Video esplicativo della tecnologia 5G
La tecnologia 5G spiegata in modo semplice YouTube

Cos'è il 5G industriale?

Il 5G è uno standard radiomobile che, a seconda dei requisiti, garantisce un'ampia larghezza di banda in termini di gigabit, un processo di elaborazione in tempo reale o un alto numero di utenze con livelli di affidabilità e sicurezza estremamente elevati.

A differenza delle precedenti generazioni di radiomobili, come il 3G e il 4G, il 5G soddisfa per la prima volta anche i requisiti industriali, così da garantire una comunicazione wireless intelligente tra macchine e applicazioni. Ad esempio, con il 5G industriale è possibile realizzare anche reti private in modo da soddisfare tutte le condizioni previste per un collegamento di rete flessibile e sostenibile all'interno di applicazioni mobili o altamente flessibili.

Il 5G industriale è perfettamente integrato nel settore dell'Industry 4.0. Con il suo elevato grado di flessibilità, versatilità, usabilità ed efficienza, il 5G consentirà lo sviluppo dell'Industry 4.0, delle fabbriche intelligenti e dell'Internet delle cose industriale (IIoT).

La combinazione delle tre caratteristiche del 5G industriale e l'assegnazione di singole aree di applicazione all'interno della combinazione

Le diverse caratteristiche del 5G industriale possono essere utilizzate in base all'applicazione

Proprietà e caratteristiche della tecnologia 5G

Il 5G industriale offre all'utente un numero più elevato di prestazioni rispetto ai precedenti standard radiomobili. Oltre a caratteristiche quali la bassa latenza (Ultra-Reliable Low-Latency Communication, URLLC), l'elevata densità di comunicazione (Massive machine type communication, mMTC) e l'ampia larghezza di banda (enhanced Mobile Broadband, eMBB), la tecnologia offre una connettività IIoT completa e una maggiore flessibilità.

Tuttavia, il 5G industriale non offre tutte le sue superlative qualità in un'unica volta, ma consente invece di assegnare queste caratteristiche ai rispettivi campi di applicazione e di associare le singole risorse alle reti 5G private. Offre quindi una combinazione di tre funzioni che possono essere utilizzate a seconda dell'applicazione.

Ciò significa che dove oggi, a causa dei requisiti diversi, si utilizza un'ampia varietà di tecnologie radio (ad es. WLAN, WirelessHART, GSM, LTE, ecc.) o anche mezzi di trasmissione via cavo, in futuro si potrà invece impiegare una rete 5G privata universale, adattata alla rispettiva applicazione.

Reti private: un'opportunità per il settore industriale

Nel settore industriale ciò che caratterizza principalmente la tecnologia 5G è la sua capacità di costruire reti private e quindi di controllare le caratteristiche e l'affidabilità della rete 5G stessa. La rete privata è da considerarsi separata dalla rete pubblica. È per questo motivo che vengono chiamate anche reti non pubbliche (non-public networks, NPN) o reti locali.

In una rete 5G privata, più antenne sono collegate a una stazione base 5G per illuminare, ad esempio, gli stabilimenti o le aree private. È quindi presente un'infrastruttura di comunicazione completamente indipendente. I dispositivi wireless interessati si collegano quindi alla rete radio da loro stessi creata, invece che alla rete di telefonia mobile pubblica.

Interconnessioni wireless nell'automazione di fabbrica attraverso reti 5G industriali private

Interconnessioni wireless all'interno dell'automazione di fabbrica

L'aspetto positivo di una rete privata è che le aziende possono tracciare, memorizzare, analizzare e dirigere a piacimento il traffico dati, nonché configurarlo in modo flessibile. Essa offre pertanto un vantaggio decisivo rispetto alle precedenti soluzioni radio, che utilizzano le bande radio prive di licenza secondo il principio del best effort e devono accettare le perdite di potenza quando lo spettro radio è fortemente occupato.

Oltre a questa variante di rete 5G privata completamente isolata, esistono anche soluzioni ibride in cui le reti private e pubbliche condividono risorse comuni, come ad esempio nelle stazioni base o durante le attività di controllo della rete. Inoltre, la stazione base privata può essere completamente integrata nella rete pubblica. Per garantire in questo caso il Quality of Service, le "risorse delle reti private virtuali" vengono realizzate, ad esempio, tramite il network slicing o l'APN.

Campi di applicazione del 5G industriale

In linea di principio esiste una varietà infinita di possibili applicazioni per il 5G industriale. Grazie all'elevato grado di scalabilità e adattabilità del sistema, è possibile associare un'ampia varietà di applicazioni all'enorme serie di requisiti:

Image Map interattiva: Panoramica dei diversi campi di applicazione del 5G: settore delle infrastrutture, energetico, dell'automazione di processo e dell'automazione di fabbrica
Automazione di fabbrica
Remote Service, trasportatore elettrico a monorotaia aerea, controllo e monitoraggio di sistemi autonomi, connettività per dispositivi terminali mobili, connettività standardizzata per i sensori, connessione di macchine e impianti in reti sovraordinate
Automazione di processo
Manutenzione preventiva, tracciamento degli oggetti, monitoraggio delle condizioni dell'impianto, monitoraggio dei prodotti, Augmented Reality, gestione delle attività degli impianti, Remote Service, sistemi di allarme gas e incendio
Infrastruttura
Monitoraggio nelle reti delle acque e delle acque reflue, monitoraggio e controllo nelle reti di traffico distribuito, segnalazione del traffico, sistema di video sorveglianza (sicurezza pubblica)
Energia
Monitoraggio e collegamento nelle reti elettriche distribuite
Logo della 5G Alliance for Connected Industries and Automation

La 5G-ACIA rappresenta gli interessi del settore industriale nel processo di sviluppo del 5G

Il nostro impegno nel settore del 5G industriale

Phoenix Contact, insieme alle aziende Quectel ed Ericsson, ha sviluppato il primo router 5G industriale per applicazioni industriali locali destinate alle reti 5G private. Con l'aiuto di questo router 5G, le applicazioni industriali come le macchine, i controllori e altri dispositivi, possono essere collegati a una rete privata 5G e quindi essere coordinati nell'uso delle risorse, nella prioritizzazione e nel comportamento.

Phoenix Contact è inoltre cofondatore, socio attivo e membro del consiglio della 5G-ACIA (5G Alliance for Connected Industries and Automation). Questa associazione di imprese si è impegnata a rappresentare gli interessi del settore industriale nel processo di normazione
e regolamentazione del 5G. Inoltre, la 5G-ACIA mira a discutere e valutare gli aspetti tecnici, normativi e commerciali relativi al 5G industriale.

Segue ora l'introduzione del 5G nel settore industriale

Nonostante si parli di 5G da anni e malgrado le frequenze siano state vendute all'asta nella maggior parte dei paesi, la questione del 5G nel settore industriale è ancora ben lontana dall'essere risolta. Questo perché il 5G non è una tecnologia definibile in un'unica formula e successivamente commercializzabile sul mercato. L'immissione sul mercato avviene piuttosto in più fasi o passaggi, proponendo rispettivamente funzioni diverse.

La prima fase è iniziata alla fine del 2018 con il Release 15, che consentì un'ampia larghezza di banda. Nella seconda fase nel 2020 è stato quindi lanciato il Release 16, con la funzione di un maggior numero di collegamenti. Nel 2022 è seguita la terza fase con il Release 17 che consente tempi di latenza ridotti.

Phoenix Contact collabora con i fornitori di infrastrutture 5G per offrire soluzioni 5G universali e per integrare quanto prima gli standard più recenti nei nostri dispositivi. In questo modo sarai sempre aggiornato.

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Nuovi standard di comunicazione come OPC UA, TSN, SPE e 5G sono attualmente in fase di sviluppo in molti comitati e progetti di standardizzazione. Tuttavia, le nuove tecnologie non devono essere viste indipendentemente l'una dall'altra, anzi, insieme formano la comunicazione del futuro.
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