在接下來的幾年中，將在需要公司強大，超高速，高帶寬網(wǎng)絡的工業(yè)現(xiàn)場建立私有5G無線網(wǎng)絡。從自動貨架系統(tǒng)和生產(chǎn)線到增強現(xiàn)實和機器人，新的移動通信標準將實時控制每平方公里數(shù)十萬個設(shè)備。工業(yè)5G預計將于2023年在德國以及英國，美國和其他國家使用。
5G對智能手機用戶的吸引力顯而易見：例如，它使他們可以在任何地方觀看4K視頻。但這對工業(yè)而言更為重要。這是通向工業(yè)4.0道路上的一個里程碑，由于端到端數(shù)字化和物聯(lián)網(wǎng)，智能工廠變得更加靈活和高效。5G比當今的LTE快10至20倍，每位傳輸?shù)哪芰績H消耗其千分之一。西門子工業(yè)無線通信產(chǎn)品管理負責人Sander Rotmensen說：“低延遲，極高的帶寬，對自己的數(shù)據(jù)的控制，對網(wǎng)絡性能的控制–專用網(wǎng)絡為行業(yè)帶來了前所未有的機遇?！?/span>
與電信公司合作
但是根據(jù)時間表，在未來幾年中，私有網(wǎng)絡必須成為現(xiàn)實，必須完成幾個階段。德國于去年三月完成了第一階段。作為向移動網(wǎng)絡運營商拍賣5G頻率的一部分，Bundesnetzagentur（聯(lián)邦網(wǎng)絡管理局，BNetzA）為工業(yè)，研究機構(gòu)和農(nóng)業(yè)中的本地網(wǎng)絡保留了頻譜的一部分（介于3700 MHz和3800 MHz之間）。
這一成功很大程度上要歸功于西門子以及其他知名工業(yè)公司和協(xié)會的支持。該頻段非常適合小規(guī)模應用。Rotmensen說：“有意義的是，行業(yè)應該可以直接使用這些頻率。” “我們比任何人都更了解工廠的要求。歸根結(jié)底，對于行業(yè)而言，重要的是要盡可能高效地工作，這也意味著網(wǎng)絡基礎(chǔ)架構(gòu)的最大可用性?！?/span>
概念驗證演示
毫不奇怪，像奧迪，梅賽德斯·奔馳，巴斯夫，甚至德國展覽公司等德國公司已經(jīng)在5G上進行投資。工業(yè)5G網(wǎng)絡的基礎(chǔ)也在其他地方奠定。例如，美國的公民寬帶無線電服務（CBRS）計劃為本地網(wǎng)絡提供3,550 MHz至3,700 MHz之間的頻率。英國通信辦公室Ofcom在2019年6月發(fā)布的白皮書中宣布，它計劃為本地運營商提供3.8至4.2 GHz，1,800 MHz，2,300 MHz和26 GHz的頻段。
但是在工業(yè)公司可以使用這些頻率之前，必須進一步開發(fā)5G標準以適應工業(yè)要求。第一步將在2020年中進行，國際移動網(wǎng)絡委員會3GPP將發(fā)布“第16版”。這樣就可以開始為本地生產(chǎn)設(shè)施開發(fā)硬件-基礎(chǔ)設(shè)施和終端。而且，一旦頻率使用費也得到了澄清（這是工業(yè)5G投資所需的重要細節(jié)），那么最初的概念驗證演示將不會受到任何阻礙。
無線通信正在進一步發(fā)展
專用網(wǎng)絡的好處是顯而易見的。公司可以自行決定跟蹤，存儲，分析，控制和靈活配置數(shù)據(jù)流量。這使他們能夠保證其流程-所有后勤和生產(chǎn)順序-所需的速度和可靠性。Rotmensen說：“第16版發(fā)布后，我們將測試其具體潛力?！?nbsp;“但是已經(jīng)很清楚，對于想要實時跟蹤生產(chǎn)或在自己的網(wǎng)絡（邊緣應用程序）的“邊緣”處理數(shù)據(jù)而無需先將所有內(nèi)容發(fā)送到云的公司而言，5G是理想的選擇。”
的確，工業(yè)中的無線通信并不是什么新鮮事物。 借助RUGGEDCOM WIN，西門子已經(jīng)在各個領(lǐng)域使用專用的WiMAX無線電解決方案，但重點是用于監(jiān)視和控制電網(wǎng)的智能電網(wǎng)環(huán)境。另外，例如在工廠和港口中，已經(jīng)有一些隔離的專用LTE網(wǎng)絡。西門子已經(jīng)成功地將工業(yè)WLAN用于工業(yè)無線通信領(lǐng)域超過15年，并且滿足了所有必需的要求，包括無線安全。隨著工業(yè)5G的發(fā)展，IWLAN也正在進一步發(fā)展，因為世界各地并非都可以使用5G的私有工業(yè)頻率。但是，這些解決方案都無法提供接近5G服務范圍的任何解決方案。
必須在全球范圍內(nèi)建立專用頻譜
盡管如此，在走向工業(yè)5G的道路上，在國際上建立本地應用的私有頻譜也很重要，因為只有這樣，基于5G的技術(shù)才能在全球工業(yè)中成功使用。Rotmensen表示：“在啟動任何本地工業(yè)網(wǎng)絡之前，Siemens將廣泛測試工業(yè)5G網(wǎng)絡的解決方案。
現(xiàn)實的期望
對于
5G的機遇和局限性，西門子工業(yè)通信與識別總經(jīng)理Herbert Wegmann提出了三個問題。
人們談論5G已有一段時間了，但是工業(yè)5G的標準要到2020年年中才發(fā)布。您不急嗎？
Hermann Wegmann：不，因為現(xiàn)在這只是時間問題。重要的是，國際移動無線電標準組織3GPP的版本16（預期為M2020）和版本17（預期為E2021）正在對工業(yè)公司的要求進行標準化。更為重要的是，促進該系統(tǒng)被工業(yè)公司接受的另一個重要步驟是，聯(lián)邦網(wǎng)絡局決定允許希望在工廠中使用5G的公司創(chuàng)建自己的本地網(wǎng)絡。現(xiàn)在很明顯，在德國，我們可以將3.7至3.8 GHz之間的100 MHz頻帶用于具有高質(zhì)量服務的工業(yè)應用。我們對此感到高興，這不僅是因為我們倡導了這項政策，而且因為工業(yè)5G將使我們第一次完全將工業(yè)連接起來。
5G的哪個方面給您印象最深？
韋格曼：數(shù)字–每平方公里一百萬個連接的單位，每秒傳輸速率高達20吉比特，反應時間僅為幾毫秒。這些數(shù)字說明了一切。但是，最讓我印象深刻的是Industrial 5G將使之成為可能。它可以用于開發(fā)全新的靈活工廠概念。公司將能夠隨時根據(jù)當前情況動態(tài)調(diào)整生產(chǎn)區(qū)域，而無需對其基礎(chǔ)架構(gòu)進行重大更改。一旦我們開始意識到這些可能性，我們就將達到自組織工廠的愿景。
5G的限制是什么？
韋格曼：當然，在前進的過程中，我們必須抱有現(xiàn)實的期望。如果您將5G的三個優(yōu)勢（帶寬，連接的設(shè)備數(shù)量和服務質(zhì)量）描繪成一個三角形，則無法無限擴展這三個方面。對于工業(yè)應用，這意味著如果您需要確定性自動化系統(tǒng)的高質(zhì)量服務，則您將不再擁有5G的整個帶寬或最大數(shù)量的結(jié)構(gòu)。這就是為什么本地頻段對工業(yè)公司如此重要的原因。這是每個用戶以類似于有線綁定的時間敏感網(wǎng)絡（TSN）系統(tǒng)的方法為其應用優(yōu)化無線網(wǎng)絡的唯一方法。
2019-11-15
休伯特·布魯爾
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