Индустрия 4.0 требует масштабного Интернета вещей и беспрепятственного подключения

Чтобы воспользоваться преимуществами приложений и сервисов Индустрии 4.0, необходимо массовое развертывание датчиков, шлюзов и систем облачных вычислений с беспрепятственным подключением.

Некоторые люди думают, что Интернет вещей (IoT) всегда требует беспроводного подключения. Это заблуждение связано с массовым использованием мобильных устройств, носимых устройств и других подключенных устройств, которые физически не подключены к проводной сети.

Реальность такова, что большая часть промышленного Интернета обеспечивается проводными сетями, а Ethernet по-прежнему является основой подключения на большинстве заводов по всему миру.

Когда необходима беспроводная связь, новые технологии, такие как глобальные сети с низким энергопотреблением (LPWAN), такие как Sigfox, LoRaWan и NB-IoT, помогают управлять миллионами устройств IoT в локальных и удаленных объектах.

Проводное промышленное подключение и M2M существуют уже несколько десятилетий

С 1980-х годов многие отрасли извлекли выгоду из той или иной формы проводного подключения данных, в основном с использованием программируемых логических контроллеров (ПЛК), работающих от напряжения 24 В, которое считается глобальным стандартом напряжения и цифровым языком для промышленных приложений.

В 1990 году второе поколение сотовых сетей (2G) и SIM-карты представили беспроводную связь для промышленных услуг связи, сотовую связь между машинами (M2M).

M2M позволил промышленным предприятиям получать удаленный доступ к машинам и управлять ими, развертывать сотни подключенных устройств и собирать информацию в любом месте, где была доступна сотовая сеть. Оглядываясь назад, можно сказать, что M2M — это основа того, что мы сегодня называем IoT. Большинство оставшихся подключений M2M работает по стандарту 2G GPRS, требуя покрытия 2G EDGE и SIM-карт.

Сегодняшняя умная фабрика использует сочетание проводных и беспроводных технологий, работающих совместно с Time-Sensitive Networking (TSN).

TSN — это набор стандартов, определенных IEEE 802.1, которые позволяют сетям Ethernet предоставлять гарантии QoS для чувствительного ко времени и критически важного трафика и приложений. TSN — это набор инструментов, включающий четыре категории инструментов:управление ресурсами, формирование трафика, надежность и синхронизация времени.

По сути, промышленная сеть связи на основе TSN представляет собой конвергентную систему, позволяющую смешивать различные типы трафика. Требования к обслуживанию варьируются от максимально возможного трафика до критического трафика в реальном времени. TSN обеспечивает конвергенцию множества различных служб, работающих в общей сети, но при этом имеет инструменты для определения приоритетов срочных служб.

Для большинства подключений лучше всего подходят сети LPWAN

С появлением сетей Long-Term Evolution (LTE) или 4G для отраслей и потребителей стал доступен новый набор услуг и возможностей. LTE поддерживает несколько типов подключения, включая быструю передачу данных, малую задержку, передачу голоса по IP (VoIP) и глобальные сети с низким энергопотреблением (LPWAN).

Наиболее распространенные промышленные версии сетей 4G основаны на LTE-M, который стал новым M2M, и Narrowband-IoT (NB-IoT). Обе службы предназначены для массового Интернета вещей и обеспечивают подключение миллионов подключенных устройств с низким энергопотреблением.

Кроме того, широко доступны другие сети LPWAN, не использующие сотовую связь, включая LoRaWAN, Sigfox и Wi-Fi HaLow (IEEE 802.11ah).

Большинству промышленных подключений не требуется 5G, который все еще находится на ранних стадиях развертывания

За последние два года было много шума о 5G и его обещаниях молниеносной скорости и сверхнизкой задержки для критически важных подключений.

Изображение предоставлено Ericsson.

Реальность такова, что более 99% промышленных и профессиональных соединений IoT не нуждаются в этих уникальных функциях. Если требуется сотовая связь, 4G, LTE-M и NB-IoT могут обеспечить пропускную способность и широкие возможности подключения к Интернету вещей, необходимые для сегодняшних и будущих приложений.

Кроме того, полные спецификации 5G для обеспечения некоторых из его наиболее важных функций все еще определяются 3GPP и другими регулирующими органами. Потребуется еще несколько лет, чтобы сети 5G были готовы предоставлять услуги, необходимые для некоторых критически важных приложений IoT.

«5G действительно нужен, когда вам нужны какие-то специальные функции. Мы говорим о большем значении, меньшей задержке, гораздо большем количестве подключений или точек подключения, где у вас действительно есть проблемы с перегрузкой LTE. Таким образом, само представление о том, что 5G необходим для глобального сотового Интернета вещей, на самом деле не соответствует действительности». — говорит Мари Хоган, руководитель отдела Интернета вещей и широкополосного доступа в Ericsson.