[发明专利]一种具有冗余收发功能的5G工业网关

说明书

本发明公开了一种具有冗余收发功能的5G工业网关，包括收发调度模块、接口维护模块、收发配置模块。本发明系统应用于5G网络中，设备采用两个或者多个5G模组，针对指定业务实现数据包复制和保序重组功能，与5G网络的用户面功能(UPF)或者其他5G网关构成冗余收发的数据通路，增强5G网络的可靠性。同时，也可以在其他业务应用中采用单5G模组通信，避免空口资源的不必要浪费。

技术领域

本发明涉及网络技术领域，更具体的说是涉及一种具有冗余收发功能的5G工业网关。

背景技术

5G技术作为新一代移动通信技术，具有高速率、低时延、大容量和移动性，以及支持可扩展性、可编程性、多用户性的核心网，能基于同一基础架构以明确的服务水平协议支持不同使用场景。5G技术的以上优势，能够满足高可靠、低时延、抗干扰和高安全性的工业场景要求，通过网络化、智能化推动经济产业结构升级，增强工业制造领域的竞争力。

相比于一般移动互联网业务，工业应用对通信系统的可靠性要求更高。但是5G网络仍是一种无线通信形式，与有线网络相比，其传输可靠性较差。特别是在工业环境中，经常有较强的电磁干扰，使无线通信环境更加恶劣，传输可靠性进一步下降。

发明内容

为了提高5G网络在工业应用中的可靠性，本发明提供一种具有冗余收发功能的5G工业网关，在一台设备上集成两个或者多个5G模组，形成两条或者多条5G数据通路，实现数据包复制和保序重组功能，与5G网络UPD或者其他5G网关构成冗余收发的数据通路，增强5G网络的可靠性。

本发明采用如下技术方案：一种具有冗余收发功能的5G工业网关，包括：收发调度模块以及与其连接的网络接口模块，所述网络接口模块包括以太网接口模块和5G网络接口模块；

所述收发调度模块通过桥接与以太网接口模块连接；所述以太网接口模块作为常规网络接口模块，将5G网络接口作为冗余网络接口模块；所述冗余网络接口模块用于传输同一业务的不同副本。

一种具有冗余收发功能的5G工业网关，包括：

收发调度模块，与5G网络接口模块连接，还依次经虚拟网络接口、通过桥接与以太网接口模块连接，所述以太网接口模块、5G网络接口模块分别作为常规网络接口模块、冗余网络接口模块；用于将常规网络接口模块接收到的数据复制成多个副本从冗余网络接口模块发送，或者将冗余网络接口模块接收到的多个数据包副本进行重组并从常规网络接口模块发出；

收发配置模块，用于配置需要进行冗余收发的数据业务；

接口维护模块，用于维护5G网络接口模块的在线状态。

所述收发调度模块，用于通过读写虚拟网络接口实现常规网络接口模块数据收发。

所述收发调度模块，用于根据常规网络接口数据包特征字段值和收发配置模块的配置信息进行匹配，以判断是否对数据包采用冗余发送策略，特征字段值包括：以太网类型；源MAC地址；目的MAC地址；VLAN；VLAN ID；VLAN PRI；VLAN CFI；源IP地址；目的IP地址；帧长度。

所述收发调度模块，用于将冗余发送的数据包按照固定协议为常规网络接口模块发送至冗余网络接口模块的数据增加高可用无缝冗余首部，包括：

HSR_ET：以太网帧类型，固定值0x892F；

pathID：路径ID；

LSDUsize：负载长度；

SeqNr：序号。

所述收发调度模块为冗余网络接口模块的每一个物理接口编号，作为所述高可用无缝冗余首部的pathID；