CN212696013U - 一种集成Wi-Fi6功能的5G网关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种集成Wi‑Fi6功能的5G网关，包括ARM处理器、5G通信模块、5G天线、Wi‑Fi6通信模块、Wi‑Fi6天线以及6路千兆网接口，5G通信模块、Wi‑Fi6通信模块以及6路千兆网接口均分别与ARM处理器通信连接，5G通信模块还与5G天线电连接，Wi‑Fi6通信模块还与Wi‑Fi6天线电连接。本实用新型的5G网关使用5G进行通信，网关通信速率高、通信数据时延小，解决了传统网关网关通信速率低、通信数据时延大的问题；Wi‑Fi6通信模块和6路千兆网接口可打造接入互联网的局域网，允许多用户同时接入，解决了传统网关不支持多用户接入的问题。

Description

一种集成Wi-Fi6功能的5G网关

技术领域

本实用新型涉及5G网关技术领域，尤其涉及一种集成Wi-Fi6功能的5G网关。

背景技术

5G网络的峰值速度比现有4G高出20倍，5G网络采用新的编码技术、超密集组网、高带宽、高速率、低时延，5G应用将深刻地影响娱乐、制造、汽车、能源、医疗、交通、教育、养老等各个行业。但是5G的穿墙能力弱，有流量资费等问题。Wi-Fi6是Wi-Fi标准的名称，将允许与多达8个设备通信，最高速率可达9.6Gbps。但WiFi6技术的核心并不单纯提升单个设备的峰值速率，而是更关注密集用户使用场景下的多用户高速率并发传输和平均吞吐率，Wi-Fi6穿墙能力强于5G且局域网内无流量资费产生。

而现有网关仍以4G为主要无线通讯手段，支持1路或2路网口、4G通信模块、Wi-Fi2.4GHz频段或无Wi-Fi，通讯速率低、不支持多用户接入、受限网络本身通信延时大。

实用新型内容

有鉴于此本实用新型提出了一种集成Wi-Fi6功能的5G网关，以解决传统网关通讯速率低、不支持多用户接入、受限网络本身通信延时大的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种集成Wi-Fi6功能的5G网关，包括ARM处理器、5G通信模块、5G天线、Wi-Fi6通信模块、Wi-Fi6天线以及6路千兆网接口；

5G通信模块、Wi-Fi6通信模块以及6路千兆网接口均分别与ARM处理器通信连接，5G通信模块还与5G天线电连接，Wi-Fi6通信模块还与Wi-Fi6天线电连接。

可选的，所述5G网关还包括硬盘接口及2路千兆光纤接口，硬盘接口及2路千兆光纤接口均分别与ARM处理器通信连接。

可选的，ARM处理器为LS1046A芯片，5G通信模块的型号为RG500Q，Wi-Fi6通信模块的型号为FG50V。

可选的，6路千兆网接口中的至少一路包括AR8031芯片、AR8031芯片的外围电路、RJ45芯片HR862138H及HR862138H的外围电路；

AR8031芯片的SIP引脚、SIN引脚、SOP引脚、SON引脚、MDC引脚、MDIO引脚分别与ARM处理器通信连接，AR8031芯片的TRXPO引脚、TRXNO引脚、TRXP1引脚、TRXN1引脚、TRXP2引脚、TRXN2引脚、TRXP3引脚、TRXN3引脚分别与HR862138H的TRD1+引脚、TRD1-引脚、TRD2+引脚、TRD2-引脚、TRD3+引脚、TRD3-引脚、TRD4+引脚、TRD4-引脚一一对应连接；

AR8031芯片的LED_LINK10_100引脚、LED_LINK1000引脚、LED_ACT引脚分别与HR862138H的LED_G-Y+L引脚、LED_G+Y-L引脚、LED_G-Y+R引脚一一对应连接。

可选的，AR8031芯片的外围电路包括电容C1274～C1276，电容C1275串联接入AR8031芯片的SIP引脚与ARM处理器之间，电容C1276串联接入AR8031芯片的SIN引脚与ARM处理器之间，电容C1273串联接入AR8031芯片的SOP引脚与ARM处理器之间，电容C1274串联接入AR8031芯片的SON引脚与ARM处理器之间。

可选的，AR8031芯片的外围电路包括供电源EC3_VDDIO_REG以及电阻R86；

供电源EC3_VDDIO_REG经电阻R86连接AR8031芯片的RX_DV引脚，AR8031芯片的RX_D2引脚、RX_CLK引脚、RXD3引脚均接地。

可选的，AR8031芯片的外围电路还包括电阻R73、电阻R58及电阻R986；

电阻R73串联接入AR8031芯片的RX_D2引脚与地之间，电阻R58串联接入AR8031芯片的RX_CLK引脚与地之间，电阻R986串联接入AR8031芯片的RXD3引脚与地之间。

本实用新型的集成Wi-Fi6功能的5G网关相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本实用新型的5G网关使用5G进行通信，网关通信速率高、通信数据时延小，解决了传统网关网关通信速率低、通信数据时延大的问题；Wi-Fi6通信模块用于将5G转为Wi-Fi热点信号，6路千兆网接口可接入多路高清视频数据或其他网口接口设备，从而可打造接入互联网的局域网，允许多用户同时接入，解决了传统网关不支持多用户接入的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的集成Wi-Fi6功能的5G网关的结构框图；

图2为本实用新型的AR8031芯片及其外围电路的部分电路图；

图3为本实用新型的HR862138H及其外围电路的电路图；

图4为本实用新型的AR8031芯片的外围电路的另一部分电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例的集成Wi-Fi6功能的5G网关包括ARM处理器、5G通信模块、5G天线、Wi-Fi6通信模块、Wi-Fi6天线以及6路千兆网接口。5G通信模块、Wi-Fi6通信模块以及6路千兆网接口均分别与ARM处理器通信连接，5G通信模块还与5G天线电连接，Wi-Fi6通信模块还与Wi-Fi6天线电连接。其中，本实施例优选5G通信模块的型号为RG500Q，Wi-Fi6通信模块的型号为FG50V。RG500Q是一款专为IoT/M2M应用设计的5GSub6GHz模块，采用3GPPRelease15技术，同时支持5GNSA和SA模式，内置多星座高精度定位GNSS(GPS/GLONASS/BeiDou/Galileo/QZSS)接收机，在简化产品设计的同时，还大大提升了定位速度和精度。RG500Q内置丰富的网络协议，集成多个工业标准接口，并支持多种驱动和软件功能(如Windows7/8/8.1/10、Linux、Android等操作系统下的USB驱动等)。FG50V为高性能、低成本的Wi-Fi6&BT5.1模块，支持2×2MU-MIMO，最高数据传输速率可达1774.5Mbps，其超紧凑的封装尺寸19.5mm×21.5mm×2.1mm能最大限度地满足终端产品对小尺寸模块产品的需求，有效减小产品尺寸、优化产品成本。FG50V可与移远5G模块RG500Q搭配使用以建立可接入互联网的局域网。

本实施例中，5G网关采用高性能低功耗的ARM处理器，优选ARM处理器为LS1046A芯片，内存支持4GB，运算性能高且功耗低。外部的数据可通过5G天线接收，再通过5G通信模块进行5G信号处理，本地的数据也可通过5G通信模块进行5G信号处理，再通过5G天线发送，使用5G进行通信的网关通信速率高、通信数据时延小，解决了传统网关网关通信速率低、通信数据时延大的问题。Wi-Fi6通信模块用于将5G转为Wi-Fi热点信号，6路千兆网接口可接入多路高清视频数据或其他网口接口设备，从而可打造接入互联网的局域网，允许多用户同时接入，这样便解决了传统网关不支持多用户接入的问题。

其中，如图1所示，本实施例的5G网关还包括硬盘接口及2路千兆光纤接口，硬盘接口及2路千兆光纤接口均分别与ARM处理器通信连接。硬盘接口用于支持本地缓存或记录批量数据，2路千兆光纤接口用于网关级联。

具体的，如图2和图3所示，6路千兆网接口中的至少一路包括AR8031芯片、AR8031芯片的外围电路、RJ45芯片HR862138H及HR862138H的外围电路。AR8031芯片的SIP引脚、SIN引脚、SOP引脚、SON引脚、MDC引脚、MDIO引脚分别与ARM处理器通信连接，AR8031芯片的TRXPO引脚、TRXNO引脚、TRXP1引脚、TRXN1引脚、TRXP2引脚、TRXN2引脚、TRXP3引脚、TRXN3引脚分别与HR862138H的TRD1+引脚、TRD1-引脚、TRD2+引脚、TRD2-引脚、TRD3+引脚、TRD3-引脚、TRD4+引脚、TRD4-引脚一一对应连接。AR8031芯片的LED_LINK10_100引脚、LED_LINK1000引脚、LED_ACT引脚分别与HR862138H的LED_G-Y+L引脚、LED_G+Y-L引脚、LED_G-Y+R引脚一一对应连接。

其中，如图3所示，AR8031芯片的外围电路包括电容C1274～C1276，电容C1275串联接入AR8031芯片的SIP引脚与ARM处理器之间，电容C1276串联接入AR8031芯片的SIN引脚与ARM处理器之间，电容C1273串联接入AR8031芯片的SOP引脚与ARM处理器之间，电容C1274串联接入AR8031芯片的SON引脚与ARM处理器之间。如图4所示，AR8031芯片的外围电路还包括供电源EC3_VDDIO_REG以及电阻R86，供电源EC3_VDDIO_REG经电阻R86连接AR8031芯片的RX_DV引脚，AR8031芯片的RX_D2引脚、RX_CLK引脚、RXD3引脚均接地。如图4所示，AR8031芯片的外围电路还包括电阻R73、电阻R58及电阻R986，电阻R73串联接入AR8031芯片的RX_D2引脚与地之间，电阻R58串联接入AR8031芯片的RX_CLK引脚与地之间，电阻R986串联接入AR8031芯片的RXD3引脚与地之间。这里仅介绍AR8031芯片的外围电路的部分，其他部分可参考传统电路，HR862138H的外围电路同样可参考传统电路，在此不再赘述。

AR8031芯片为千兆网络芯片，支持RGMII和SGMII两种模式，其LX引脚连接由电感电容构成振荡电路，振荡电路提供AR8031芯片所需的1.1V电压。电容C1274～C1276为去耦电容，用于过滤AR8031芯片的SIP引脚、SIN引脚、SOP引脚、SON引脚与ARM处理器支路之间的直流信号。ARM处理器通过AR8031芯片的MDC引脚和MDIO引脚对AR8031芯片的寄存器进行设置。AR8031芯片的工作模式由RX_DV引脚、RX_D2引脚、RX_CLK引脚、RXD3引脚确定，本实施例中RX_DV引脚接高电平，RX_D2引脚、RX_CLK引脚、RXD3引脚均接低电平，MODE[0001]，AR8031芯片工作于SGMII模式，电阻R86用于限流，电阻R73、电阻R58及电阻R986为下拉电阻，确保AR8031芯片的RX_D2引脚、RX_CLK引脚、RXD3引脚均可靠接地，不受外界干扰信号的影响。RJ45芯片HR862138H从外界接收的模拟信号经TRXPO引脚、TRXNO引脚、TRXP1引脚、TRXN1引脚、TRXP2引脚、TRXN2引脚、TRXP3引脚、TRXN3引脚传递至PHY芯片AR8031实现数据的接收，再发送给ARM处理器的通信接口，同样从ARM处理器的通信接口发送的数据经PHY芯片AR8031转换为模拟信号后送给RJ45接口。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种集成Wi-Fi6功能的5G网关，包括ARM处理器，其特征在于，还包括5G通信模块、5G天线、Wi-Fi6通信模块、Wi-Fi6天线以及6路千兆网接口；

5G通信模块、Wi-Fi6通信模块以及6路千兆网接口均分别与ARM处理器通信连接，5G通信模块还与5G天线电连接，Wi-Fi6通信模块还与Wi-Fi6天线电连接。

2.如权利要求1所述的集成Wi-Fi6功能的5G网关，其特征在于，还包括硬盘接口及2路千兆光纤接口，硬盘接口及2路千兆光纤接口均分别与ARM处理器通信连接。

3.如权利要求1所述的集成Wi-Fi6功能的5G网关，其特征在于，ARM处理器为LS1046A芯片，5G通信模块的型号为RG500Q，Wi-Fi6通信模块的型号为FG50V。

4.如权利要求1所述的集成Wi-Fi6功能的5G网关，其特征在于，6路千兆网接口中的至少一路包括AR8031芯片、AR8031芯片的外围电路、RJ45芯片HR862138H及HR862138H的外围电路；

AR8031芯片的SIP引脚、SIN引脚、SOP引脚、SON引脚、MDC引脚、MDIO引脚分别与ARM处理器通信连接，AR8031芯片的TRXPO引脚、TRXNO引脚、TRXP1引脚、TRXN1引脚、TRXP2引脚、TRXN2引脚、TRXP3引脚、TRXN3引脚分别与HR862138H的TRD1+引脚、TRD1-引脚、TRD2+引脚、TRD2-引脚、TRD3+引脚、TRD3-引脚、TRD4+引脚、TRD4-引脚一一对应连接；

AR8031芯片的LED_LINK10_100引脚、LED_LINK1000引脚、LED_ACT引脚分别与HR862138H的LED_G-Y+L引脚、LED_G+Y-L引脚、LED_G-Y+R引脚一一对应连接。

5.如权利要求4所述的集成Wi-Fi6功能的5G网关，其特征在于，AR8031芯片的外围电路包括电容C1274～C1276，电容C1275串联接入AR8031芯片的SIP引脚与ARM处理器之间，电容C1276串联接入AR8031芯片的SIN引脚与ARM处理器之间，电容C1273串联接入AR8031芯片的SOP引脚与ARM处理器之间，电容C1274串联接入AR8031芯片的SON引脚与ARM处理器之间。

6.如权利要求4所述的集成Wi-Fi6功能的5G网关，其特征在于，AR8031芯片的外围电路包括供电源EC3_VDDIO_REG以及电阻R86；

供电源EC3_VDDIO_REG经电阻R86连接AR8031芯片的RX_DV引脚，AR8031芯片的RX_D2引脚、RX_CLK引脚、RXD3引脚均接地。

7.如权利要求6所述的集成Wi-Fi6功能的5G网关，其特征在于，AR8031芯片的外围电路还包括电阻R73、电阻R58及电阻R986；

电阻R73串联接入AR8031芯片的RX_D2引脚与地之间，电阻R58串联接入AR8031芯片的RX_CLK引脚与地之间，电阻R986串联接入AR8031芯片的RXD3引脚与地之间。

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