در زمینه اتوماسیون، تفاوت بین شبکه های 5G غیرمستقل (NSA) و مستقل (SA) چیست؟
Ludger Boeggering
از دیدگاه فنی، بر اساس اطلاعات ارائه شده توسط 3GPP، تمایز در منطق کنترل نهفته است. شبکههای 5G غیرمستقل (NSA) باید از زیرساختهای 4G/LTE برای مدیریت ارتباطات استفاده کنند، در حالی که شبکههای 5G مستقل (SA) اجرای کامل فناوری 5G را نشان میدهند.
از دیدگاه کاربر، این بدان معناست که شبکههای 5G خصوصی مبتنی بر SA (شبکههای غیرعمومی، به اختصار NPN) سادهتر هستند و به تلاش کمتری نیاز دارند.
از دیدگاه کاربرد، شبکههای SA میتوانند از قابلیت دسترسی و قابلیت اطمینان بالاتر پشتیبانی کنند و در عین حال زمانهای چرخه را کاهش دهند، بهویژه در زمینه NPN.
کدام برنامه های صنعتی می توانند از فناوری 5G بهره مند شوند؟
Ludger Boeggering
طبق تعریف، 5G چندین فناوری از جمله eMBB، uRLLC، eMTC و RedCap را در بر می گیرد که امکان پشتیبانی از طیف گسترده ای از برنامه ها را فراهم می کند.
به عنوان مثال، تعمیر و نگهداری پیشبینیکننده، نظارت بر محیط، سرویس و پیکربندی، ابزارهای متصل، و کارگران متصل امن میتوانند از قابلیتهای تعریفشده در eMTC و RedCap استفاده کنند. eMTC در حال حاضر با LTE-M و NB-IoT سازگار است، در حالی که 3GPP به پیشرفت برنامه های فناوری 5G ادامه می دهد.
علاوه بر این، راهحلهای مونتاژ صنعتی، کنترل اتوماسیون فرآیند، رابطهای{0}ماشین انسانی (HMI)، کمک واقعیت افزوده، تدارکات کارخانه، روباتهای متحرک، روباتهای مشارکتی و AGV همگی میتوانند از قابلیتهای RedCap و uRLLC استفاده کنند. در این حوزهها، زمانهای پاسخ قابل اعتماد، پهنای باند کافی و محصولات مقرونبهصرفه، مهمترین الزامات هستند.
طی سالهای آینده، فناوری 5G در تمام صنایع عمودی مرتبط، از جمله تولید (ماشینآلات، هوافضا، خودروسازی، نیمهرساناها)، مواد شیمیایی و پتروشیمی، داروسازی، نفت و گاز، انرژی و تاسیسات، و تصفیه آب و فاضلاب به کار گرفته خواهد شد. این پذیرش نه تنها به خود فناوری بلکه به چارچوب های نظارتی و استفاده از طیف اختصاصی نیز بستگی دارد.
چگونه فناوری 5G به عملکرد ابزاری{1}}در اتوماسیون صنعتی میرسد؟ (فناوری 5G چگونه سیگنال هایی را برای افزایش عملکرد از نظر بزرگی بردار خطا در اتوماسیون صنعتی دریافت می کند؟)
Ludger Boeggering
ابتدا باید ویژگی هایی را در نظر بگیریم که فناوری 5G را از نسل های قبلی متمایز می کند.
در برنامه هایی که نیاز به قابلیت اطمینان و در دسترس بودن بالا دارند، تأخیر کم بسیار مهم است. در مقایسه با نسلهای قبلی شبکه تلفن همراه، فناوری 5G برای کاهش قابل توجه تأخیر و افزایش دسترسی طراحی شده است.
فناوری 5G از برش شبکه پشتیبانی میکند و امکان ارائه شبکههای مجازی سفارشیشده با نیازهای برنامه یا خدمات خاص را فراهم میکند. در نتیجه، اتوماسیون صنعتی می تواند به برش های اختصاصی بهینه شده برای نیازهای خاص خود دسترسی داشته باشد و در عین حال اطمینان و عملکرد بالا را تضمین کند.
محاسبات لبه در آینده به طور فزایندهای حیاتی خواهد شد. 5شبکههای G، محاسبات لبه را قادر میسازند تا دادهها را نزدیکتر به دستگاهها و حسگرها پردازش کند. این امر زمان و انرژی مورد نیاز برای انتقال داده ها به مراکز داده از راه دور را کاهش می دهد و در نتیجه زمان پاسخ را کوتاه می کند و عملکرد در فرآیندهای اتوماسیون صنعتی را افزایش می دهد.
آخرین اما نه کماهمیت، فناوری 5G از mMTC پشتیبانی میکند و تعداد زیادی از دستگاهها را قادر میسازد به طور همزمان ارتباط برقرار کنند. در اتوماسیون صنعتی، این به معنای اجازه دادن به تعداد زیادی از حسگرها، محرکها و دستگاههای درون یک شبکه است تا با یکدیگر تعامل داشته باشند. این به طور قابل توجهی کارایی کلی را هم از نظر استفاده و هم از نظر سرمایه گذاری افزایش می دهد.
چگونه فناوری 5G در اتوماسیون زمان از کار افتادن دستگاه را کاهش میدهد، خطاها را حذف میکند، قابلیت ردیابی مواد را بهبود میبخشد و به کارمندان اجازه میدهد روی کارهایی که نیاز به مهارتهای دستی پیچیده دارند تمرکز کنند؟
Ludger Boeggering
فناوری 5G خود تأثیر مستقیم محدودی بر این پارامترها دارد. کلید اجرای آن به عنوان بخشی از یک سیستم یکپارچه نهفته است. 5G محیط های ارتباطی امن را با استفاده از طیف اختصاص داده شده فعال می کند. راه حل های مبتنی بر بی سیم{4}}همچنین به راحتی و با انعطاف بیشتری در تنظیمات صنعتی ادغام می شوند.
در نتیجه، این فناوری امکان جمع آوری و تجزیه و تحلیل هدفمندتر داده های فرآیند را فراهم می کند. با این قابلیتها، شرکتها میتوانند سیستمهای دوقلوی دیجیتالی ایجاد کنند و/یا از نظارت بر وضعیت قابل اعتماد برای اجرای اقدامات پیشگیرانه در هر زمان اطمینان حاصل کنند.
با استفاده مؤثر از این فناوری، شرکتها میتوانند فرآیندهای متنوعی را بهطور قابل اعتماد اجرا کنند و مدلهای انعطافپذیر «بهعنوان-یک-خدمات» را ایجاد کنند. این امر زمان خرابی را تا حداقل مطلق به حداقل می رساند، از خطاهای تولید جلوگیری می کند و تخصیص هدفمند پرسنل و مواد را تضمین می کند.
چگونه 5G به دیجیتالی شدن سرعت می بخشد و باعث صرفه جویی در انرژی می شود؟
Ludger Boeggering
فناوری 5G سنگ بنای حیاتی دیگری برای رسیدگی به چالش های دیجیتالی شدن است. اساساً، این فناوری اتوماسیون سریعتر را تسهیل میکند و شرکتها را به سمت انعطافپذیری بیشتر سوق میدهد. ویژگی های کلیدی آن شامل در دسترس بودن و قابلیت اطمینان است.
چه چالش ها و محدودیت هایی ممکن است هنگام استقرار 5G در اتوماسیون صنعتی ایجاد شود؟
Ludger Boeggering
ابتدا میخواهم تأکید کنم که پیشرفتهای فنآوری ناگزیر باعث ایجاد چالشهای{0} ویژه برنامه میشوند. نقاط قوت و محدودیت های 5G قابل تفکیک نیستند. برای مثال، برنامههای{4}زمانی حیاتی که زمان پاسخ میلیثانیه یا حتی میکروثانیه را میطلبند، همچنان به اتصالات سیمی نیاز دارند. در حال حاضر، هیچ کس منابع قابل توجهی برای توسعه راه حل های 5G مربوطه برای چنین سناریوهایی سرمایه گذاری نکرده است.
حتی در آینده، محیطهای اتوماسیون صنعتی دارای فناوریهای همزیستی خواهند بود. هیچ راه حل جهانی وجود ندارد.
اگر همچنان میخواهید از انعطافپذیری و مزایایی مانند پوشش منطقه مستقل و امن مشابه شبکههای دانشگاهی بهرهمند شوید، باید زیرساختهای مربوطه را ایجاد کنید که نیاز به سرمایهگذاری اولیه دارد.
اولین چالشی که هنگام پذیرش فناوری 5G در اتوماسیون صنعتی باید بر آن غلبه کرد، مدیریت انتظارات است. راه حل های زیرساختی-بیشتری در آینده پدیدار خواهد شد و استقرار-در مقیاس کوچک نیز امکان پذیر خواهد بود.
علاوه بر این، زیرساخت یکسان باید برای سناریوهای برنامه های کاربردی تا حد امکان استفاده شود، در نتیجه منافع برای کاربران به حداکثر برسد. طراحی زیرساخت شبکه باید به طور کامل این الزامات متنوع را در نظر بگیرد و تامین کنندگان باید تجهیزات مناسب را فراهم کنند.
یکی از جنبههای حیاتی پیادهسازی فناوری 5G در محیطهای اتوماسیون، ردیابیپذیری-تا{2}}پایان است. اپراتورها یا ادغامکنندگانی که راهحلهای 5G را اتخاذ میکنند باید همیشه بتوانند هر بخش از زیرساختهای ارتباطی را برای شناسایی سریع عیوب و بازگرداندن عملکرد عادی تجزیه و تحلیل کنند.
فناوری 5G از کدام باندهای فرکانسی مجزا برای اتوماسیون صنعتی استفاده می کند؟ مزایای مربوط به این باندها چیست؟
Ludger Boeggering
این سوال کاملاً گسترده است، بنابراین من از منظر کاربردی به آن می پردازم. برای سناریوهایی مانند نگهداری پیشبینیکننده یا نظارت بر محیطزیست، تمرکز بر پوشش عمیق، تراکم مشترک بالا و ادغام آسان با زیرساختهای موجود است. این در درجه اول شامل استفاده از باندهای سنتی از ارائه دهندگان شبکه عمومی است.
در سناریوهای دیگر، مانند کنترل اتوماسیون فرآیند و برنامههای کاربردی کمکی{0}}واقعیت افزوده، در دسترس بودن و قابلیت اطمینان بسیار مهم است. در این موارد، مزایای شبکههای خصوصی-از جمله امنیت دادهها-نقش مهمی دارد. چنین امکاناتی میتوانند از طیف باند متوسط-از 3.xx تا 4.xx گیگاهرتز استفاده کنند، جایی که تنظیمکنندهها برای سالها مجوزهایی را برای استفاده محلی تحت شرایط نسبتاً جذاب اعطا کردهاند.