Video 5G-teknologiasta
5G-teknologia selkeästi selitettynä YouTube

Mitä 5G:llä tarkoitetaan?

5G on mobiiliverkon standardi, jolla mahdollistetaan vaatimusten mukaan suuret gigabittien kaistanleveydet, reaaliaikaisuus tai useiden laitteiden käyttö sekä erinomainen luotettavuus ja turvallisuus.

Aiempiin mobiiliverkkosukupolviin (kuten 3G ja 4G) verrattuna 5G täyttää ensimmäistä kertaa myös teollisuuden vaatimukset, jolloin koneiden ja sovellusten välillä voidaan taata älykäs langaton tiedonsiirto. Teollisuuden 5G:n avulla voidaan esimerkiksi toteuttaa myös yksityisiä verkkoja, jotta voidaan täyttää kaikki joustavan ja kestävän verkkoliitännän edellytykset mobiilissa ja erittäin joustavassa käytössä.

Teollisuuden 5G löytää paikkansa juuri Industry 4.0:n alueella. 5G:n joustavuus, monipuolisuus, hyödyllisyys ja tehokkuus mahdollistavat Industry 4.0:n, älykkäät tehtaat ja IIoT:n.

Teollisuuden 5G:n ominaisuuksien kolmio ja yksittäiset sovellusalat kolmion sisällä

Teollisuuden 5G:n eri ominaisuuksia voidaan hyödyntää sovelluksen mukaan

5G-teknologian tunnusmerkit ja ominaisuudet

Teollisuuden 5G on huomattavasti suorituskykyisempi kuin aiemmat mobiiliverkon standardit. Lyhyiden latenssiaikojen (Ultra-Reliable Low-Latency Communication, URLLC), hyvien yhteystiheyksien (Massive machine type communication, mMTC) ja kaistanleveyden (enhanced Mobile Broadband, eMBB) lisäksi tekniikka tarjoaa kattavat IIoT-yhteydet ja erinomaista joustavuutta.

Teollisuuden 5G:ssä nämä huippuominaisuudet eivät kuitenkaan tule käyttöön kerralla, vaan niitä hyödynnetään aina kulloisenkin sovellusalan ja yksittäisten resurssien mukaan yksityisessä 5G-verkossa. Se tarjoaa siten toimintojen kolmion, ja toimintoja hyödynnetään aina käyttömahdollisuuden mukaan.

Tällä hetkellä erilaisista vaatimuksista johtuen käytetään useita erilaisia langattomia teknologioita (kuten WLAN, WirelessHART, GSM ja LTE) tai langallisia medioita, kun taas tulevaisuudessa voidaan käyttää kattavaa yksityistä 5G-verkkoa, joka sopeutuu kuhunkin sovellukseen sopivaksi.

Yksityiset verkot – mahdollisuus teollisuudelle

5G-teknologiassa on teollisuudelle erityistä se, että yritykset voivat luoda yksityisiä verkkoja ja siten ohjata 5G-verkon ominaisuuksia ja luotettavuutta itse. Yksityinen verkko on nähtävä tällöin julkisesta verkosta erillisenä. Siksi niitä nimitetään myös ei-julkisiksi verkoiksi (non-public networks, NPN) tai paikallisiksi verkoiksi.

Esimerkiksi tehdashallin tai yksityisen alueen kattamiseksi yksityisessä 5G-verkossa 5G-perusasemaan liitetään useita antenneja. Siten käytettävissä on kokonaan itsenäinen tiedonsiirtoinfrastruktuuri. Langattomat laitteet muodostavat sitten yhteyden julkisen matkapuhelinverkon sijasta automaattisesti luotuun langattomaan verkkoon.

Langaton verkotus tehdasautomaatiossa yksityisen teollisuus-5G-verkon avulla

Langaton verkotus tehdasautomaatiossa

Yksityisen verkon edut ovat siinä, että yritykset voivat tarpeen mukaan seurata, tallentaa, analysoida, ohjata ja konfiguroida joustavasti tietoliikennettä. Tätä voidaankin pitää merkittävänä etuna verrattuna tähänastisiin langattomiin ratkaisuihin, jotka hyödyntävät useimmiten best effort -periaatteen mukaisia lisenssivapaita taajuusalueita ja kärsivät tehohäviöistä kovan kuormituksen aikana.

Tämän täydellisesti eristetyn, yksityisen 5G-verkkoversion lisäksi käytettävissä on yhdistelmäversioita, joissa yksityinen verkko ja julkinen verkko jakavat resursseja keskenään, kuten perusasema tai verkonohjaustehtävät. Yksityinen perusasema voidaan myös integroida täydellisesti julkiseen verkkoon. Tällaisissa tilanteissa palvelun laadun takaamiseksi toteutetaan "virtuaalisia yksityisiä verkkoresursseja" esimerkiksi verkon viipaloinnin tai APN:n avulla.

Teollisuuden 5G:n sovellusalueet

Teollisuuden 5G:tä voidaan periaatteessa käyttää missä tahansa sovelluksissa. Mitä erilaisimmat sovellukset täyttävät mitä erilaisimpia vaatimuksia järjestelmän skaalattavuuden ja mukautumiskyvyn ansiosta.

Yleiskatsaus teollisuuden 5G:n eri sovellusalueista: infrastruktuuri, energia, prosessiautomaatio ja tehdasautomaatio
Tehdasautomaatio
Etäpalvelu, sähköiset riippuratakuljettimet, erillisten järjestelmien ohjaus ja valvonta, mobiilipäätelaitteiden yhteydet, anturien standardoidut yhteydet, koneiden ja laitteistojen liittäminen ylemmän tason verkkoihin
Prosessiautomaatio
Ehkäisevä kunnossapito, kohteiden jäljitys, laitteiston tilan valvonta, tuotteiden valvonta, lisätty todellisuus, laitteisto-omaisuudenhoito, etäpalvelu, palo- ja kaasuvaroitusjärjestelmät
Infrastruktuuri
Valvonta vesi- ja jätevesiverkoissa, valvonta ja ohjaus jaetuissa liikenneverkoissa, liikennesignaalit, videovalvonta (julkinen turvallisuus)
Energia
Valvonta ja kytkentä jaetuissa energiaverkoissa
5G Alliance for Connected Industries and Automation -logo

5G-ACIA pyrkii edistämään teollisuuden tavoitteita 5G:n kehittämisessä

Sitoutumisemme teollisuuden 5G:n alalla

Phoenix Contact, Quectel ja Ericsson ovat yhdessä kehittäneet ensimmäisen teollisuuden 5G-reitittimen paikallisiin teollisuussovelluksiin yksityisessä 5G-verkossa. Tämän 5G-reitittimen avulla voit nyt liittää teollisuussovelluksia, kuten koneita, ohjauksia ja muita laitteita, yksityiseen 5G-verkkoon ja koordinoida siten niiden resurssienkäyttöä, prioriteetteja ja menettelyjä.

Lisäksi Phoenix Contact on 5G-ACIA:n (5G Alliance for Connected Industries and Automation) perustajajäsen, aktiivinen jäsen ja johtokunnan jäsen. Tämä eri yrityksistä koostuva ryhmä pyrkii edistämään 5G-standardointiin ja
-sääntelyyn liittyviä teollisuuden tavoitteita. 5G-ACIA:n tavoitteena on myös keskustella Industrial 5G:n teknisistä, säätelevistä ja kaupallisista näkökulmista ja analysoida niitä.

Näin 5G etenee teollisuudessa

Vaikka 5G:stä on puhuttu jo vuosia ja taajuuksia on huutokaupattu useissa maissa, 5G:stä riittää vielä pitkään ammennettavaa teollisuudessa. 5G ei nimittäin ole tekniikka, joka määritetään kerran ja tuodaan sitten markkinoille. Se tuodaan markkinoille useissa eri vaiheissa aina eri toiminnoin.

Ensimmäinen vaihe alkoi vuoden 2018 lopussa Release 15 -standardilla, joka toi käyttöön suuren kaistanleveyden. Toinen vaihe seurasi heinäkuussa 2020 Release 16 -standardilla, joka sisälsi hyvät yhteystiheydet. Kolmas vaihe seuraa todennäköisesti joulukuussa 2021. Release 17:n avulla voidaan tulevaisuudessa varmistaa esimerkiksi korkea luotettavuus ja lyhyet latenssiajat.

Phoenix Contact tekee yhteistyötä 5G-infrastruktuuritoimittajien kanssa tarjotakseen kattavia 5G-ratkaisuja ja integroidakseen uusimmat standardit laitteisiinsa mahdollisimman nopeasti. Näin pysyt aina ajan tasalla.

Muut uudet tiedonsiirtotekniikat Yhtenäinen tiedonsiirto kentälle asti

Tällä hetkellä useissa toimikunnissa ja standardisointihankkeissa kehitetään uusia tiedonsiirtostandardeja, kuten OPC, UA, TSN, SPE ja 5G. Näitä uusia teknologioita ei kuitenkaan tule nähdä toisistaan riippumattomina, vaan ne yhdessä muodostavat tulevaisuuden tiedonsiirron.
Phoenix Contactilla on teknologiajohtajana yli 30 vuoden kokemus teollisuuden tiedonsiirtotekniikan alalta, ja se on mukana kaikissa tärkeissä standardointikomiteoissa. Niissä suunnittelemme sinulle uutta, eri valmistajille sopivaa automaation tiedonsiirtostandardia.

Lue sivustoltamme lisää uusista standardeista.