路由器,5G工業(yè)路由器模塊最大的特點(diǎn)在于高速率、大連接量、低時(shí)延和高可靠性,可以穩(wěn)定存取各種工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù),連接大量傳感器,并實(shí)時(shí)控制工業(yè)設(shè)備,滿足工業(yè)應(yīng)用的苛刻需求。

二、5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的重要意義

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是利用5G等新一代信息技術(shù)打通從云端到管端的全部元素,對(duì)工業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行深度感知、聯(lián)接和智能化賦能的重要技術(shù)手段。其中,5G作為代表的新一代移動(dòng)通信技術(shù),具有連接數(shù)量多、速度更快等優(yōu)勢(shì),可以滿足海量工業(yè)設(shè)備接入和運(yùn)維管理的需要,是推動(dòng)和實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。

5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅可以提升設(shè)備聯(lián)接和利用率、降低生產(chǎn)運(yùn)營成本,更將賦能工業(yè)系統(tǒng)更大范圍協(xié)同以及產(chǎn)業(yè)鏈上下游深度協(xié)作,其應(yīng)用前景廣闊,將深刻改變傳統(tǒng)制造業(yè)面貌,加速產(chǎn)業(yè)數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。

三、5G工業(yè)路由器模塊的系統(tǒng)架構(gòu)

5G工業(yè)路由器系統(tǒng)由處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(Flash和RAM)、供電管理、接口部分、天線等部件構(gòu)成。其中,處理器負(fù)責(zé)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、業(yè)務(wù)控制和路由程序執(zhí)行,需要能穩(wěn)定運(yùn)行復(fù)雜算法,確保低時(shí)延;存儲(chǔ)器用于保存固件、運(yùn)行配置以及緩存和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文,要求容量大、讀寫速率快;電源管理優(yōu)化動(dòng)態(tài)負(fù)荷消耗以維持長(zhǎng)期穩(wěn)定工作;接口部分連接各類有線或無線設(shè)備,配置完備是其重要指標(biāo);天線具有更高的射頻指標(biāo),保證強(qiáng)勁而清晰的無線信號(hào)。 

這些部件性能的高低直接影響路由器的實(shí)用效果,5G工業(yè)環(huán)境對(duì)此提出了更為苛刻的要求。各大廠商正致力研發(fā)更高性能的5G工業(yè)路由器解決方案。

四、5G工業(yè)路由器模塊的核心技術(shù)

5G工業(yè)路由器模塊中集成了多項(xiàng)核心技術(shù),具體有:

1增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶(eMBB):通過更高的峰值數(shù)據(jù)速率、用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)速率和區(qū)域流量容量,提供Gbps級(jí)?接速率,滿足高速大數(shù)據(jù)的需求。

2超可靠低時(shí)延通信(URLLC):通過物理層劑量技術(shù)、靈活方案和端云協(xié)作,可以實(shí)現(xiàn)1ms級(jí)的低時(shí)延和六個(gè)9級(jí)可靠性,保證工業(yè)設(shè)備功能安全。

3網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù):根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求設(shè)定多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)切片,供專用應(yīng)用和關(guān)鍵任務(wù)使用,實(shí)現(xiàn)定制化的服務(wù)質(zhì)量保障。

4時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù):結(jié)合IEEE 1588和5G端云協(xié)同,提供更精確的時(shí)鐘同步服務(wù),確保分布式控制和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)等對(duì)時(shí)間敏感的應(yīng)用。

五、5G工業(yè)路由器模塊典型應(yīng)用場(chǎng)景

5G工業(yè)路由器模塊的典型應(yīng)用場(chǎng)景有工業(yè)機(jī)器人控制、數(shù)字化倉儲(chǔ)、智慧物流等。例如在機(jī)器人產(chǎn)線,5G工業(yè)路由器接收控制指令并轉(zhuǎn)換成工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議,通過銅纖維光纖鏈接傳輸給機(jī)械臂;同時(shí)也負(fù)責(zé)采集傳感器數(shù)據(jù)并匯聚處理、上傳云平臺(tái),實(shí)現(xiàn)機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控和運(yùn)維。在自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)中,5G工業(yè)路由器連接RFID讀寫器、條碼掃描槍、傳送帶等設(shè)備,并與倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)交互數(shù)據(jù),指揮調(diào)配流程。

六、5G工業(yè)路由器模塊發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)

盡管5G工業(yè)路由器模塊大有可為,但其落地應(yīng)用還面臨一定挑戰(zhàn)。具體來說,定制化程度高帶來的高成本,與工業(yè)應(yīng)用環(huán)境的適配,以及無線系統(tǒng)面臨的安全威脅,都是需要重點(diǎn)關(guān)注和解決的問題。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,這需要從標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、平臺(tái)開放和安全機(jī)制建設(shè)等多角度推進(jìn),需要政企研各方協(xié)同參與。展望未來,5G工業(yè)路由器模塊必將成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中不可或缺的關(guān)鍵組件。