4G LTE - инфраструктура, которая появится в обозримом будущем, в то время как 5G, как ожидается, не будет доступна как минимум еще год.
Энергетика находится в широком обиходе. Спрос на электроэнергию во всем мире продолжает расти, чему способствует не только растущее население, но и новые модели потребления, такие как электромобили, быстро распространяющиеся портативные устройства и Интернет вещей (IoT). С увеличением количества возобновляемых источников энергии традиционная сеть развивается в направлении распределенной сети, приправленной микросетями. Столкнувшись со стареющей инфраструктурой передачи и распределения, коммунальные службы работают над модернизацией своих устаревших систем, добавляя возможность удаленного мониторинга, управления активами и использования клиентов. Беспроводная связь обеспечивает интригующее решение проблемы непрерывного удаленного мониторинга и управления. В этой среде разговоры о переходе на сотовую связь 5G вызвали у многих инженеров-промышленников одновременно и любопытство и растерянность в отношении возможностей этой технологии. В этой статье мы попытаемся прояснить некоторые заблуждения, возникшие около 5G для промышленного использования.
Во главе с партнерским проектом 3-го поколения (3GPP), объединяющей семь различных организаций по стандартизации, 5G является последним предложением в семействе долгосрочного развития (LTE). Когда технология станет зрелой и системы будут развернуты полностью, 5G сможет достичь пиковой скорости передачи данных по нисходящей линии связи 20 Гбит / с с задержкой 4 мс. Конечно, в действительности скорости передачи данных больше похожи на приблизительно десяток мегабит в секунду, но дело в том, что 5G способен обеспечить уровни производительности, которые делают его чрезвычайно привлекательным для критически важных приложений. Это долгосрочное обещание. Вопрос в том, что сегодня доступно промышленным инженерам, желающим модернизировать свои системы? Давайте рассмотрим некоторые из наиболее распространенных вопросов.
Почему так сильно беспокоит технология 5G для промышленного применения?
Начнем с суммирования трех категорий вариантов использования, которые будет поддерживать 5G, как это определено в 3GPP:
Мобильный IoT / Massive IoT / LPWA (Широкая область с низким энергопотреблением)
- Зондирование, отслеживание и удаленный мониторинг
Критические коммуникации
- Сверхнадежные приложения с малой задержкой для служб быстрого реагирования и критических IIoT
Улучшенная мобильная широкополосная связь
- Более высокий уровень производительности для мультимедийных и других приложений
Существуют промышленные приложения IoT, которые соответствуют каждому из этих вариантов использования. Например, возможности LPWA позволят собирать данные о ранее не отслеживаемых активах. С точки зрения критической связи высокая надежность и низкая задержка могут открыть некоторые операции управления для беспроводного управления. Наконец, более высокая пропускная способность, обеспечиваемая улучшенной мобильной широкополосной связью, может позволить пользователям собирать огромные объемы данных, связанных с производительностью сложных машин.
Я слышал, что 5G уже доступен, это правда?
Что-то вроде того. Имейте в виду, что на 5G уходит много денег, и архивариусы (как носители, так и производители устройств) стремятся захватить 5G. Мы видели это раньше во время внедрения 4G. На выставке CES в 2011 году оператор беспроводной связи первого уровня начал маркировать свои телефоны HSPA + как 4G, хотя ни телефоны, ни сеть, в которой они работали, на самом деле не были 4G.
Совсем недавно оператору предъявляли иск за продвижение предложения 5G, которое на самом деле было просто более быстрой версией 4G. Отдельно другой ведущий оператор запустил услуги домашнего интернета 5G в нескольких городах. К сожалению, эти устройства 5G не совместимы между собой. Другими словами, клиент может купить телефон 5G в Чикаго, например, но он не обязательно будет работать в Хьюстоне.
Итак, если вкратце: некоторые версии 5G доступны на некоторых потребительских устройствах в некоторых городах.
Операторы сотовой связи закрывают свои сети 3G и говорят о 5G - означает ли это, что 4G скоро будет отключен?
Нет, но давайте проиллюстрируем этот ответ с помощью контекста. Более ранние стандарты, такие как 2G и 3G, были очень неэффективными и предлагали только ограниченную функциональность. LTE представляет собой значительное обновление по сравнению с действующей технологией. Операторы вложили много денег в создание своих сетей 4G LTE и хотят быть уверены, что эти активы будут работать как можно дольше. Вы можете думать о полосах частот как о полосе отвода, которую операторы покупают в FCC. В этой модели 2G и 3G были похожи на многополосные магистрали по сравнению с 4G LTE, которая похожа на скоростную железную дорогу. Потребовались огромные инвестиции, чтобы построить эту железную дорогу (которая только сейчас достигает каждой желаемой области), и они не планируют ее закрывать.
Стоит ли ждать, пока 5G будет готов, прежде чем оценивать новые технологии сотовой связи?
Это зависит от того, для чего вы хотите использовать сотовую связь. Если вы живете в Хьюстоне, штат Техас, или Сакраменто, штат Калифорния, и хотите Verizon 5G для домашнего интернета, сделайте это. Если вы оцениваете сотовую связь для приложения IIoT, все элементы решения 4G LTE (сеть, устройства, программное обеспечение для управления) уже существуют и широко используются во всем мире. Для сравнения, 5G находится в самом начале развития. Если вы решите продвинуться в крупномасштабном развертывании совместимого 5G, есть вероятность, что ваши конкуренты будут использовать преимущества подключения LTE 4G задолго до вас.
Я слышал о LoRa и других технологиях LPWAN - они являются частью 5G?
Нет. 5G относится к технологиям и вариантам использования, определенным и поддерживаемым 3GPP. Ряд технологий LPWN, в том числе Long Range (LoRa), были разработаны частными компаниями отдельно от стандартов 3GPP. Вы можете рассматривать их как альтернативные решения для традиционных технологий сотовых сетей, таких как LTE-M и NB-IoT. Они по-прежнему имеют большую ценность для некоторых приложений.
Какова лучшая стратегия для промышленного инженера, которому необходимо использовать беспроводную связь?
Возможно, наиболее важный момент, который должны понять промышленные инженеры, - это сотни проверенных вариантов использования, поддерживаемых технологией 4G LTE, таких как LTE Cat M, NB-IoT и другие категории LTE (Cat 1 - Cat 12). Удаленное подключение к ПЛК, прогнозное обслуживание - вот лишь некоторые из решений, работающих сегодня в этой области. Обсуждение компромиссов между различными технологиями 4G LTE предоставит достаточно материала для другой статьи. Достаточно сказать, что для промышленного применения низко висящие фрукты 4G LTE уже готовы для сбора, тогда как 5G потребуется несколько лет, чтобы достичь этого уровня зрелости.
Статья Эндрю Лунда, менеджера по продажам продукции Advantech