如何让5G设备更适用于工业场景中?12月20日,中国工程院院士邬贺铨在中国无线电大会上,从中5G专网主要设备的改进,到频率利用的优化等多个方面,提出了自己的建议。
工业互联网中5G的关键网元,包括5G CPE(客户前端设备)、5G云化PLC(可编程逻辑控制器)、5G云化基站、5G UPF(核心网的用户面功能)、5G边缘计算等。由此形成5G局域网和5G核心网控制面。
邬贺铨说,5G CPE前端设备对许多人来说并不陌生,但这个设备在工业场景中与在消费场景中会有一些不同。一是CPE和手机相比,同样是网络终端,CPE并不像手机那样要实现多频多模,但很可能需要具备D2D(设备到设备)的能力,甚至会要求大带宽,需要用到宽带载波聚合的技术;二是CPE所用的芯片在工艺、功耗、成本上的要求没有手机那么苛刻,但同时对环境的温度、湿度等工作条件,以及控制能力、能够连接的终端数量又要比普通手机严格得多。从这些要求看,5G的CPE既是一个物联网模组,也是一个5G的工业网关。
5G CPE可以把基站的5G信号作为中继接力进行放大,可以连接多个生产装备、仪器仪表,通过CPE可以把网络转换成工业以太网、WiFi以及5G局域网。CPE还可以连接工厂的末端设备,对所连接的大量设备做路由管理、提供边缘计算的功能,还可以集成PLC等等,它具有开放编程的能力,可以方便第三方的应用。
目前5G工业CPE的发展也面临一些难点和挑战。因为工作环境的温度、湿度要求高,抗电磁干扰、抗震、防爆要求严格,工作寿命要求长,而且要免维护,所以器件的成本高,影响了5G在工业场景的推广普及。
5G引领不仅体现在建网速度和用户规模上,更深度融入千行百业的不同场景。无论是在北国边疆还是三沙远海,无论是日常通信还是万物互联,5G技术助推各种网络、技术、应用融入生产生活,加速推进新一轮科技革命和产业变革。
无人工厂、黑灯仓库、远程医疗、智能物流、远程教育、智慧制造……在多个领域,5G与人工智能、大数据、云计算等信息通信技术聚合,催生融合创新应用,赋能产业转型发展。据统计,5G融合应用已在工业、医疗、教育、交通等多个行业领域发挥赋能效应,覆盖国民经济40个大类,应用案例数超过2万个,5G应用创新案例数量和创新性均处于全球第一梯队。
特别是5G与工业互联网的融合,推进数字中国、智慧社会建设,加速新型工业化进程,为经济发展注入新动能。“5G﹢”典型应用案例日趋丰富,应用水平不断提升,一些应用案例走在全球前沿,创新进入“无人区”。5G融合应用从生产现场监测、厂区智能物流等生产外围环节延伸至设计研发、生产制造、质量检测、故障运维、运输物流、安全管理等核心环节;应用对象从部分环节的零散式应用向全业务流程覆盖转变。
随着5G网络建设步伐加快,需要通过创新方案来提高能耗比。中兴5GC UPF节能方案基于® Network AI和英特尔® CPU构建而成,不仅能够实现5G网络的节能减排,还能够帮助中国移动节省运行成本。
该方案根据运营商现网流量的“潮汐效应”调节负载,对CPU降频或关闭/休眠部分物理核,在保证SLA的情况下,减少无效的电力消耗。打个比方就是,跑几公里路,加几升油。
我们都知道,让家用计算机运行得更稳定、更高能效,就得做好散热。实际上,数据中心服务器亦如此,可将服务器理解成无数台小计算机组成的大计算机,它也需要在运行过程中通过风冷和液冷散热,获取更优的能效。
衡量服务器是否碳中和程度的指标,便是行业中时常被提起的PUE(电源使用效率),其值越接近1,数据中心的碳中和程度越高。
英特尔作为CPU生产商,其实也擅长给CPU散热。与家用计算机不同,服务器的散热系统是一整套的空调系统。
以英特尔为中国移动提供的Intel®️ M50准系统为例,支持2颗第三代® 至强® 可扩展处理器,提供高于风冷的性能,使得CPU和内存工作温度大幅降低,可实现超频运行,计算机群性能可提高5%。