由于可以在惡劣條件下更好的提供現(xiàn)場支持,更好地連接設(shè)備和機器,5G正在成為滿足工業(yè)過程要求的先進(jìn)無線技術(shù)。
在整個過程工業(yè)應(yīng)用無線通信,有助于實現(xiàn)工廠的高效運營。例如,ISA100.11a是一種可靠的工業(yè)無線標(biāo)準(zhǔn)。符合ISA100要求的設(shè)備,遍布從過程監(jiān)控到閉環(huán)控制等諸多應(yīng)用。另一種技術(shù)是可用于資產(chǎn)監(jiān)控應(yīng)用的低功耗、廣域(LPWA)無線網(wǎng)絡(luò),其特點是各種節(jié)能技術(shù)和遠(yuǎn)程通信。無線通信還可用于現(xiàn)場連接手機和平板電腦等移動設(shè)備,從而提高現(xiàn)場操作的效率。
過程工業(yè)和其它制造業(yè)正在引入數(shù)字技術(shù),以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。作為一項核心技術(shù),無論部署在何處都能提供連接的無線通信變得越來越重要。與此同時,無線通信需要滿足各種應(yīng)用的需求,這一點也變得越來越具有挑戰(zhàn)性。例如,為了支持現(xiàn)場工人,必須確保在整個工廠內(nèi)的可靠連接。更精確地控制移動機器人,需要高可靠性和實時交互。
此外,為了利用人工智能(AI)實現(xiàn)工廠的自主運營,現(xiàn)場部署了許多傳感器。連接這些傳感器、獲取大量數(shù)據(jù)并將其傳輸至基于AI的分析,需要大容量通信。5G正在成為滿足工業(yè)過程要求的先進(jìn)無線技術(shù)。
01
5G通信特性概述
繼3G和4G/LTE之后,“5G”是第五代移動通信系統(tǒng)。雖然這幾代系統(tǒng)更多地是為個人通信服務(wù)而開發(fā)的,但5G也可用于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,物聯(lián)網(wǎng)將連接日常生活、制造業(yè)和其它行業(yè)的所有設(shè)備和物體。
如圖1所示,國際電信聯(lián)盟的無線電通信部門(ITU-R)定義了5G通信的三個特性:增強型移動寬帶(eMBB)、超可靠低延遲通信(uRLLC)以及大規(guī)模機器通信(mMTC)。以下的章節(jié)描述了對每個通信特性的性能要求。請注意,沒有必要同時滿足所有要求,例如,用20Gbps的高速通信同時連接100萬個終端。
▲5G通信的三個特性及其實際應(yīng)用。
● 增強型移動寬帶
5G專注于提高寬帶無線通信的數(shù)據(jù)吞吐量,這在前幾代中已經(jīng)得到了增強。智能手機和其它移動終端的寬帶服務(wù),就是利用這一特性的典型案例。需求包括高達(dá)20Gbps的通信速度和對特定區(qū)域用戶的大約100Mbps的穩(wěn)定通信帶寬。

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