为什么要使用波导管通信系统呢?何种情况下最适合采用波导管通信系统呢?
其一、因为需要通信的目标是移动的,采用有线方式,例如光纤(配合拖链)使用,可靠性与寿命都不高,造价却很高,所以使用无线通信才是首选。
其二、因为无线电通信最经常遇到的问题之一就是电磁干扰,在无线通信领域一般称之为“同频干扰”、“邻频干扰”。波导管因为其系统设计很好的利用了静电屏蔽和全反射原理,保证在腔体里的无线电信号传输质量,从而保证通信系统的稳定性和可靠性。
遇到干扰,从无线通信角度讲,最简单直接的解决方案就是频率规避,即采用“干净的频率”,一般可以通过更换工作频率方式解决干扰问题。对于干扰超强场景,各工作频率都面临干扰,一些专业无线通信系统厂商的设备,可以启用专有的“抗干扰模式”,降低干扰的影响,保证系统的稳定性,但是,其代价可能是大幅牺牲了有效带宽。但从根本性上讲,波导管通信是解决干扰问题,保证无线通信稳定性的最佳手段。
其三、从保证通信稳定角度来看,与波导管类似的还有漏波电缆等通信手段,但是因为漏波电缆的设计等方面的原因,其通常用于低带宽的窄带通信,需要高带宽、大容量高清视频传输的场合,还得靠波导管通信系统才可以。
总结以上几个方面的论述,在高可靠性、高带宽、高容量的“三高通信”需求场合,如果想规避电磁干扰,最合适的通信手段就是波导管通信系统。
传统上,波导管通信最常见的应用场景是轨道交通,在地铁车地通信等领域的应用已经成为主流解决方案之一。近些年,港口、物流、造船、钢铁、化工、航天、军工及其他工业生产等行业正在如火如荼地进行智能化革命。随着机器人、AI技术、云计算、大数据、自动化与物联网等技术的高速发展,工业4.0是大势所趋,也就是说,无人工厂、无人生产离我们越来越近了。工业自动化智能生产可参考汽车自动驾驶分级的划分,按照人工介入操控的多少,目标最终彻底实现无人智能化:
等级 |
自动化程度 |
发展情况 |
L0 |
无自动 |
传统和当前生产 |
L1 |
人工操控为主,系统适时辅助 |
传统和当前生产 |
L2 |
部份自动化,操作者仍需专心于操作 |
当前高速发展中 |
L3 |
有条件自动控制,可自动控制,特殊情况人工干预 |
尚处于初期,部分制造业行业有突破 |
L4 |
高度自动化,特殊情况人工干预 |
尚处于初期 |
L5 |
全自动化,完全没有人的参与,无人工厂 |
尚无 |
作为工业生产,特别是港口、物流、造船等重工行业,起重机是必不可少最常用的装备,这些重型机械实现了“自动驾驶”,这些行业的生产面貌才能有重大的转变。因为涉及到控制,特别是重型机械装备的自动化控制,如果通信有问题,就可能大幅降低作业效率,甚至导致安全事故,所以,必须要有最可靠的方案,这就是波导管通信系统的前景所在。
作为支持重型机械的自动驾驶、远控或者智能控制的无线通信系统,必须要可靠性、高稳定性,如果涉及高清视频传输,还必须要高性能、高带宽。那么,哪些重型机械装备可能会用到波导管通信系统呢?最常见的就是工业现场最为常见的行车,还有诸如岸桥、龙门吊、RTG(轮胎吊)、RMG(轨道吊)、门座机、装卸船机、斗轮堆取料机等。
波导管通信系统使用的难点在哪?
1、波导管通信系统最大的问题之一是其只能在“固定轨道”行进的移动物体通信中使用,且转场等场合(从一个轨道迁移到另一轨道)仍需要借助纯无线通信系统实现。
2、因设计制造等原因,波导管通信系统对波导天线与波导管之间通信距离、角度等有较详细的要求,这也对现场波导管的部署提出了要求,需要满足。
3、波导管本身的造价较高,主要原因是波导管属于定制化产品,必须根据不同频率、不同应用环境等进行设计。安装要求也较高,安装的水平与垂直度、对接的精度都有工艺要求,腔体内要清洁干净且可能需要填充氮气后密封,以避免灰尘、水蒸气进入凝结等。