Co to jest Industrial 5G?
5G to standard sieci komórkowej, który w zależności od wymogów zapewnia niezwykle wysoką przepustowość gigabitową, działanie w czasie rzeczywistym lub wysoką liczbę urządzeń przy ekstremalnie wysokiej niezawodności i najwyższym bezpieczeństwie.
W przeciwieństwie do standardów telefonii komórkowej wcześniejszych generacji, np. 3G i 4G, standard 5G jako pierwszy spełnia również wszystkie wymagania przemysłowe, co umożliwia inteligentną komunikację bezprzewodową między maszynami i aplikacjami. Przy użyciu Industrial 5G można na przykład realizować również sieci prywatne, co pozwala na spełnienie wszystkich wymagań dotyczących elastycznych i przyszłościowych sieci w zastosowaniach mobilnych lub elastycznych.
Industrial 5G znajduje zastosowanie szczególnie w obszarze Industry 4.0. Dzięki dużej elastyczności, wszechstronności, użyteczności i efektywności sieć 5G umożliwi rozpowszechnienie koncepcji Industry 4.0, inteligentnej fabryki i przemysłowego internetu przedmiotów (IIoT).
Różne właściwości Industrial 5G mogą być wykorzystywane w zależności od potrzeb aplikacji
Cechy i właściwości technologii 5G
Industrial 5G oferuje kilkukrotnie wyższą wydajność w porównaniu z poprzednimi standardami sieci komórkowej. Oprócz takich cech, jak krótkie czasy opóźnienia (Ultra Reliable Low Latency Communication, URLLC), wysoka gęstość połączeń (Massive machine typ e communication, mMTC) i wysoka przepustowość (enhanced Mobile Broadband, eMBB), technologia ta oferuje również takie funkcje, jak kompleksowa łączność IIoT i większa elastyczność.
Industrial 5G nie oferuje wszystkich tych superlatyw naraz, lecz umożliwia przypisanie określonych cech do odpowiednich obszarów zastosowań oraz przydzielenie indywidualnych zasobów w prywatnej sieci 5G. Oferuje zatem trójkąt funkcji, które mogą być wykorzystywane w zależności od zastosowania.
Chodzi więc o to, że tam, gdzie obecnie ze względu na różne wymagania stosuje się wiele różnych technologii bezprzewodowych (np. WLAN, WirelessHART, GSM, LTE, itp.) lub nawet sieci kablowe, w przyszłości będzie można korzystać z prywatnej sieci 5G, dostosowanej do danego zastosowania.
Sieci prywatne – szansa dla przemysłu
Dla przemysłu podstawową zaletą technologii 5G jest możliwość budowy sieci prywatnych, a tym samym samodzielnego określania charakterystyki i niezawodności sieci 5G. Sieć prywatną należy tu traktować jako sieć odrębną od sieci publicznej. Dlatego są one nazywane również sieciami niepublicznymi (non-public network NPN) lub lokalnymi.
W prywatnej sieci 5G do stacji bazowej 5G podłącza się wiele anten, aby zapewnić pokrycie np. w hali fabrycznej lub na terenie prywatnym. Infrastruktura komunikacyjna jest zatem całkowicie niezależna. Odpowiednie urządzenia bezprzewodowe łączą się wówczas ze stworzoną przez siebie siecią bezprzewodową, zamiast z publiczną siecią telefonii komórkowej.
Bezprzewodowa sieć w automatyzacji produkcji
Zaletą sieci prywatnej jest możliwość śledzenia, przechowywania, analizowania, sterowania i elastycznego konfigurowania ruchu danych według własnych potrzeb. Stanowi to zatem sporą przewagę nad wcześniejszymi rozwiązaniami bezprzewodowymi, które wykorzystują niewymagające licencji pasma radiowe zgodnie z zasadą „best effort” i muszą akceptować mniejszą wydajność w razie dużego zajęcia pasma.
Oprócz tej wersji całkowicie odizolowanej prywatnej sieci 5G istnieją również formy mieszane, w których sieć prywatna i sieć publiczna mają wspólne zasoby, np. stacja bazowa czy zadania sterowania siecią. Możliwa jest również całkowita integracja prywatnej stacji bazowej w sieci publicznej. Aby w tym przypadku umożliwić Quality of Service, można realizować „wirtualne prywatne zasoby sieciowe”, na przykład poprzez network slicing lub APN.
Obszary zastosowania Industrial 5G
Możliwości zastosowania Industrial 5G są nieograniczone. Dzięki wysokiej skalowalności i możliwości adaptacji systemu można zintegrować wiele różnych aplikacji o różnych wymaganiach:
5G ACIA reprezentuje interesy przemysłu przy tworzeniu 5G
Nasze zaangażowanie w dziedzinie Industrial 5G
Phoenix Contact we współpracy z firmą Quectel i Ericsson stworzyła pierwszy przemysłowy router 5G do lokalnych zastosowań przemysłowych w prywatnej sieci 5G. Router 5G umożliwia podłączenie do prywatnej sieci 5G różnych aplikacji przemysłowych, np. maszyn, sterowników i innych urządzeń, a tym samym koordynację wykorzystania zasobów, priorytetu i zachowania.
Ponadto Phoenix Contact jest jednym z założycieli i aktywnym członkiem 5G ACIA (5G Alliance for Connected Industries and Automation), wchodząc jednocześnie w skład zarządu tej organizacji zrzeszającej wiele firm. Jej celem jest reprezentowanie interesów branży przemysłowej przy normalizacji i wprowadzaniu
uregulowań prawnych 5G. Ponadto celem 5G-ACIA jest omawianie i ocenianie technicznych, regulacyjnych i biznesowych aspektów Industrial 5G.
Przyszłość 5G w przemyśle
Mimo że o technologii 5G mówi się już od lat, a w większości krajów częstotliwości zostały już sprzedane, temat 5G jest nadal szeroko dyskutowany w przemyśle. 5G nie jest bowiem technologią, którą definiuje się raz, a następnie wprowadza na rynek. Technologia ta jest wprowadzana na rynek w kilku krokach lub fazach, które obejmują różne funkcje.
Pierwsza faza rozpoczęła się pod koniec 2018 roku od Release 15, który umożliwił uzyskanie wysokiej przepustowości. W drugim kroku, w 2020 roku udostępniono Release 16 z funkcją wysokiej gęstości połączeń. W 2022 roku nastąpiła trzecia faza z Release 17, która umożliwia uzyskanie niskich czasów opóźnienia.
Phoenix Contact współpracuje z dostawcami infrastruktury 5G, aby móc zaoferować kompleksowe rozwiązania 5G i jak najszybciej zintegrować najnowsze standardy w swoich urządzeniach. Dzięki temu nasi klienci mają do dyspozycji zawsze najnowsze technologie.
Więcej nowych standardów komunikacji Komunikacja na wszystkich poziomach aż po poziom obiektu
W wielu zespołach i projektach standaryzacyjnych powstają aktualnie nowe standardy komunikacji, np. OPC UA, TSN, SPE i 5G. Nowych technologii nie należy jednak rozpatrywać w oderwaniu od siebie, bowiem wspólnie tworzą one komunikację przyszłości.
Firma Phoenix Contact jako lider technologiczny z ponad 30 -letnim doświadczeniem w dziedzinie komunikacji przemysłowej należy do wszystkich ważnych zespołów standaryzacyjnych. Przy naszym współudziale powstaje w nich nowy, niezależny standard komunikacji do automatyki przemysłowej.
Na naszych stronach dowiesz się więcej na temat nowych standardów.
