Nouveau domaine de communication sans fil dans l'automatisation industrielle

RadioDot 5G d'Ericsson

Depuis le milieu des années 90, les technologies de communication industrielle se sont de plus en plus orientées vers les technologies grand public. Ces solutions grand public – en partie adaptées – ont été intégrées aux tâches d'automatisation de l'industrie manufacturière. Les exemples incluent la technologie Ethernet et WLAN, mais aussi le PC industriel, déclare Alexander Bufalino, vice-président marketing, Quectel Wireless Solutions Co., Ltd.

L'une des raisons de cette tendance est les économies d'échelle qui peuvent, par exemple, être réalisées en utilisant des technologies standard de l'environnement informatique et bureautique qui permettent de se rabattre sur du matériel plus rentable comme les puces et les appareils. Une autre raison est que les technologies traditionnelles sont soutenues par un nombre énorme de chercheurs et de développeurs, qui fournissent des performances d'ingénierie qui ne seraient pas réalisables pour répondre aux besoins d'une seule industrie.

La situation est similaire avec la technologie de communication mobile. Il provient des TIC (technologies de l'information et de la communication) et a été utilisé dans son évolution, d'abord pour la communication vocale et plus tard de plus en plus pour la communication de données. Aujourd'hui, cette technologie se concentre sur la communication de données rapide et sans fil, non seulement localement, mais en combinaison avec Internet, il s'agit d'un réseau de communication véritablement mondial qui peut être utilisé depuis presque n'importe où dans le monde.

Succès dans la surveillance non critique

L'industrie de l'automatisation industrielle (IA) a également essayé d'utiliser les technologies cellulaires (2G, Edge, 3G, LTE et autres) pour leurs applications au cours des 10 à 15 dernières années. Les applications réussies ont été en particulier dans les tâches de surveillance non critiques et dans la maintenance à distance de machines et d'installations.

Cependant, les générations précédentes de technologie mobile se sont concentrées sur les cas d'utilisation du haut débit mobile pour l'utilisateur public de smartphones. La gestion des cas d'utilisation critiques de l'automatisation dans les générations précédentes de réseaux mobiles publics pose plusieurs défis, par exemple dans les domaines de la latence, la vitesse à laquelle un événement est transmis, et le déterminisme, la certitude avec laquelle l'événement mentionné ci-dessus est transmis. De plus, la transparence et le diagnostic des communications mobiles n'ont généralement pas répondu aux attentes de l'IA.

Avec le nouveau 5 ^ème La génération de technologie de communication mobile, la 5G, les cas d'utilisation industriels et en particulier les cas d'utilisation d'automatisation industrielle ont été mis en évidence avec leurs exigences particulières en matière de latence, de déterminisme et de fiabilité de la solution de communication. La technologie 5G est créée en plusieurs étapes, les soi-disant versions qui sont développées et publiées par l'organisation de normalisation 3GPP (le projet de partenariat de 3e génération - www.3gpp.org).

Actuellement, la version 15 a été publiée en tant que première version 5G. La version 16 est presque terminée et les versions 17 et 18 sont déjà en cours de planification. Cependant, la version 15 est la première technologie 5G à apparaître sur le marché qui utilise une nouvelle méthode de communication radio par rapport à la 4G (LTE) appelée nouvelle radio (NR). Avec cela – et de nombreuses autres innovations – la version 15 permet une vitesse de transmission de données considérablement augmentée, identifiée comme le haut débit mobile amélioré (eMBB).

Réseaux 5G privés

L'IA peut bénéficier de ces innovations dans quelques applications. Cependant, une attention particulière devra être portée aux nouveautés qui accompagneront les Releases 16 et 17. Doit-on patienter plus longtemps ? Non, car il existe une autre nouveauté qui est déjà disponible dans certaines régions du monde et qui fait de plus en plus l'objet de discussions dans d'autres régions :les réseaux 5G privés ou non publics.

Les réseaux non publics sont des réseaux dédiés aux entreprises conçus pour répondre aux besoins spécifiques de performances, de fiabilité et de sécurité de l'entreprise respective. Les réseaux privés 5G peuvent être déployés de différentes manières, soit totalement isolés du réseau public, soit intégrés aux réseaux des opérateurs existants. Dans de nombreux pays, comme l'Allemagne, les autorités de régulation du spectre ont créé des possibilités d'utiliser la technologie des communications mobiles dans des fréquences distinctes pour l'exploitation de réseaux privés. Ainsi, en plus des réseaux radio mobiles publics, des fréquences supplémentaires sont disponibles pour desservir des applications locales dans des réseaux séparés avec la même technologie.

Dans ce contexte, Phoenix Contact, Ericsson et Quectel ont travaillé ensemble pour développer et déployer le premier routeur 5G industriel pour les applications industrielles locales dans un réseau 5G privé. En commençant à interagir à un stade précoce, les trois sociétés ont pu développer rapidement une solution offrant des performances de qualité commerciale sur les réseaux 5G privés.

La collaboration entre Quectel, Phoenix Contact et Ericsson a donné lieu à des tests d'interopérabilité approfondis au laboratoire Ericsson pour garantir la performance commerciale fiable du routeur 5G. De plus, les trois sociétés ont coopéré étroitement pour activer les applications de l'Industrie 4.0 avec ce réseau privé autonome 5G. Grâce à nos efforts conjoints, nous permettons à nos clients de déployer facilement et sans risque un futur réseau non public 5G à la pointe de la technologie et éprouvé pour l'IA.

Quectel est un fournisseur mondial de modules cellulaires et GNSS, avec un large portefeuille de produits couvrant 5G, LTE/LTE-A, NB-IoT/LTE-M, UMTS/HSPA(+), GSM/GPRS et GNSS. En tant que développeur professionnel de technologies IoT et fournisseur de modules cellulaires, Quectel est en mesure de fournir des services à guichet unique pour les modules cellulaires IoT. Les produits Quectel ont été largement appliqués dans l'IoT/M2M, notamment pour les paiements intelligents, la télématique et les transports, l'énergie intelligente, les villes intelligentes, la sécurité, les passerelles sans fil, l'industrie, la santé, l'agriculture et la surveillance de l'environnement.

La société a lancé les premiers modules basés sur la 5G avec ses modules de radio mobile RG500Q/RG510Q/RM500Q/RM510Q au MWC 2019, qui utilisent le chipset X55 actuel de Qualcomm et prennent en charge la 5G Release 15 à la fois en NSA (non autonome) et en SA (stand-alone) seul), avec RG500Q/RM500Q prenant en charge les fréquences inférieures à 6 GHz et RG510Q/RM510Q prenant en charge les fréquences inférieures à 6 GHz et mmWave.

Ericsson en tant que fournisseur de réseau est une force du développement de la technologie 5G. En plus d'équiper les réseaux de communication publics haut débit mobiles traditionnels des opérateurs de réseaux mobiles (MNO), Ericsson collabore avec des fournisseurs de services de communication (CSP) pour exploiter pleinement le potentiel de la 5G dans le contexte de l'industrie 4.0.

Pour cette raison, Ericsson a développé des solutions de réseau dédiées pour les réseaux privés, par ex. g. la solution de réseaux privés Ericsson sur mesure ou la solution compacte Ericsson Industry Connect. Pour tirer le meilleur parti de l'expertise des différents acteurs des TIC sur le marché, la stratégie privilégiée d'Ericsson est d'offrir ces solutions 5G conjointement avec les opérateurs de réseaux mobiles vers l'industrie.

Contact Phoenix est un fournisseur mondial de composants, de systèmes et de solutions dans le domaine de l'électrotechnique, de l'électronique et de l'automatisation. Avec plus de 20 ans d'expérience dans le domaine de la transmission de données sans fil, Phoenix Contact fournit des routeurs WLAN, Bluetooth et radio mobile pour les applications industrielles.

Le dernier développement de communication mobile de Phoenix Contact est un routeur 5G, l'un des premiers routeurs cellulaires 5G industriels sur le marché. Avec cet appareil, les applications industrielles, telles que les machines, les commandes et autres équipements, peuvent être connectées à un réseau 5G. L'objectif de ces appareils est l'intégration de différentes applications dans une infrastructure de communication 5G privée dans le but d'orchestrer les applications industrielles dans leur utilisation des ressources, leur priorité et leur comportement.

Avantage de la technologie de communication mobile 5G

Contrairement aux solutions sans fil précédentes non 3GPP, qui ne peuvent utiliser que toutes les bandes radio - pour la plupart sans licence - avec un principe du meilleur effort et qui doivent accepter des pertes de performances dans une mesure égale lorsque le spectre radio est fortement occupé, une radio mobile privée Le réseau permet de concevoir l'utilisation du spectre en fonction des besoins de l'entreprise.

Ainsi, le réseau 5G peut devenir une nouvelle épine dorsale de communication dans l'automatisation industrielle, permettant de desservir simultanément de nombreuses applications différentes. Des capteurs individuels aux machines temporairement connectées, aux outils mobiles et même aux systèmes de transport sans conducteur avec caméras vidéo haute résolution, toutes les communications sont sans fil, hautes performances, évolutives et hiérarchisées.

L'auteur est Alexander Bufalino, VP Marketing, Quectel Wireless Solutions Co., Ltd.