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发布时间: 2019 - 09 - 04
【干货】沧海桑田话抖动(下)原创: 是德科技KEYSIGHT 是德科技KEYSIGHT 今天 上期内容回顾: 01. 抖动研究的源起02. 抖动测试和分析的基本方法和经典理论03. 抖动测试的演进和新挑战(上)▲  点击回顾上期精彩内容上期关于抖动测试的专题介绍,得到了不少测试行业从业者的喜爱。本期继续推出抖动测试的下篇,主要包括如下主题:03. 抖动测试的演进和新挑战(下)04. 影响抖动测试结果和精度的因素05. 从抖动测试到相噪测试——实时示波器的新战场抖动测试的演进和新挑战(下)上期提到,数据中存在XTALK引起ABUJ抖动时频谱法分析RJ产生误差。那么Keysight EZJIT Plus如何解决这一新的问题和挑战呢?在EZJIT Plus软件里增加了Tail Fit方法进行RJ提取,如下图所示:图17  EZJIT PLUS软件里增加Tail Fit法提取RJ这一方法指的就是在实时示波器的抖动分析软件里采用双狄拉克模型法进行RJ提取:图18 Tail Fit法RJ拟合示意图在以往未使用高斯拟合的原因是由于总直方图中的点稀缺,曲线拟合的点数仍然很少,它会给你带来不稳定的结果。下图显示了针对一个数据信号存在和不存在串扰情况下分别采用频谱法和高斯尾部拟合法对比的结果。左边显示的是无串扰情况下分别采用频谱法和高斯法结果相近,右边显示在有串扰情况下,频谱方法得到的RJ明显偏大,采用高斯法后得到的RJ结果就显然回归正常。图19  高斯法和Tail Fit两种方法分别对存在和不存在串扰引起的ABUJ分离差异对比除了采用高斯尾部拟合法外,为了获得更高精度的测量,还可以先关闭相邻通道的串扰源,进行一次抖动测量并记录RJrms结果,打...
发布时间: 2019 - 08 - 28
【干货】沧海桑田话抖动(上)如果要评选电子工程师近20年来的最耳熟能详的专业词汇,眼图和抖动作为孪生姊妹一定在前10之列。所以业界关于抖动的论述和文章也是时常见诸各种媒体和平台。本期微信头条,小K也将就抖动测试做一个专题介绍,本期主要包括如下主题:01. 抖动研究的源起02. 抖动测试和分析的基本方法和经典理论03. 抖动测试的演进和新挑战(上)(本篇共 6000 字左右,预计需要 20 分钟,分时阅读建议浮窗观看。)抖动研究的源起抖动测试最早在上个世纪80年代开始萌芽,HP公司电信网络测试部门-苏格兰科技公司1982年在苏格兰推出了针对PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy,准同步数字体系)的第一个抖动测量仪器,速率高达E3和DS3,之后在1984年推出首批140 Mb / s抖动测试仪之一。在90年代推出针对SONET / SDH抖动测试产品和方案。事实上在同步数字传输体系(SONET/SDH)和通讯系统中引入抖动的概念主要用于评估数据包级的传输延时偏差。因此大家也可以看到经典抖动定义也来自于当年的业界巨擘贝尔实验室。进入90年代以后,随着数字电路系统中的源同步时钟总线的发展,由于外部同步时钟频率渐渐成为瓶颈开始转向嵌入式时钟的串行差分总线,非常典型的就是PCI总线同步时钟频率最高到133MHz就开始转向PCIE1.0 2.5Gbps发展。由此对数字电路系统中的水平时间参数的测量也从传统的Setup/Hold或Skew测量转为水平方向Jitter的测量。在今天,抖动测试除了是很多高速串行总线和标准的一致性测试众多项目中的重要组成部分和内容,同时还是针对系统级传输性能评估的重要方法,以及探究系统问题根源的重要手段。因此对抖动进行深入的探索和研究无论何时都具有深刻的意义和价值。抖动测试和分析的基本方法和经典理论...
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发布时间: 2019 - 08 - 21
如果您需要捕获的信号是低占空比脉冲或猝发信号,并且信号之间有较长的空闲时间(例如封包串行数据),那么配有分段存储器的示波器可以有效地延长时间并提高以较高采样率捕获的串行数据包数量。所有示波器都具有数量有限的采集存储器。您应当知道,示波器的存储器深度决定波形时间和以特定采样率捕获到的串行数据包数量。您可以将示波器的时基设为很慢的时间 / 格设置,以便延长捕获时间间隔并增加串行数据包数量;但是当时基设置超出基于最高采样率下的最大时间间隔时,示波器便会自动降低采样率。在这种情况下,示波器无法提供精确的水平和垂直波形细节(基于示波器的指定带宽和最大采样率)。为什么需要分段存储?如果需要捕获较长时间和更多的串行数据包,同时仍在高采样率下进行数字化处理,只需购买配备更深存储的示波器即可。然而,配有千兆级采集存储器的示波器非常昂贵。如果需要采集的信号在重要波形分段(例如低占空比脉冲或串行数据包猝发)之间具有较长的信号空闲时间,那么具有分段存储器采集功能的示波器是更为经济的解决方案。【捕获时间 = 存储深度 / 采样率】通过将示波器的可用采集存储器划分为较小的存储器分段,分段存储采集模式可以有效地延长示波器的总采集时间。示波器可以在高采样率下,有选择性地针对被测波形的重要部分进行数字化处理。由此,示波器能够以极快的重新准备时间捕获很多的连续单次波形,同时不会错过重要的信号信息。
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工业物联网(IIoT)凭什么“上位”?

日期: 2019-10-30
浏览次数: 43

工业物联网(IIoT)凭什么“上位”?

工业物联网到底是什么?

时至如今,大家仍然众说纷纭,每个人有每个人的理解。有人狭义的理解为就是生产工厂用上了物联网技术,即所谓的智慧工厂;有人广义的理解为所有工业行业用到的物联网技术都是工业物联网。

这恰恰说明了工业物联网仍然是不断变化和演进的一个事物,这里有两个元素是确定的,那就是“工业”与“物联网”,工业物联网就是工业与物联网技术的融合,是符合工业行业需求并能提高行业效率的物联网技术。笔者更认同广义的工业物联网的概念。

在9月18日的华为全连接大会上,华为发布了华为电力物联网方案的架构(如下图),这便是工业物联网应用的典型案例。从这张架构图中可以看到工业物联网是一个工业终端的智能感知,控制与信息传输,大数据与云计算和行业应用相融合的综合体。

工业物联网(IIoT)凭什么“上位”?

华为电力物联网方案的架构(来自于华为全连接大会)



工业物联网的市场到底有多大?

相对于消费物联网(CIoT),工业物联网(IIoT)正在以超过大家预期的速度向各个行业渗透。工业机器人技术, 人工智能技术(AI),云与边缘计算技术,物联网,5G和VR/AR等技术正在加速融合到工业物联网的应用当中。

工业物联网的市场空间有多大?以下是几家知名的咨询公司给出的有关工业物联网市场规模的预测:

工业物联网(IIoT)凭什么“上位”?

从图表中可以看出,由于统计口径的不同等原因,几家公司对IIoT市场规模的预测不尽相同,但相同的是绝对市场容量和增长率都是非常巨大的。海量的工业连接的快速增长支撑着这一巨大市场的发展。

根据IoT Analytics今年8月份的数据报告,截止到2020年,全球工厂里面的设备将有50%会通过各种网络技术连接到网络中。到2023年,工业物联网联网终端数量将超过消费物联网的联网终端数量。

工业物联网(IIoT)凭什么“上位”?

未来几年,我国的工业物联网规模也将快速发展,有专家预计到2021年,我国工业物联网市场规模将达到6450亿元,超过900亿美金,这也基本符合咨询公司IoT Analytics的市场预测范围。

目前,制造业、零售业、交通行业以及能源行业对工业物联网非常感兴趣,如我国当前对泛在电力物联网的建设非常重视,这也是华为在全连接大会上发布电力物联网解决方案的原因之一。

在生产制造领域,在今年年初,三一重工与中兴通讯在长沙签署全面战略合作协议,共同推动智能制造产业升级,加速工业物联网的发展。



工业物联网凭什么“上位”?

相对于消费物联网来说,工业物联网的起步要稍晚,那凭什么预测在2023年将赶超消费物联网?我们认为主要有以下几个驱动因素:

 1 

政府的干预

工业物联网的引领者主要是德国,美国,日本和中国。以德国为例,21世纪初,看着美国IT企业在信息领域发展迅速,另外以中国为代表的新兴亚洲国家加入到了全球制造业竞争当中,德国传统制造业危机感倍增。

与此同时,原材料的成本和能源以及人力成本都在增加,消费者对终端产品的要求更加差异化,这让生产企业倍受压力。德国政府和企业都希望能够改变固化的生产思维模式,将新一代的信息化技术手段融入工业体系,打造更加“柔性”和高效的生产线模式。所以,在2013年4月德国正式推出了“工业4.0”概念,并组建了一个由政府、企业、大学以及研究机构共同参与的大项目团队;对美国而言,软件和信息技术发达,但是由于长期“研发在国内,生产在国外”的理念,使得美国的绝大多数的工业生产呈现出落后的局面。

随着美国能源问题的弱化,美国希望工业制造业能够回归,因此需要发展工业物联网技术;而中国作为生产大国,产业链非常完善,但是高端的工业自动化技术和核心的信息技术匮乏,加之人口红利的不断丧失,所以中国政府在2015年正式提出了”中国制造2025”计划,希望籍此打造一个既大又强的工业化生产格局。


 2 

企业和市场的需求

像西门子和GE这样具有垄断性质的大型企业本身对工业物联网并没有太迫切的需求,因为他们有能力和资金实现工业化和信息化的融合,工业物联网只不过是能够进一步提升他们的效率和利润率而已。

在某些国家,真正对工业物联网有需求的是大量的中小型企业,这些企业绝大多数缺少相应的技术积累和资金实现本身的工业化与信息化的融合,所以迫切的需要工业物联网技术以提高效率和利润,提升自己的竞争力。

而这些中小型企业是那些大型企业的客户或产业链里的组成部分,这些企业的良好发展反过来可以促进那些大型企业的发展。这才是那些大型企业愿意参与国家或政府层面的工业物联网发展平台的真正动机。一个比较典型的例子就是西门子的数字化工厂软件平台Mindsphere的客户就是广大的中小生产企业。

工业物联网(IIoT)凭什么“上位”?
是德科技的支持工业4.0的数字化工厂软件平台PathWave同样适用于一些数字化转型的工业企业,其强大的数据分析能力和预诊断能力能够大大提高工厂的生产效率和产品质量水平。


 3 

相关技术的推动

工业物联网的技术同样分成两大类:工业化技术和信息技术。工业化包括工业机器人技术,增材制造技术(3D打印)和传感器技术等;信息技术包括蜂窝/数字通信技术,大数据与云计算技术和数据链技术等。这些技术的发展和相互融合,推动工业物联网以超出人们预期的速度发展。

日本是工业大国,自动化程度非常高,一开始对工业物联网技术并不太感冒,认为这只不过是工业自动化的一次升级,然而工业物联网应用的发展已经远远超出工业自动化升级的范围,日本认识到由工业物联网引导的新的工业革命正在到来,所以在2015年,组织成立“工业价值链倡议”,在工业物联网领域奋起直追。可见,相关技术对工业物联网的驱动已经超出了行业的预期。

物联网通信技术早已经应用到工业领域的各个方面,如工业网关用到的WiFi技术,LTE技术, 智能水表用到的LoRa,NB-IoT技术等,电网或矿山目前使用的230M 4G LTE专网等等。这些技术从某种程度上促进了工业物联网的发展,但是在精密的闭环工业控制中对通信实时性和稳定性的要求一直得不到有效的解决。而高速率,低时延(<1ms)和海量容量的5G通信技术的商用,把工业物联网的发展速度提升到了一个全新的水平。

5G工业联盟(5G ACIA-5G Alliance for Connected Industries and Automation )在几家大公司的倡议下于2018年初成立。在我国,5G在电力,航空,高端器械制造,自动驾驶等工业领域的研究开发受到政府和相关企业的高度重视。是德科技(Keysight)也是5G工业联盟的成员之一,为5G工业物联网测试提供测试解决方案。点击文末按钮可以下载白皮书了解是德科技的5G测试方案或物联网测试方案。)

工业物联网(IIoT)凭什么“上位”?

部分5G ACIA成员(数据来源:www.5g-ACIA.org)

华为也是5G工业联盟的成员,前面提到的华为的电力物联网解决方案就是基于5G无线数据传输的物联网技术。新的工业物联网终端或实体,如电机,机器人等,见下图。(来源于5G工业联盟白皮书

工业物联网(IIoT)凭什么“上位”?

不同于传统的物联网终端,有些终端处在严苛的环境中或复杂的应用环境中,对测试提出了新的挑战。5G 工业联盟正在致力于相关的测试标准的研究和制定。作为全球5G测试的领导者,无疑是德科技(Keysight)会参与其中。

可见,政府干预,企业需求以及技术驱动是拉动工业物联网快速发展的三驾马车。相对于消费物联网,具有后来居上的气势。


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