全無(wú)線是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的歸宿嗎？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境來(lái)說(shuō)，擁有一個(gè)高速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境或許不會(huì)是首要目標(biāo)，但高效率、高可靠性的網(wǎng)絡(luò)是必不可少的。長(zhǎng)久以來(lái)，有線網(wǎng)絡(luò)都是工業(yè)環(huán)境下的首選，以其高速、穩(wěn)定和低時(shí)延的優(yōu)勢(shì)，撐起整個(gè)產(chǎn)業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

然而在如今工業(yè)4.0的網(wǎng)絡(luò)條件下，全面走有線網(wǎng)絡(luò)的方法也開(kāi)始出現(xiàn)一些弊端。首先就是傳統(tǒng)工廠中仍然可見(jiàn)的長(zhǎng)達(dá)幾公里的網(wǎng)線，對(duì)整個(gè)工廠的布線造成了相當(dāng)大的困難。再者就是在一些不適合靠近的工廠環(huán)境中，有線部署和維護(hù)會(huì)對(duì)安全性提出一定的挑戰(zhàn)。為此，業(yè)界普遍開(kāi)始考慮無(wú)線方案。

部署工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)

但要想實(shí)現(xiàn)一個(gè)工廠全面無(wú)線化，至少目前為止并不現(xiàn)實(shí)。在數(shù)字化改造趨勢(shì)的推進(jìn)下，確實(shí)不少設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了無(wú)線化，AGV小車(chē)、無(wú)線PLC、資產(chǎn)追蹤標(biāo)簽和手持移動(dòng)終端等等，但就生產(chǎn)設(shè)備而言，大部分依然是需要有線連接的設(shè)備，而且這些設(shè)備是已經(jīng)證實(shí)可靠性且不可替代的。

AirEngine Wi-Fi 6系列產(chǎn)品 / 華為

因此對(duì)于傳統(tǒng)工廠的全無(wú)線改造基本等同于重建了，若是在工廠始建之初就以此為目標(biāo)，也需要方案廠商量身定制這樣一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)底座，比如華用自己的Wi-Fi6 CPE改造的全無(wú)線松山湖南方工廠。

此外，由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)雖然名字帶“無(wú)線”，但仍處于一個(gè)與諸多無(wú)線網(wǎng)絡(luò)共存的環(huán)境，為此要在抖動(dòng)、時(shí)延和丟包等指數(shù)上都能滿足QoS要求，還是有一定難度的。雖說(shuō)部署工業(yè)無(wú)線網(wǎng)也有節(jié)約成本的意味在，但大規(guī)模下無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的部署成本依舊算不上低。

最后，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)雖然給工業(yè)控制在網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度上提供了方便，但沿用老一套的分配資源思維只會(huì)喪失這一優(yōu)勢(shì)，所以依靠AI來(lái)輔助完成調(diào)度工作才是正途，由此引出的開(kāi)發(fā)需求，就又得廠商與方案廠商去權(quán)衡了。

所以，我們?cè)诠I(yè)場(chǎng)景下談無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，更多是一個(gè)補(bǔ)充和冗余方案，甚至是一個(gè)尚在完善過(guò)程中的方案，而不是一個(gè)非得替代的方案。不可否認(rèn)的是，任何連接技術(shù)都是這么走過(guò)來(lái)的，甚至連已經(jīng)在手機(jī)通信領(lǐng)域走到先列的5G網(wǎng)絡(luò)，也想來(lái)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)分一杯羹。

5G可以成為補(bǔ)全工業(yè)無(wú)線網(wǎng)的一塊拼圖嗎？

5G引入的新特性為其走進(jìn)工業(yè)控制做了鋪墊，比如URLLC提供的超高可靠低延遲通信，這一特性的缺失，正是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)一開(kāi)始就否認(rèn)無(wú)線網(wǎng)或?qū)ζ浔в袘岩傻脑?。再者就是mMTC海量機(jī)器類(lèi)通信，這一項(xiàng)主要針對(duì)工業(yè)場(chǎng)景下的各類(lèi)傳感器，通過(guò)為設(shè)備加裝相應(yīng)的無(wú)線傳感器，就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、升級(jí)和維護(hù)。

借助這些特性，5G為工業(yè)應(yīng)用拋出了一個(gè)難以拒絕的連接方案，尤其是那些需要高可靠性低時(shí)延的工業(yè)通信，URLLC可謂直擊痛點(diǎn)。畢竟工業(yè)環(huán)境比我們?nèi)粘９ぷ魃瞽h(huán)境對(duì)時(shí)延要更敏感，否則無(wú)法保證工廠流程的正常與高效運(yùn)轉(zhuǎn)。相關(guān)的廠商也在紛紛行動(dòng)，無(wú)論是芯片廠商還是模組廠商皆是如此。

MC3010電力CPE / 中興

比如去年，中興通訊就發(fā)布了一系列針對(duì)工業(yè)場(chǎng)景的5G產(chǎn)品，比如基于高通SDX55芯片的ZM9200 5G模組、基于紫光展銳V510芯片的ZM9010、5G電力CPE和室外路由器等。這類(lèi)產(chǎn)品充分利用了5G高精度授時(shí)和低時(shí)延的特性，并提供了常見(jiàn)的工業(yè)接口支持。

除了用于接入以外，5G網(wǎng)絡(luò)也為工業(yè)場(chǎng)景帶來(lái)了各種各樣的用例，比如網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化、網(wǎng)絡(luò)切片和多接入邊緣計(jì)算等。網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）是與軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）一體雙生的產(chǎn)物，可以說(shuō)是5G核心網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化的關(guān)鍵之一。在工業(yè)場(chǎng)景中，NFV實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和靈活調(diào)整的同時(shí)，免除了傳統(tǒng)架構(gòu)中的物理節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化運(yùn)維。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)要么得靠運(yùn)營(yíng)商推動(dòng)，以更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)做好工業(yè)場(chǎng)景下的蜂窩網(wǎng)絡(luò)切片，要么基于現(xiàn)有的基建，要么構(gòu)建一個(gè)工業(yè)園區(qū)私網(wǎng)。無(wú)論如何，5G網(wǎng)絡(luò)要想填上工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的“坑”，自己也有不少“坑”要填。