5G 精确计时如何重塑我们的自动化世界

发布时间：2023-09-07 14:38:29 所属栏目：通讯来源：

导读：当你听到“自动化”这个词时会想到什么？你们中的一些人可能会立即想象一排机械臂沿着装配线用于制造汽车。其他人可能会想到自动驾驶汽车本身，甚至是当您将卡插入 ATM 时在金融机构发生的一系列电子交易

当你听到“自动化”这个词时会想到什么？你们中的一些人可能会立即想象一排机械臂沿着装配线用于制造汽车。其他人可能会想到自动驾驶汽车本身，甚至是当您将卡插入 ATM 时在金融机构发生的一系列电子交易。

5G 网络和自动化系统
今天，自动化无处不在。我们不同以往地生活在另外的一个更简化的基本的过程比以往任何其它的时候都更少或者说依赖人工数据的输入的时间。随着自动化几乎涵盖所有已知的工业部门，我们看到机器决策和行动在娱乐、交通、制造、公共安全、农业、自然资源勘探等众多领域的影响。

在许多情况下，自动化系统需要极其精确的时间来确保一致的操作。想像拍摄充满爆炸和汽车追逐的大预算动作序列所需的精细摄像机移动，或县监狱中的自动锁定机制，或石油和天然气行业现代钻井平台使用的精密钻孔技术。所有联锁机制和数据供应都必须非常快速地进行，必须同步，并且必须以极高的可靠性交付。在某些情况下，此类实时动态系统的精度要求百分之百可能已经接近绝对零度的一微秒 (1usec) 或更快。

在 5G 之前的网络世界中，能够以满足其中一些新要求的方式交付数据一直具有挑战性。然而，5G 旨在实现帮助各种企业和行业进行数字化转型的愿景。一般来说，5G 已经标准化，可以以峰值理论速度提供高达 10 Gb/秒的数据，网络延迟低至 1 毫秒 (msec)，每平方公里多达 100 万台设备 - 五个 9 (99.999 %）的正常运行时间可靠性。然而，基于 5G 的精密计时系统可能会进一步推动这些通用规范的界限。

5G 和精确计时
精密计时的一个巨大领域涉及制造。现代工厂操作多种类型的机器，这些机器需要与工厂系统的其他部分完全协调工作——现代网络必须考虑到大量遗留机器和系统以实现互操作。从历史上看，精确计时系统一直依赖 GNSS 和其他系统来提供所需的计时精度，但是已经开发了用于具有提供不同分辨率的精度的各种各样的不同类型的计时协议和相关联的来源。

鉴于所有这些复杂性，5G 网络现在正在得到增强，能够解决许多新的垂直行业和工业任务关键型用例。从第三代合作伙伴项目 (3GPP) 第 16 版开始并在第 17 版中进一步增强，已经创建了超可靠低延迟通信 (URLLC) 和时间敏感网络 (TSN) 标准中的技术，以专门解决这些工业垂直用例需要。

寻找工业和自动化解决方案的势头无处不在，因为电气和电子工程师协会时间敏感网络 (IEEE 802.1 TSN) 标准为工厂提供了一种潜在的融合网络技术，以在延迟敏感的工业应用中实现确定性和低延迟通信。由于能够为智能工厂提供灵活的无线数据访问和全面连接，IEEE 802.1 TSN 看起来像是对精确时间协议 (PTP)或其变体（例如需要有线以太网连接的 IEEE 802.1AS）的有吸引力的补充。

（编辑：汽车网）

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