Obecnie firmy przemysłowe interesują się możliwościami wykorzystania technologii 5G w swoich układach automatyki i sterowania. Problemy związane z małym zasięgiem mogą być łatwo rozwiązane poprzez zainstalowanie wielu komórek sieci prywatnej 5G, a wydajność transmisji danych może przewyższać tradycyjne sieci Wi-Fi.
5G jest szerokim pojęciem, opisującym pewien zakres różnych technologii oraz wdrożeń. Termin ten może mieć wiele rozmaitych znaczeń dla każdej osoby. Nawet dla każdego z głównych producentów telefonów komórkowych 5G może znaczyć coś innego.
Z reguły w sieciach 5G są wykorzystywane 3 zakresy (pasma) częstotliwości: dolne, średnie i górne. Każde z nich ma swoje zalety i wady. Pasmo niskie 5G oznacza lepszą penetrację środowiska i większy zasięg, jednak kosztem mniejszej przepustowości i prędkości przesyłu danych. Natomiast pasmo wysokie 5G oznacza lepsze parametry przesyłu danych, ale za cenę małego zasięgu.
Z tych powodów sieci 5G pracujące w wysokim paśmie częstotliwości są atrakcyjne dla automatyki przemysłowej, ponieważ problemy związane z małym zasięgiem mogą być łatwo rozwiązane za pomocą zainstalowania wielu komórek sieci prywatnej, a wydajność transmisji danych może przewyższać tradycyjne sieci Wi-Fi
Trzy potencjalne zastosowania 5G w przemyśle
Istnieją trzy główne kategorie praktycznego zastosowania technologii 5G. Oczywiście będą też aplikacje obejmujące więcej niż tylko 1 kategorię. Dlatego też 5G przykuwa uwagę przemysłu.
- Rozszerzony mobilny szerokopasmowy dostęp do Internetu (eMBB; enhanced mobile broadband). Kategoria ta obejmuje zastosowania, w których wymagana jest bardzo duża przepustowość sieci oraz prędkość przesyłu danych. Są to na przykład strumienie danych wideo o wysokiej rozdzielczości.
- Masowa komunikacja pomiędzy maszynami (mMTC; Massive Machine Type Communications). Kategoria ta obejmuje zastosowania, w których wymagana jest obsługa dużej liczby urządzeń, zwykle rozmieszczonych gęsto obok siebie. Przykładowe aplikacje to Internet Rzeczy (IoT) lub inteligentne miasta.
- Ultraniezawodna transmisja o niskich opóźnieniach czasowych (uRLLC; Ultra-Reliable and Low Latency Communications). Kategoria ta obejmuje zastosowania, w których wymagany jest wysoki poziom determinizmu czasowego, a niezawodność transmisji danych ma znaczenie krytyczne. Przykładowe aplikacje to pojazdy bez kierowcy lub sieci automatyki przemysłowej, takie jak Profinet.
Korzyści z technologii 5G dla automatyki przemysłowej
Obecnie zainteresowanie przemysłu technologią 5G koncentruje się na możliwości tworzenia sieci prywatnych. Prywatna sieć 5G nie wykorzystuje infrastruktury tradycyjnych firm telekomunikacyjnych. Zamiast tego jest instalowana i konfigurowana lokalnie przez użytkownika.
Na początku 2020 roku, w wyniku współpracy pomiędzy firmami Audi a Ericsson, po uruchomieniu systemu komunikacyjnego Profinet z technologią PROFIsafe w sieci 5G uzyskano czas cyklu 3 ms oraz opóźnienie przesyłu 1 ms. Takie parametry czasowe są wymagane przez układy automatyki przemysłowej. Pozwalają one też na sterowanie pojazdami autonomicznymi (AGV) lub zautomatyzowanymi robotami mobilnymi (AMR).
Ponieważ technologia PROFIsafe wykorzystuję zasadę ?czarnego kanału? (black channel), nie jest wymagana żadna specjalna konfiguracja w celu uruchomienia funkcjonalnie bezpiecznej komunikacji pomiędzy urządzeniami a sterownikami PROFIsafe w sieci 5G.
Artykuł oryginalnie ukazał się na stronie internetowej PI North America.