5G+工业互联网通信冗余可靠性研究
5G通信数据传输的可靠性研究
5G通信数据传输的可靠性研究摘要：随着5G通信技术的发展，数据传输的可靠性成为了一个重要的研究课题。
本文通过对5G通信技术中的数据传输机制进行分析和探讨，结合当前研究的最新进展，对5G通信数据传输的可靠性进行了深入研究和分析，并提出了相应的解决方案和建议，以期为5G通信技术的发展和应用提供有力的支持。
关键词：5G通信技术；数据传输；可靠性；解决方案引言：随着5G通信技术的不断发展和普及，数据传输的可靠性成为了一个备受关注的问题。
由于5G通信技术具有高带宽、低时延等特点，在数据传输过程中往往需要处理大量的数据流，并且对数据的实时性和准确性有更高的要求。
因此，如何保证5G通信数据传输的可靠性成为了一个重要的研究课题。
本文将从5G通信技术的数据传输机制入手，对其可靠性进行深入研究和分析，并提出相应的解决方案和建议，以期为5G通信技术的发展和应用提供有力的支持。
一、5G通信技术中的数据传输机制分类在数据流式传输中，数据被划分为多个数据包进行传输，每个数据包都包含了一定的数据量。
而在消息式传输中，数据则是以消息为单位进行传输的。
无论是哪种传输方式，数据传输的可靠性都是至关重要的。
5G通信技术中的数据传输机制主要分为两类：1.数据流式传输数据流式传输是指将大量数据划分为多个数据包进行传输的方式。
每个数据包都包含了一定的数据量，这些数据包按照一定的顺序进行发送和接收。
在5G 通信中，数据流式传输通常用于需要传输大量数据的场景，如高清视频、图像传输等。
数据流式传输的优点是可以快速传输大量数据，同时还可以按需求进行分段传输，降低网络拥塞的风险。
但是，由于数据被划分为多个数据包进行传输，因此每个数据包都需要经过独立的确认和校验，而这些过程会消耗一定的时间和带宽资源，从而影响数据传输的效率。
2.消息式传输消息式传输是指将数据以消息为单位进行传输的方式。
在5G通信中，消息式传输通常用于需要传输少量数据或者对数据传输的实时性有较高要求的场景，如控制指令、传感器数据等。
新一代通信网络可靠性与冗余设计研究
新一代通信网络可靠性与冗余设计研究在当今信息化快速发展的时代，通信网络已成为现代社会的核心基础设施。
为了保证通信网络的可靠性和稳定性，人们对新一代通信网络的可靠性与冗余设计进行了广泛研究。
本文将从可靠性与冗余设计的原理、方法和应用等方面进行探讨。
首先，通信网络的可靠性是指网络在给定条件下持续正常工作的能力。
可靠性设计是通过采用多种技术手段，提高网络的工作稳定性和可靠性，确保网络的连通性和数据传输的正常进行。
其中，冗余设计是提高通信网络可靠性的重要手段之一。
冗余设计通过增加冗余设备、路径和机制等，在主设备出现故障时，能够实现自动切换，并保持网络的正常运行。
其次，通信网络的冗余设计包括硬件冗余和软件冗余两个方面。
硬件冗余设计主要采用备份设备和冗余路径的方式，实现在主设备故障时，备用设备能够立即接管工作，保证服务的连续性。
而软件冗余设计则通过增加冗余节点和冗余协议等方式，提高网络的容错性和可靠性。
在新一代通信网络的可靠性与冗余设计中，有几种常见的方法和技术被广泛应用。
首先是冗余路径技术。
通过增加备用路径，一旦主路径发生故障，数据可以通过备用路径传输，确保数据的连通性。
此外，还有冗余设备技术。
通过在关键节点上增加备用设备，一旦主设备发生故障，备用设备能够自动接管工作，保证服务的连续性。
另外，冗余协议技术也被广泛应用。
通过采用冗余协议，网络可以自动实现路径切换和设备切换，提高网络的可靠性和稳定性。
除了以上方法和技术，新一代通信网络的可靠性与冗余设计还面临着一些挑战。
首先是网络规模的增长。
随着通信网络规模的不断扩大，可靠性设计的复杂性也随之增加。
因此，如何在大规模网络中实现高可靠性的设计，是一个亟待解决的问题。
其次是网络安全性的考虑。
网络的可靠性与冗余设计不仅要考虑设备和路径的冗余，还需要考虑网络的安全性，保护网络免受恶意攻击和病毒威胁。
为了应对这些挑战，研究者们提出了一些解决方案。
首先是设计高可靠性的网络拓扑结构。
工业通信中的通信系统容错与冗余设计
工业通信中的通信系统容错与冗余设计工业通信是指在工业自动化领域中，通过通信技术实现各类设备和系统之间的信息传输和交互。
在工业通信中，通信系统的可靠性和稳定性至关重要，因为一旦通信中断或错误，可能会导致生产线停工、设备故障等严重后果。
为了提高通信系统的容错能力和可用性，冗余设计成为一种常见的解决方案。
本文将探讨工业通信中的通信系统容错与冗余设计。
一、容错设计的意义及应用领域容错设计是指在通信系统中采用一系列机制来检测、纠正和恢复错误，以确保数据的完整性和可靠性。
容错设计的主要目的是防止错误发生，并在错误发生时进行自动修复，保证通信通畅。
容错设计广泛应用于工业控制系统、监控系统、电力系统、交通系统等领域。
二、通信系统容错设计的技术手段1. 基于冗余备份的容错设计基于冗余备份的容错设计是一种常见且有效的容错技术。
它通过在通信系统中添加备份设备或路径，实现数据的冗余存储和传输。
当主设备或路径发生故障时，备份设备或路径会自动接管工作，确保通信的连续性和可用性。
2. 错误检测与纠正技术错误检测与纠正技术是容错设计中的关键环节。
通过在通信数据中添加冗余信息或检验码，可以检测出数据传输过程中的错误，并采取相应的纠正措施。
常见的错误检测与纠正技术包括奇偶校验、循环冗余检验（CRC）、海明码等。
3. 心跳监测与故障切换技术心跳监测与故障切换技术是一种实时监测通信设备状态和故障检测的手段。
通常通过在通信设备之间周期性发送心跳信号，检测设备的运行状态。
当发现设备故障时，系统会自动进行故障切换，将通信任务转移到备用设备上，以保证通信的连续性和可用性。
三、通信系统容错设计的实例1. 工业控制系统中的冗余设计在工业控制系统中，冗余设计是确保控制系统稳定运行的重要手段。
例如，在PLC（可编程逻辑控制器）系统中常采用主备式冗余（Hot Standby）模式，即备份PLC在主PLC发生故障时自动接管控制任务，确保生产线的连续运行。
5G通信网络可靠性研究
5G通信网络可靠性研究作为一项新兴技术，5G通信网络在近年来备受关注。
然而，由于其高速和高密度的特点，5G通信网络的可靠性问题一直备受关注。
本文将探讨5G通信网络的可靠性研究。
一、5G通信网络的可靠性问题5G通信网络作为下一代通信网络，与现有4G网络相比，不仅具有更高的速度和更低的延迟，而且还支持更多的终端设备。
然而，由于5G网络更加复杂和高密度，使其在可靠性方面面临许多挑战。
首先，5G网络的高速通信可能导致信道干扰和多径信道等问题。
此外，5G网络的高密度可能会导致网络拥塞和信道干扰等问题。
这些问题可能会导致数据传输失败，从而影响网络的可靠性。
其次，5G网络的大规模部署也可能导致网络的可靠性问题。
由于5G网络需要极高的网络资源，如基站和天线等，这可能导致网络的成本和维护成本增加，从而影响其可靠性。
最后，由于5G网络是由多个不同技术的网络组成，如Wi-Fi和卫星通信等，这可能导致网络间的互操作性问题。
此外，网络中的设备和应用程序也可能不同，使得网络的管理和维护更加复杂。
这些问题也可能会影响5G网络的可靠性。
二、5G通信网络的可靠性研究方法为了研究5G通信网络的可靠性问题，研究人员采取了多种不同的方法，包括仿真实验、理论分析和现场测试等。
其中，仿真实验是一种常见的研究方法。
通过将网络模型导入计算机程序中，并对网络参数进行设置和调整，可以模拟网络在不同条件下的运行情况。
此外，通过对大规模仿真实验进行分析，可以评估网络的可靠性，并提出改进措施。
理论分析也是一种常见的研究方法。
通过对网络架构和参数进行理论建模和分析，可以评估网络的可靠性。
此外，通过对理论模型进行优化和改进，可以提高网络的可靠性。
现场测试是一种直接评估网络可靠性的方法。
通过在现场对网络进行实际测试和观察，可以评估网络在真实环境下的可靠性表现。
此外，现场测试还可以为网络的优化和改进提供直接的反馈。
三、5G通信网络的可靠性改进措施为了提高5G通信网络的可靠性，研究人员提出了一系列的改进措施。
提高5G通信数据传输可靠性的分析研究
提高5G通信数据传输可靠性的分析研究摘要：新时代的快速发展，离不开先进的技术支持，尤其是通信技术的升级与发展，是社会迈向现代化、信息化与数字化的重要保障。
5G技术的概念提出与实践应用，已经有了相当长的一段时间，但是在全覆盖上，在体验感上，还有一定的提升空间。
这是由于，我国广袤的国土面积，以及不同的区域环境，和对通信基础建设投入的差异性所造成的。
基于此，为了最大化的发挥出5G技术的通信价值，经济价值，就需要从多个方面来保障5G通信数据传输的可靠性，针对5G技术特点以及使用环境，来强化建设投入与管理提升，切实保障5G通信数据传输的可靠性。
关键词：5G通信；数据传输可靠性；提高策略前言：先进的信息化技术，是建立在良好的通信能力基础之上的。
这也是5G技术得以迅速发展与广泛应用的根本原因所在，5G时代的到来，对社会生产生活的助力作用，促进作用是显而易见的。
为了更充分的发挥出5G通信技术优势，首先就需要从数据传输可靠性来上不断着手提升。
本文就5G通信技术的应用特点，以及数据传输中存在的不足进行分析，并就提升5G通信数据传输可靠性的有效策略进行简单阐述，以供参考。
1 5G通信技术的应用特点5G从概念提出，到落地实施与应用，相信已经不再陌生，并且随着通信技术的不断提升，通信基础设施的广泛覆盖，5G通信技术在各个领域中的应用越来越广泛，之所以5G通信相较于过往的4G通信和3G通信相比能力更强，信号更敏锐，覆盖范围更广。
根本原因在于，5G通信在网络技术架构上而局更复杂，除了无线接入之外，还表现出了智能化控制的先进性，以及实际的运行过程中，5G通信具有数据传输更快、更稳定的特点，在原本云技术的基础之上，有了更显著的提升，其无线制式接入能力，更是传统通信技术所不能比拟的。
当前，5G通信的覆盖范围越来越广泛，特别是在一些大型城市中，已经实现了广泛的覆盖与应用。
但从整体来看，基于我国地域面积特点，以及不同地域在通信基础设施上的投入程度，管理模式的差异性。
使用冗余系统增强网络可靠性的效果(六)
冗余系统是一种通过增加冗余元件来提升系统可靠性的工程方法。
在网络领域，冗余系统同样能够发挥作用，通过增加冗余网络设备和链路，提高网络的可靠性和稳定性。
本文将探讨使用冗余系统增强网络可靠性的效果，并分析其中的优势和局限性。
冗余系统在网络中的应用主要包括两个方面：冗余设备和冗余链路。
首先，冗余设备指的是在网络中增加备用设备来代替主设备，以防止单点故障。
在传统网络中，通常会使用一个交换机作为主设备，一旦该交换机损坏，整个网络将会出现故障。
而使用冗余设备的情况下，当主设备故障时，备用设备会自动接管工作，使得网络可以继续正常运行。
这种冗余系统的设计能够大大提高网络的可用性和可靠性，减少故障对用户造成的影响。
其次，冗余链路是指在网络中增加备用链路来代替主链路，以防止链路故障对网络造成的中断。
通常在关键数据传输的环节，如数据中心、服务器之间的连接等，会设置冗余链路来确保数据的稳定传输。
当主链路发生故障时，备用链路会立即启动，保证数据的持续流动。
通过这种方式，冗余系统能够提高网络的可用性和冗余度，从而增强网络的可靠性。
使用冗余系统增强网络可靠性的效果主要体现在以下几个方面。
首先，冗余系统将故障点分散到多个冗余元件上，从而降低了单个元件故障对整个系统的影响。
通过增加备用设备和链路，冗余系统能够在主要元件或链路故障时，快速切换至备用设备或链路，减少故障对网络的影响。
这种冗余设计提高了网络的可用性和稳定性，大大提升了用户的体验和满意度。
其次，冗余系统可以提供快速恢复的能力，在故障发生后能够迅速将备用设备或链路接管工作，并保持网络的正常运行。
这种快速恢复的能力对于关键业务和高可靠性应用至关重要。
冗余系统可以通过自动切换和故障检测技术，实现在几秒钟甚至更短的时间内完成故障恢复，从而最大程度地减少了故障对网络的影响。
另外，冗余系统还能够提供负载均衡的功能，在网络负载较大时，通过将负载分散到备用设备和链路上，提高网络的负载能力和承载能力。
5G技术在工业互联网中的应用研究
5G技术在工业互联网中的应用研究随着5G技术的广泛应用，人们开始探索其在各个行业中的应用，尤其是在工业互联网领域。
5G技术采用了低延迟、高带宽和高可靠性的通信模式，为工业互联网提供了更加优越的通信环境和更加高效的数据传输方式。
本文将针对5G技术在工业互联网中的应用进行探究和研究。
一、5G技术在工业生产中的应用在工业生产领域中，5G技术的应用主要分为两个方面：一是提高生产效率，二是提升产品质量。
1. 提高生产效率通过使用5G技术，工业企业可以实现实时监测生产环节和设备状态，从而能及时进行调整和优化。
同时，5G技术的低时延和高带宽特性，可以保证实时数据的传输和处理，使得企业能够更快地响应生产线上的问题。
在生产节拍快、生产任务复杂的制造业中，5G技术可以极大地提高工作效率和生产效率，为企业创造更多的经济价值。
2. 提升产品质量在工业生产中，5G技术可以实现对产品的监测和控制。
例如：在生产过程中，通过5G技术可以对产品进行实时的质量检测，对于检测到的缺陷和问题，可以及时进行处理和修复，并根据检测结果进行调整和改进，从而提高产品的质量。
二、5G技术在智能制造中的应用智能制造是当前工业互联网领域的一个重要领域，而5G技术则有望成为智能制造的重要支撑技术。
5G技术的低时延和高可靠性，可以实现设备之间的快速通信和数据传输，可以支持工业机器人、自动化设备等智能制造设备的实时通信和协作，从而提高生产效率和产品质量。
同时，5G技术还可以为智能制造提供更加开放和安全的通信环境。
当前，工业互联网领域中存在大量的智能制造设备和组件，需要实现互联互通。
通过5G技术，企业可以搭建更加稳定和安全的通信网络，实现设备之间的互联，从而提高智能化制造的效率和质量。
三、5G技术在物联网中的应用5G技术的广泛应用不仅限于工业互联网领域，它还可以为物联网提供更加强大的通信能力和数据传输方式。
物联网需要实现设备之间的互联和互通，同时需要可靠和安全的通信环境。
工业通信网络的可靠性与容错性设计
工业通信网络的可靠性与容错性设计工业通信网络是现代工业领域中不可或缺的关键基础设施，它承载着各种设备之间的数据交互和控制命令传输。
为了保证工业通信网络的稳定运行和安全性，可靠性与容错性的设计显得尤为重要。
本文将探讨工业通信网络的可靠性与容错性设计，并提供一些有效的解决方案。
一、实时性和可靠性的平衡在工业通信网络中，实时性和可靠性是两个核心指标。
实时性要求数据能够及时传输和处理，而可靠性则要求数据传输过程中不丢失、不错误。
在设计过程中，需要平衡这两个指标，充分考虑实时性需求的同时，采取相应的冗余机制来提高可靠性，例如使用冗余路由、冗余传输链路等。
二、冗余设计冗余设计是提高工业通信网络可靠性的有效手段之一。
可以通过引入冗余设备、冗余链路、冗余路由等方式来实现冗余。
例如，采用主备机制，在主设备故障时自动切换至备用设备，确保通信的连续性。
此外，使用冗余链路可以在一个链路故障时，自动切换到备用链路，提供网络的可用性。
三、故障检测和诊断故障检测和诊断是及时发现和排除故障的关键环节。
在工业通信网络中，可以通过实时监测网络状态、设备运行状态及链路质量等来判断是否存在故障。
一旦发现故障，需要立即采取相应的措施进行诊断和修复，以保证网络的可靠性和稳定性。
四、网络拓扑优化网络拓扑优化是提高工业通信网络可靠性和容错性的重要方法之一。
通过优化网络拓扑结构，可以减少单点故障的发生和影响范围。
例如，采用多级网络架构可以将网络故障范围限制在一个局部区域内，降低对整个网络的影响。
五、安全策略与防护工业通信网络的可靠性与容错性设计还需要考虑网络的安全性。
工业通信网络中存在着各种潜在的安全威胁，例如网络攻击、数据泄露等。
因此，需要采取相应的安全策略和防护措施，例如访问控制、加密传输、入侵检测与防护等，以保障网络的安全运行。
六、备份与恢复机制备份与恢复机制是工业通信网络可靠性设计中不可缺少的一环。
通过定期备份数据、配置文件等重要信息，并建立完善的恢复机制，可以在系统故障或数据丢失时快速恢复服务，并减少因故障而造成的影响和损失。
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5G+工业互联网通信冗余可靠性研究5G 是一种针对工业通信场景进行了专门优化设计的新兴移动通信技术，应用了一系列创新性技术，提升移动通信的低时延高可靠性能，以适应工业通信场景更高的网络要求。
但在5G技术发展的不同阶段以及不同工业通信应用场景，网络冗余仍然是提高网络连接可靠性的普遍解决方案。
为了满足5G在工业互联网中的应用，提出双路5G冗余主从网络、双路5G冗余并行网络、5G+工业以太网冗余主从网络和5G+工业以太网冗余并行网络4种网络冗余方案，并对其性能和可靠性进行分析，为5G 在工业通信环境实际部署提供参考。
根据生产实际，充分考虑5G 和现有工业以太网的相对优势，选择最优的5G+工业以太网融合高可靠网络部署方案。
01、导论工业通信网络已经历经了三代变革，从现场总线，发展到工业有线以太网，再到现在的工业无线网络。
中国制造2025和工业4.0也明确规划了工业生产系统向数字化转型的方向。
数字化转型要求人、产品和机器更加紧密的连接在一起，以实现整个垂直产业链的互联互通，这个概念被称为工业互联网［。
移动通信技术具备高移动性和广覆盖范围的优势，具有极大潜力应用到工业生产系统中。
由3GPP主导的第5代移动通信技术（5G）［2］不仅能够提供更大的传输带宽，将理论峰值数据速率提升到3 Gbit/s（下行）和1.5Gbit/s（上行），甚至更高，同时针对工业通信场景和物联网场景进行了优化设计，提升通信系统时延、可靠性等性能，以支持更为先进的工业自动化转型升级，包括制造自动化和流程自动化。
然而，鉴于工业通信网络直接服务于工业生产，其对覆盖范围、连接能力、可靠性、能耗均有更高性能要求。
同时，随着工业自动化程度的提升，更多的工业通信场景是时间敏感型网络（Time Sensitive Network，TSN）［4］，在传输关键性工业控制信号时，要求能做到实时传输，实时响应。
虽然3GPP及5G设备制造商提出了一系列新技术来提升5G通信的低时延高可靠传输。
但针对不同的工业应用场景及5G技术发展阶段，厂商应充分利用已有工业有线和无线的相对优势，将多种技术相结合，来满足工业通信网络更高的低时延高可靠传输要求。
融合多种技术在4G时代已有所应用，未来更会成为一种趋势［5］。
本文旨在提出几种基于5G技术的工业通信网络冗余方案设计，并进行相应的可靠性分析。
02、工业通信网及5G发展现状2.1 工业互联网网络AII发布的《工业互联网网络连接白皮书》指出，当前的工厂工业网络往往分为生产运营技术（OT）和经济信息技术（IT）网络，二者通过网关实现互联和安全隔离。
工业互联网要求打破信息孤岛，将原来分散部署在各服务器的业务系统，如工业控制系统，集中部署到工厂内的数据中心。
从而形成新的核心网络+分布式网络的架构（如图1所示）。
其中，原有的嵌入式工业控制系统应与经济流程垂直互连，并与其他分布式业务网络平行并结合。
这要求网络架构具有灵活性和可靠性。
同时，工业物联网设备将在原有的工业控制系统的基础上大量增加，从100到1000甚至到10000。
因此，这对网络连接的连接能力提出了更高的要求。
2.2 工业有线以太网与TSN工业有线以太网是基于IEEE802.1以太网标准发展而来。
工业有线以太网的应用层是成熟的现场总线协议，而以下的物理层、数据链路层等则遵循IEEE802.1 以太网标准，支持基于IP 的TCP 协议或UDP协议进行数据传输。
为了满足工业通信网络对实时性的要求，IEEE 从2006 年起陆续发布了时间敏感型网络（TSN）标准（IEEE802.1AS）。
TSN工作组制定了关于时序、同步、服务质量（QoS）、转发和排队机制以及可靠性的标准，以实现工业作业现场的实时通信。
2.3 5G移动通信5G 移动通信在延续上一代移动通信网络的增强移动宽带（eMBB）特性的基础上，新增两大全新特性：大规模机器类型通信（mMTC）和超可靠的低延迟通信（URLLC）［3］。
国际电信联盟指出，5G的目标性能指标包括高达几Gbit/s 的数据速率，每平方公里一百万个节点的广域覆盖和深度的室内穿透，端到端时延接近1 ms 以及99.999% 的数据包传输可靠性。
随着5G技术和产品的不断成熟，能够满足上述目标性能，为工业和制造业的广泛应用提供低时延高可靠连接。
3GPP 在已发布的5G Release 15 和Release 16 版本中，提出了一系列的创新技术，来实现5G与TSN 网络的融合，服务垂直行业，让工业生产更柔性化。
首先，专门为特定工厂设计的5G专网正在逐步应用于工业企业。
5G 基站、接入网甚至将5G 核心网下沉到用户本地，为工业企业提供更为专注的传输网络，在时延和可靠性上均有所保障。
其次，多点协作传输（CoMP）技术在5G RAN 中进一步深化，可协调多个5G 传输点为一个终端传输数据或联合接收一个终端的数据。
CoMP 的技术实质是空间分集，充分利用相邻小区的传输点为同一终端提供通信服务。
CoMP可以有效提高5G 的传输能力和提升5G 传输的可靠性。
为了发挥5G专网的最大效益，业内正在研究将2.4GHz、5 GHz 和6 GHz 的未授权频谱也纳入到5G 网络中来，即5G NRU［10］。
5G NRU将运营商的NR授权频谱作为锚点来“聚合”非授权频段，以利用未授权频谱资源增强5G专网网络容量和性能。
03、5G与工业以太网融合及网络冗余应用5G 专网技术、CoMP 空间分集技术和5GNRU 等先进技术，可以适应不同工业通信应用场景，有效地提高5G传输能力以及5G通信的可靠性，实现5G与工业以太网的融合。
CoMP空间分集技术的应用使得终端设备与核心网络建立起双路或多路5G连接。
同时，基于IEEE802.1 标准发展而来的工业有线以太网已经过多年演化，其TSN 网络标准已经能较好地支持工业实时通信。
因此，当技术提供方引入以5G为基础的工业通信网络时，应充分利用5G无线网络和有线网络的相对优势，形成优势互补，打造一张先进的工业通信网络。
本文提出几种以5G 通信为基础的冗余网络连接方案，并进行可靠性分析。
网络冗余技术指的是对网络通信链路进行备份以确保网络的可靠性，当通信链路出现故障而不能正常工作时，备用链路代替主用链路继续完成相同的功能，从而减少损失。
网络连接的冗余技术是提高工业通信网络可靠性的普遍解决方案之一。
3.1 双路5G冗余主从网络连接5G网络中的CoMP空间分集技术和网络功能虚拟化功能使得终端设备能够与核心网络建立起双路甚至多路5G网络连接［13］。
双路5G 网络连接可以分别接入不同小区或者不同频率的5G 无线网络，双路5G 链路相互隔离，各自进行数据传输。
整体网络连接场景如图2所示。
同一个5G终端设备接入不同的5G RAN基站，传输信号最终在核心网汇聚。
安装于边缘控制侧的无线网关设备可以根据算法定义主连接网络和从连接网络［14］。
主连接网络在2个节点之间传输数据帧的同时，可以自发地传输诊断帧。
接收节点按照诊断算法对诊断帧的接收情况进行解析。
当主连接网络发生网络阻塞或数据信号丢失等情况时，诊断算法判定Fault，无线网关设备可以动态切换到从连接网络。
但是，网络切换常常需要一定的处理时间。
这种方案充分利用了5G的新技术特性。
双路5G网络连接仅需通过软件实现，无需额外的物理硬件成本，在经济性上有一定优势。
然而，因为双路5G 网络连接仅通过软件隔离，无线信号发射和接收等物理设备的故障仍可能造成工业通信网络的失效。
3.2 双路5G冗余并行网络连接与3.1 中描述的相同，5G 网络中的网络虚拟化功能建立起双路相互隔离的5G网络连接。
采用双路5G冗余并行网络连接方案时，2路5G 链路同时同步在2个节点间传输数据帧。
为了能够区分2路5G链路，数据帧在发送前可以添加相同的序列号和不同的标识［14］。
接收节点根据忽略算法对接收到的数据帧的序列号和标识进行分析，优先接收到的具有相同序列号的数据帧会被转发到上一层，而后接收到的数据帧会被忽略。
该方案无需增加物理接入设备，仅通过软件实现双路连接，节省了硬件成本。
尽管双路5G冗余网络连接仍受制于物理设备的故障，双路5G冗余并行网络连接能够在一路5G 网络连接发生故障后实现无时延切换。
但是，并行网络连接使每1组数据报文需经过2次传输，这意味着双倍的网络流量在5G RAN中传输。
双倍的网络流量对带宽的需求有所提升，在传输成本上有所增加。
因此，并行冗余方案并不适合视频等大带宽业务传输的可靠性保障，更适合传输工业控制信号等工业通信场景。
3.3 5G+工业以太网冗余主从网络连接5G+工业以太网方案将5G 网络连接与现有的工业以太网连接有机结合，充分利用2种技术的比较优势，提高了网络连接的可靠性。
5G的低时延高可靠特性能够完全满足工业控制的时间关键数据的传输需要，并且具有高移动性和灵活性。
工业以太网的有线连接受到生产现场复杂环境影响相对较小，但生产设备必须固定或部署长线缆，缺乏灵活性。
工厂可以根据实际需要选择5G 无线网络或者工业有线以太网作为主连接网络，另一路网络作为备用连接网络。
对原有具备工业以太网通信能力的设备进行改造时，通常选用5G网络作为备用连接网络，以最大程度避免对实际生产产生干扰。
在部署新的大型工业设备时，5G网络通常被推荐作为主连接网络。
目前，一些厂商生产的大型工业设备已经直接集成了5G接入能力，可以利用5G无线通信优势，进行应用扩展部署。
工业控制终端通过交换机与无线网关设备和工业以太网网关设备相连接。
5G 网络发生网络阻塞或数据丢失等情况时，交换机可以动态切换到工业以太网进行数据传输，从而保证可靠性。
其冗余连接的场景如图3所示，终端设备同时具备接入5G RAN和工业以太网通信的能力，工业以太网和5G 核心网互通，并通过核心网与工业企业服务器交互。
3.4 5G+工业以太网冗余并行网络连接同样，5G+工业以太网冗余并行网络连接实现了2个节点间采用5G 通信和工业以太网并行传输数据帧的高可靠网络连接场景。
此类冗余连接方式可以降低单一网络连接对工业控制数据传输效率影响，并在故障发生后实现无时延切换。
然而，不可忽略的是2种完全不同的网络连接技术在时延和传输速率上存在差异，这可能会导致接收节点接收到的数据帧产生混淆。
IEC SC65委员会制定的IEC 62439标准提出了并行冗余协议（PRP），设计了并行冗余网络的机制和算法。
根据PRP协议的设计，接收节点侧常常需要配置汇聚网关对数据帧进行筛选和忽略，该汇聚网关需要具备较强算力和处理速率，以保证数据的高效分发。
另外，与双路5G 冗余并行网络连接场景相似，并行场景意味着双倍的网络流量，传输成本将有所增加，同时汇聚网关处理压力将会加大［16］。