Informationsvideo om 5G-tekniken
5G-tekniken i korthet YouTube

Vad är Industrial 5G?

5G är en standard för mobilnät som, allt efter behov, kan ge en enorm bandbredd inom gigabit-området, realtidsfunktioner och ett stort antal deltagare med extremt hög tillförlitlighet och säkerhet.

Till skillnad från tidigare generationers mobilnät, som t.ex. 3G och 4G, uppfyller 5G för första gången också industriella krav, så att intelligent trådlös kommunikation mellan maskiner och applikationer kan garanteras. Med Industrial 5G kan t.ex. även privata nätverk implementeras. På så sätt uppfylls alla förutsättningar för en flexibel och framtidssäker nätverksanslutning i mobila eller högflexibla applikationer.

Särskilt inom området Industri 4.0 har Industrial 5G en viktig faktor. Med sin höga grad av flexibilitet, mångsidighet, användbarhet och effektivitet kommer 5G att göra Industri 4.0, intelligenta fabriker och Industrial Internet of Things (IIoT) möjliga.

En kombination av egenskaper hos Industrial 5G och tilldelningen av enskilda tillämpningsområden inom systemet

De olika egenskaperna hos Industrial 5G kan användas beroende på applikation

5G-teknikens funktioner och egenskaper

Industrial 5G innebär att användarna får enormt många fler funktioner jämfört med tidigare standarder för mobilnät. Förutom egenskaper som låg latens (Ultra-Reliable Low-Latency Communication, URLLC), hög anslutningstäthet (massive machine type communication, mMTC) och bandbredd (enhanced Mobile Broadband, eMBB), erbjuder tekniken också funktioner som omfattande anslutning till Industrial internet of things och större flexibilitet.

Men Industrial 5G erbjuder inte allt detta på en gång, utan gör det möjligt att tilldela exakt de egenskaperna som krävs till respektive tillämpningsområde, samt att individuella resurser tilldelas ett privat 5G-nätverk. Det ger alltså en kombination av funktioner som kan användas beroende på applikation.

Detta betyder att många olika trådlösa tekniker (t.ex. WLAN, WirelessHART, GSM, Long-Term-Evolution) eller trådbundna medier som används idag i framtiden kan ersättas av ett kontinuerligt, privat 5G-nätverk, anpassat till respektive applikation.

Privata nätverk – en chans för industrin

För industrin är 5G-teknikens viktigaste specialfunktion att kunna bygga privata nätverk och därmed själv kunna styra 5G-nätverkets egenskaper och tillförlitlighet. Ett privat nätverk ska betraktas åtskilt från ett offentligt nätverk. Därför kallas de också icke-offentliga nätverk (NPN) eller lokala nätverk.

För att exempelvis kunna tända belysningen i en fabrikshall eller på ett privat område kan flera antenner anslutas till en 5G-basstation om man har ett privat 5G-nätverk. Detta innebär en helt oberoende kommunikationsinfrastruktur. De aktuella trådlösa enheterna ansluter då till det egna trådlösa nätverket istället för till det offentliga mobilnätet.

Trådlöst nätverk i fabriksautomation med hjälp av ett privat industriellt 5G-nätverk

Trådlösa nätverk inom fabriksautomation

Fördelarna med ett privat nätverk är att företag kan spåra, lagra, analysera, styra och flexibelt konfigurera datatrafiken som de vill. Den har därför en avgörande fördel gentemot tidigare trådlösa lösningar, som alla främst utnyttjar licensfria frekvensband efter Best-Effort-principen där effektförluster inte kan undvikas vid en kraftig belastning av frekvensspektrumet.

Utöver denna variant av det helt isolerade, privata 5G-nätverket finns det också blandformer där det privata nätverket och det offentliga nätverket delar gemensamma resurser, t.ex. basstationen eller nätstyrning. En fullständig integration av den privata basstationen i det offentliga nätverket är också möjligt. För att möjliggöra Quality-of-Service i detta fall kan ”virtuella privata nätverksresurser” användas, till exempel genom network slicing eller med APN.

Användningsområden för Industrial 5G

Antalet tänkbara användningsområden för Industrial 5G är i princip oändligt. Tack vare systemets höga skalbarhet och anpassningsförmåga kan flera applikationer med många olika krav integreras:

En översikt över de olika användningsområdena för 5G: infrastruktur, energi, processautomation och fabriksautomation
Fabriksautomation
Remote Service, elektrisk hängbana med transportband, styrsystem och övervakning av autonoma system, anslutning för mobila enheter, standardiserad anslutning för givare, maskiner och anläggningar i överordnade nätverk
Processautomation
Förebyggande underhåll, spårning av objekt, övervakning av anläggningsstatus, produktövervakning, Augmented Reality, förvaltning av anläggningstillgångar, Remote Service, brand- och gaslarm
Infrastruktur
Övervakning i vatten-/avloppsnätverk, övervakning och styrsystem uppdelade trafiknätverk, trafiksignalering, videoövervakning (offentlig säkerhet)
Energi
Övervakning och koppling i distribuerade energinät
Logotyp för 5G Alliance for Connected Industries and Automation

5G-ACIA företräder branschens intressen under utvecklingen av 5G

Vårt engagemang på området Industrial 5G

Phoenix Contact, har tillsammans med företagen Quectel och Ericsson utvecklat den första industriella 5G-routern för lokala industriella applikationer i ett privat 5G-nätverk. Med hjälp av den här 5G-routern kan nu industriella tillämpningar som maskiner, styrsystem och andra enheter anslutas till ett privat 5G-nätverk och på så sätt kan resursutnyttjande, prioritet och beteende samordnas.

Dessutom är Phoenix Contact medgrundare, aktiv medlem och styrelseledamot i 5G-ACIA (5G Alliance for Connected Industries and Automation). Denna sammanslutning av företag strävar efter att representera branschens intressen vid standardisering och reglering av 5G.
Ett annat mål för 5G-ACIA är att diskutera och utvärdera tekniska, regulatoriska och affärsmässiga aspekter relaterade till Industrial 5G.

Så här fortsätter det med 5G i industrin

Även om det har pratats om 5G i åratal och frekvenserna har auktionerats ut i de flesta länder, är temat 5G långt ifrån uttömt inom industrin. För 5G är inte en teknik som en gång har definierats och därefter släppts på marknaden. Snarare släpps den på marknaden stegvis eller i faser, som alla erbjuder olika funktioner.

Den första fasen började i slutet av 2018 med Release 15, som gav hög bandbredd. Andra steget kom med Release 16 i juli 2020 med funktionen hög anslutningstäthet. Den sista och tredje fasen kommer troligen i december 2021. Med hjälp av Release 17 kan i framtiden egenskaper som hög funktionssäkerhet och låg latens säkerställas.

Phoenix Contact samarbetar med leverantörer av 5G-infrastruktur för att erbjuda 5G-helhetslösningar och för att integrera de senaste standarderna i våra enheter så snabbt som möjligt. För att du alltid ska få tillgång till den senaste tekniken.

Fler nya kommunikationstekniker Obruten kommunikation hela vägen ut till fältet

I många arbetsgrupper och standardiseringsprojekt håller man nu på att ta fram nya kommunikationsstandarder som OPC UA, TSN, SPE och 5G. De här nya tekniksprången kan dock inte betraktas var för sig, utan bildar tillsammans framtidens kommunikation.
Phoenix Contact har med sina mer än 30 års erfarenhet en ledande position inom industriell kommunikationsteknik och engagerar sig därför i alla viktiga standardiseringskommittéer. Där utvecklar de nya kommunikationsstandarder för automation som är gemensam för alla tillverkare.

Ta reda på mer om de nya standarderna på våra sidor.