Video vysvětlující technologii 5G
Jednoduché vysvětlení technologie 5G YouTube

Co rozumíme pod pojmem průmyslové 5G?

5G je standard mobilního rádiového spojení, který nabízí v závislosti na požadavcích obrovskou šířku pásma v gigabitech, schopnost přenosu v reálném čase nebo vysoký počet účastníků při mimořádně vysoké spolehlivosti a bezpečnosti.

Na rozdíl od předchozích generací mobilního rádiového spojení, např. 3G a 4G, splňuje 5G poprvé také průmyslové požadavky, což může zaručit inteligentní bezdrátovou komunikaci mezi stroji a aplikacemi. S průmyslovým 5G lze např. realizovat také soukromé sítě, a proto mohou být splněny všechny požadavky na flexibilní a perspektivní síťové připojení v mobilních nebo vysoce flexibilních aplikacích.

Průmyslové 5G nachází své uplatnění právě v oblasti Průmyslu 4.0. Díky vysoké míře flexibility, mnohostrannosti, využitelnosti a efektivity umožňuje 5G realizaci Průmyslu 4.0, inteligentní výrobní závody a průmyslový internet věcí (IIoT).

Trojúhelník vlastností průmyslového 5G a přiřazení jednotlivých oblastí použití v rámci tohoto trojúhelníku

V závislosti na aplikaci lze využít různé vlastnosti průmyslového 5G.

Znaky a vlastnosti technologie 5G

Průmyslové 5G nabízí uživateli několikanásobně vyšší výkon v porovnání s předchozími standardy mobilního rádiového spojení. Kromě hlavních znaků jako nízké latence (Ultra-Reliable Low-Latency Communication, URLLC), vysoké hustoty připojení (Massive Machine Type Communication, mMTC) a šířky pásma (enhanced Mobile Broadband, eMBB), nabízí tato technologie také vlastnosti jako rozsáhlou konektivitu IIoT a vyšší flexibilitu.

Průmyslové 5G přitom neposkytuje všechny superlativy najednou, ale spíše umožňuje přiřazení přesně těchto vlastností k příslušným oblastem použití a také přiřazování individuálních zdrojů v soukromé síti 5G. Poskytuje tak trojúhelník funkcí, které lze využívat v závislosti na možnostech použití.

To znamená, že tam, kde se dnes na základě různých požadavků používá mnoho různých technologií rádiového připojení (např. Wi-Fi, WirelessHART, GSM nebo LTE) nebo kabelová média, bude v budoucnu možné použít stálou soukromou 5G sít, která je přizpůsobená příslušné aplikaci.

Soukromé sítě – příležitost pro průmysl

Jedinečným rysem technologie 5G pro průmysl je budování soukromé sítě, a tím i schopnost samostatného řízení vlastností a spolehlivosti sítě 5G. Na soukromou síť je při tom třeba pohlížet jako na opak veřejné sítě. Proto je nazýváme také neveřejnými sítěmi (non-public networks NPN) nebo lokálními sítěmi.

Chcete-li např. osvítit výrobní halu nebo soukromý pozemek, připojuje se u soukromé 5G sítě k základní 5G stanici několik antén. Existuje tedy zcela samostatná komunikační infrastruktura. Příslušná bezdrátová zařízení se pak nepřipojují k veřejné mobilní rádiové síti , ale k vlastnoručně vytvořené rádiové síti.

Bezdrátové propojení do sítě v automatizaci závodů pomocí soukromé průmyslové 5G sítě

Bezdrátové propojení do sítě v automatizaci závodů

Výhody soukromé sítě spočívají v tom, že společnosti mohou libovolně sledovat, ukládat, analyzovat, řídit a flexibilně konfigurovat datový provoz. Proto tato technologie poskytuje jednoznačnou výhodu oproti dosavadním rádiovým řešením, která používají většinou bezlicenční rádiová pásma podle principu Best-Effort a při silném obsazení rádiového spektra musí snést ztráty výkonu.

Kromě této varianty plně izolované soukromé 5G sítě existují také smíšené formy, u kterých soukromá síť a veřejná síť sdílejí společné zdroje, např. základnovou stanici nebo úkoly řízení sítě. Je také možná úplná integrace soukromé základnové stanice do veřejné sítě. Aby byla v takovém případě umožněna kvalita služby, realizují se „virtuální soukromé síťové zdroje“ např. prostřednictvím network slicing nebo APN.

Oblasti použití průmyslové 5G sítě

V zásadě existuje nekonečně mnoho možných použití průmyslového 5G. Díky vysoké škálovatelnosti a adaptabilitě systému lze integrovat různé aplikace s nejrůznějšími požadavky:

Přehled různých oblastí použití 5G: infrastruktura, energie, automatizace procesů a automatizace závodů
Automatizace závodů
Vzdálený servis, elektrický závěsný dopravník, řídicí jednotka a monitorování autonomních systémů, konektivita pro mobilní koncová zařízení, standardizované připojení snímačů, integrace strojů a zařízení do nadřazených sítí
Automatizace procesů
Preventivní údržba, sledování objektů, sledování stavu zařízení, sledování produktů, Augmented Reality, správa majetku, vzdálený servis, požární a plynové alarmy
Infrastruktura
Monitorování ve vodovodních a kanalizačních sítích, monitorování a řízení v distribuovaných dopravních sítích, dopravní signalizace, videomonitorování (veřejné bezpečí)
Energie
Monitorování a spínání v distribuovaných energetických sítích
Logo 5G Alliance for Connected Industries and Automation

5G-ACIA zastupuje zájmy průmyslu při vývoji 5G.

Naše zapojení v oblasti průmyslového 5G

Společnost Phoenix Contact ve spolupráci se společnostmi Quectel a Ericsson vyvinula první průmyslový 5G router pro lokální průmyslové instalace v soukromé 5G síti. Pomocí tohoto 5G routeru můžete nyní připojit průmyslové aplikace jako stroje, řídicí jednotky a další zařízení k soukromé 5G síti, a koordinovat tak jejich využívání zdrojů, priority a jejich chování.

Společnost Phoenix Contact je navíc spoluzakladatelem, aktivním členem a členem představenstva 5G-ACIA (5G Alliance for Connected Industries and Automation). Tato aliance společností se snaží zastupovat zájmy průmyslu při normování
a regulování 5G sítí. Dalším cílem aliance 5G-ACIA je projednávání a posuzování technických, regulačních a komerčních aspektů souvisejících s průmyslovým 5G.

A proto se s technologií 5G pokračuje v průmyslu dále.

I přesto, že se o 5G hovoří již léta a ve většině zemí mezitím již byly tyto frekvence zavedeny, téma 5G v průmyslu ještě zdaleka není vyčerpané. 5G totiž není technologie, která by byla jednou definována a poté uvedena na trh. Na trh přichází spíše v několika krocích nebo fázích, které s sebou přinášejí různé funkce.

První fáze byla zahájena na konci roku 2018 verzí 15, která nabídla velkou šířku pásma. Druhý krok pak následoval s verzí 16 v červenci 2020, kdy byla přidána funkce vysoké hustoty připojení. Třetí a poslední fáze proběhne pravděpodobně v prosinci 2021. Pomocí verze 17 pak bude v budoucnu možné zajistit vlastnosti jsou vysokou spolehlivost a nízkou latenci.

Společnost Phoenix Contact spolupracuje s poskytovateli infrastruktury 5G, aby mohla nabízet kompletní řešení 5G a co nejrychleji integrovat nejnovější standardy do našich zařízení. Budete tak stále aktuální.

Další nové komunikační technologie Stabilní komunikace až k poli

V mnoha komisích a standardizačních projektech dnes vznikají nové komunikační standardy jako OPC UA, TSN, Single Pair Ethernet a 5G. Tyto nové technologie však od sebe nelze oddělovat, tvoří totiž společně komunikaci budoucnosti.
Jako technologický lídr s více než 30 lety zkušeností v oblasti průmyslové komunikační techniky se společnost Phoenix Contact angažuje všech důležitých standardizačních komisích. Tam pro vás vytváříme nový komunikační standard pro automatizaci vhodný pro každého výrobce.

Získejte na našich stránkách více informací o nových standardech.