4G LTE - інфраструктура, яка з'явиться в недалекому майбутньому, але 5G, як очікується, не буде доступна як мінімум ще рік.
Енергетика знаходиться в широкому ужитку. Попит на електроенергію в усьому світі продовжує зростати, чому сприяє не тільки зростаюче населення, але і нові моделі споживання, такі як електромобілі, які швидко поширюються, портативні пристрої та Інтернет речей (IoT). Зі збільшенням кількості поновлюваних джерел енергії традиційна мережа розвивається в напрямку розподіленої мережі, приправленою мікромережами. Зіткнувшись з старіючої інфраструктурою передачі і розподілу, комунальні служби працюють над модернізацією своїх застарілих систем, додаючи можливість віддаленого моніторингу, управління активами і використання клієнтів. Бездротовий зв'язок забезпечує інтригуюче вирішення проблеми безперервного віддаленого моніторингу та управління. У цьому середовищі розмови про перехід на стільниковий зв'язок 5G викликали у багатьох інженерів-промисловців одночасно і цікавість і розгубленість щодо можливостей цієї технології. У цій статті ми спробуємо прояснити деякі помилки, що виникли навколо 5G для промислового використання.
На чолі з партнерським проектом 3-го покоління (3GPP), що об'єднує сім різних організацій по стандартизації, 5G є останньою пропозицією в сімействі довгострокового розвитку (LTE). Коли технологія стане зрілою і системи будуть розгорнуті повністю, 5G зможе досягти пікової швидкості передачі даних по низхідній лінії зв'язку 20 Гбіт / с з затримкою 4 мс. Звичайно, в дійсності швидкості передачі даних більше схожі на приблизно десяток мегабіт в секунду, але справа в тому, що 5G здатний забезпечити рівні продуктивності, які роблять його надзвичайно привабливим для критично важливих додатків. Це довгострокова обіцянка. Питання в тому, що сьогодні є доспутпним для промислових інженерів, які бажають модернізувати свої системи? Давайте розглянемо деякі з найбільш поширених питань.
Чому так сильно турбує технологія 5G для промислового застосування?
Почнемо з підсумовування трьох категорій варіантів використання, які буде підтримувати 5G, як це визначено в 3GPP:
Мобільний IoT / Massive IoT / LPWA (Широка область з низьким енергоспоживанням)
- Зондування, відстеження і віддалений моніторинг
Критичні комунікації
- Наднадійні додатки з малою затримкою для служб швидкого реагування і критичних IIoT
Покращена мобільний широкосмуговий зв'язок
- Більш високий рівень продуктивності для мультимедійних та інших додатків
Існують промислові додатки IoT, які відповідають кожному з цих варіантів використання. Наприклад, можливості LPWA дозволять збирати дані про активи які раніше не відслідковувалися. З точки зору критичної зв'язку висока надійність і низька затримка можуть відкрити деякі операції керування для бездротового управління. Нарешті, більш висока пропускна здатність, що забезпечується поліпшеної мобільного широкосмугового зв'язком, може дозволити користувачам збирати величезні обсяги даних, пов'язаних з продуктивністю складних машин.
Я чув, що 5G вже доступний, це правда?
Щось на кшталт цього. Майте на увазі, що на 5G йде багато грошей, і архіваріуси (як носії, так і виробники пристроїв) прагнуть захопити 5G. Ми бачили це раніше під час впровадження 4G. На виставці CES в 2011 році оператор бездротового зв'язку першого рівня почав маркувати свої телефони HSPA + як 4G, хоча ні телефони, ні мережу, в якій вони працювали, насправді не були 4G.
Зовсім недавно оператору пред'являли позов за просування пропозиції 5G, яке насправді було просто швидшою версією 4G. Окремо інший провідний оператор запустив послуги домашнього інтернету 5G в декількох містах. На жаль, ці пристрої 5G не сумісні між собою. Іншими словами, клієнт може купити телефон 5G в Чикаго, наприклад, але він не обов'язково буде працювати в Х'юстоні.
Отже, якщо коротко: деякі версії 5G доступні на деяких споживчих пристроях в деяких містах.
Оператори стільникового зв'язку закривають свої мережі 3G і говорять про 5G - чи означає це, що 4G скоро буде відключений?
Ні, але давайте проілюструємо цю відповідь за допомогою контексту. Більш ранні стандарти, такі як 2G і 3G, були дуже неефективними і пропонували тільки обмежену функціональність. LTE являє собою значне оновлення в порівнянні з діючою технологією. Оператори вклали багато грошей в створення своїх мереж 4G LTE і хочуть бути впевнені, що ці активи будуть працювати якомога довше. Ви можете думати про смуги частот як про смугу відводу, яку оператори купують в FCC. У цій моделі 2G і 3G були схожі на багатосмугові магістралі в порівнянні з 4G LTE, яка схожа на швидкісну залізницю. Потрібні були величезні інвестиції, щоб побудувати цю залізницю (яка тільки зараз досягає кожної бажаної області), і вони не планують її закривати.
Чи варто чекати, поки 5G буде готовий, перш ніж оцінювати нові технології стільникового зв'язку?
Це залежить від того, для чого ви хочете використовувати стільниковий зв'язок. Якщо ви живете в Х'юстоні, штат Техас, або Сакраменто, штат Каліфорнія, і хочете Verizon 5G для домашнього інтернету, зробіть це. Якщо ви оцінюєте стільниковий зв'язок для додатка IIoT, все елементи рішення 4G LTE (мережі, пристрої, програмне забезпечення для управління) вже існують і широко використовуються у всьому світі. Для порівняння, 5G знаходиться на самому початку розвитку. Якщо ви вирішите просунутися в великомасштабному розгортанні сумісного 5G, є ймовірність, що ваші конкуренти будуть використовувати переваги підключення LTE 4G задовго до вас.
Я чув про LoRa і інших технологіях LPWAN - вони є частиною 5G?
Ні. 5G відноситься до технологій і варіантів використання, визначених і підтримуваних 3GPP. Ряд технологій LPWN, в тому числі Long Range (LoRa), були розроблені приватними компаніями окремо від стандартів 3GPP. Ви можете розглядати їх як альтернативні рішення для традиційних технологій стільникових мереж, таких як LTE-M і NB-IoT. Вони як і раніше мають велику цінність для деяких додатків.
Яка найкраща стратегія для промислового інженера, якому необхідно використовувати бездротовий зв'язок?
Можливо, найбільш важливий момент, який повинні зрозуміти промислові інженери, - це сотні перевірених варіантів використання, підтримуваних технологією 4G LTE, таких як LTE Cat M, NB-IoT і інші категорії LTE (Cat 1 - Cat 12). Віддалене підключення до ПЛК, прогнозне обслуговування - ось лише деякі з рішень, які працюють сьогодні в цій галузі. Обговорення компромісів між різними технологіями 4G LTE надасть достатньо матеріалу для іншої статті. Досить сказати, що для промислового застосування низько висять фрукти 4G LTE вже готові для збору, тоді як 5G буде потрібно кілька років, щоб досягти цього рівня зрілості.
Стаття Ендрю Лунда, менеджера з продажу продукції Advantech