Was versteht man unter Industrial 5G?
5G ist ein Mobilfunkstandard, der je nach Anforderung enorme Bandbreite im Gigabit-Bereich, Echtzeitfähigkeit oder hohe Teilnehmerzahlen bei extrem hoher Zuverlässigkeit und Sicherheit verspricht.
Im Gegensatz zu den vorherigen Mobilfunkgenerationen, wie z. B. 3G und 4G, erfüllt 5G erstmals auch Industrieanforderungen, sodass eine intelligente Wireless-Kommunikation zwischen Maschinen und Anwendungen gewährleistet werden kann. Mit Industrial 5G lassen sich z. B. auch private Netze realisieren, sodass alle Voraussetzungen für eine flexible und zukunftsfähige Netzwerkanbindung in mobilen oder hochflexiblen Einsätzen erfüllt werden können.
Gerade im Bereich Industrie 4.0 findet Industrial 5G seine Zuordnung. Durch sein hohes Maß an Flexibilität, Vielseitigkeit, Nutzbarkeit und Effizienz wird 5G Industrie 4.0, intelligente Fabriken und das Industrial Internet of Things (IIoT) möglich machen.
Die verschiedenen Eigenschaften von Industrial 5G können je nach Anwendung genutzt werden
Merkmale und Eigenschaften der 5G-Technologie
Industrial 5G bietet dem Nutzenden ein Vielfaches an Leistung, verglichen mit den vorherigen Mobilfunkstandards. Neben Merkmalen wie niedrigen Latenzzeiten (Ultra-Reliable Low-Latency Communication, URLLC), hoher Verbindungsdichte (Massive machine type communication, mMTC) und Bandbreite (enhanced Mobile Broadband, eMBB) bietet die Technik auch Eigenschaften wie eine umfassende IIoT-Konnektivität und eine höhere Flexibilität.
Industrial 5G bietet dabei jedoch nicht alle Superlative auf einmal, sondern ermöglicht vielmehr die Zuordnung genau dieser Eigenschaften zu den jeweiligen Anwendungsbereichen sowie eine Zuschreibung individueller Ressourcen in einem privaten 5G-Netz. Es bietet somit ein Dreieck an Funktionen, die je nach Einsatzmöglichkeit genutzt werden können.
Das bedeutet: wo heutzutage aufgrund unterschiedlicher Anforderungen viele verschiedene Funktechnologien (z. B. WLAN, WirelessHART, GSM, LTE usw.) oder auch drahtgebundene Medien zum Einsatz kommen, kann zukünftig ein durchgängiges, privates 5G-Netz eingesetzt werden, das auf die jeweilige Anwendung angepasst wird.
Private Netze – die Chance für die Industrie
Für die Industrie besteht die wesentliche Besonderheit der 5G-Technologie, private Netze aufzubauen und somit die Eigenschaften und Zuverlässigkeit des 5G-Netzwerks selbst steuern zu können. Ein privates Netzwerk ist dabei in Abgrenzung zu einem öffentlichen Netzwerk zu sehen. Deshalb werden sie auch nicht-öffentliche Netze (non-public networks NPN) oder lokale Netzwerke genannt.
Um z. B. eine Fabrikhalle oder ein privates Gelände auszuleuchten, werden bei einem privaten 5G-Netz mehrere Antennen an eine 5G-Basisstation angeschlossen. Damit liegt eine komplett eigenständige Kommunikationsinfrastruktur vor. Die betroffenen Wireless-Geräte verbinden sich dann mit dem selbst aufgebauten Funknetz, statt mit dem öffentlichen Mobilfunknetz.
Drahtlose Vernetzung innerhalb der Fabrikautomation
Die Vorteile eines privaten Netzes liegen darin, das Unternehmen den Datenverkehr nach Belieben verfolgen, speichern, analysieren, lenken und flexibel konfigurieren können. Es bietet somit einen entscheidenden Vorteil gegenüber bisherigen Funklösungen, die lizenzfreie Funkbänder nach dem Best-Effort-Prinzip nutzen und bei starker Belegung des Funkspektrums Leistungsverluste hinnehmen müssen.
Neben dieser Variante des vollständig isolierten, privaten 5G-Netzes gibt es auch Mischformen, bei denen sich das private Netz und das öffentliche Netz gemeinsame Ressourcen teilen, wie z. B. die Basisstation oder die Netzsteuerungsaufgaben. Auch eine vollkommene Integration der privaten Basisstation in das öffentliche Netz ist möglich. Um in diesem Fall ein Quality-of-Service zu ermöglichen, werden „virtuelle private Netzwerkressourcen“ z. B. durch network slicing oder durch APN realisiert.
Anwendungsbereiche von Industrial 5G
Prinzipiell gibt es unendlich viele denkbare Anwendungen für Industrial 5G. Dank der hohen Skalierbarkeit und Anpassungsfähigkeit des Systems können verschiedene Applikationen mit unterschiedlichen Anforderungen eingebunden werden:
Die 5G-ACIA vertritt die Interessen der Industrie bei der Entwicklung von 5G
Unser Engagement im Bereich Industrial 5G
Phoenix Contact hat gemeinsam mit den Unternehmen Quectel und Ericsson den ersten industriellen 5G-Router für lokale industrielle Anwendungen in einem privaten 5G-Netzwerk entwickelt. Mithilfe dieses 5G-Routers können industrielle Anwendungen, wie Maschinen, Steuerungen und andere Geräte, mit einem privaten 5G-Netzwerk verbunden und so in ihrer Ressourcennutzung, Priorität und ihrem Verhalten koordiniert werden.
Darüber hinaus ist Phoenix Contact Mitbegründer, aktives Mitglied und Board-Member der 5G-ACIA (5G Alliance for Connected Industries and Automation). Dieser Zusammenschluss von Unternehmen ist darum bestrebt, die Interessen der Industrie bei der 5G-Normung und
-Regulierung zu vertreten. Weiterhin hat die 5G-ACIA zum Ziel, technische, regulatorische und geschäftliche Aspekte in Bezug auf Industrial 5G zu diskutieren und zu bewerten.
So geht es weiter mit 5G in der Industrie
Auch wenn schon seit Jahren über 5G gesprochen wird und die Frequenzen in den meisten Ländern inzwischen versteigert wurden, ist das Thema 5G in der Industrie noch lange nicht ausgeschöpft. Denn 5G ist keine Technik, die einmal ausdefiniert ist und anschließend auf den Markt kommt. Vielmehr wird sie in mehreren Schritten bzw. Phasen auf den Markt gebracht, die unterschiedliche Funktionen mit sich bringen.
Die erste Phase begann Ende 2018 mit dem Release 15, das eine hohe Bandbreite ermöglichte. Im zweiten Schritt wurde dann 2020 das Release 16 mit der Funktion der hohen Verbindungsdichte bereit gestellt. In 2022 erfolgte die dritte Phase mit Release 17. Dieses ermöglicht niedrige Latenzzeiten.
Um durchgängige 5G-Lösungen anzubieten und die neuesten Standards so schnell wie möglich in unsere Geräte zu integrieren, kooperiert Phoenix Contact mit 5G-Infrastrukturanbietern. So sind Sie immer auf aktuellem Stand.
Weitere neue Kommunikationstechnologien Durchgängig bis ins Feld kommunizieren
In vielen Gremien und Standardisierungsprojekten entstehen im Moment neue Kommunikationsstandards wie OPC UA, TSN, SPE und 5G. Diese neuen Technologien sind jedoch nicht unabhängig voneinander zu sehen, sondern bilden gemeinsam die Kommunikation der Zukunft.
Als Technologieführer mit mehr als 30 Jahren Erfahrung im Bereich der industriellen Kommunikationstechnik engagiert sich Phoenix Contact in allen wichtigen Standardisierungsgremien. Dort gestalten wir für Sie den neuen, herstellerübergreifenden Kommunikationsstandard für die Automatisierung mit.
Erfahren Sie auf unseren Seiten mehr über die neuen Standards.
