本文來自電子發(fā)燒友網(wǎng)，作者/周凱揚。
在商用移動5G網(wǎng)絡的建設中，基本遵循著盡力而為的設計思路，所以我們?nèi)粘Ｉ钪械?G服務往往體驗不一。但對于一些企業(yè)專線來說，不僅帶寬需要保障，安全可靠、專業(yè)服務等也同樣需要得到保障。而這樣的確定性在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中尤為重要，所以才有了TSN標準，5G網(wǎng)絡為了打入工業(yè)領域，也開始在確定性網(wǎng)絡上打磨。
5G融入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)
現(xiàn)如今工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，占據(jù)主導的依然是以太網(wǎng)、工業(yè)總線之類的工控協(xié)議，同時也已經(jīng)引入了Wi-Fi、藍牙、ZigBee、UWB之類的無線通信方式。將5G融入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)無疑會使接入方式更加多樣，但與此同時也要適配不同的工控協(xié)議，整合多種接入的制式，這樣才能實現(xiàn)與存量工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的共存與融合。
這在復雜閉環(huán)控制系統(tǒng)中尤為重要，PLC、傳感器和電機之間實現(xiàn)的高精度運動控制很可能會采用不同的通信方式和協(xié)議，編碼器等傳感器采集數(shù)據(jù)時也可能會采用不同的通信模式，5G在接入這套系統(tǒng)中，就必須考慮兼容和納管的問題。
再者就是我們上面提到的確定性問題，其中包括時延抖動的穩(wěn)定性、通信可靠性和安全性等等，這些定義了“質(zhì)量”和“精度”的確定性要求，將直接影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)環(huán)境中帶來的品質(zhì)和安全。
工業(yè)以太網(wǎng)和總線在這塊已經(jīng)耕耘很久了，而5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要想做到這樣的確定性還需繼續(xù)加大投入。比如對于PLC來說需要做到10ms的延時和99.9999%的可靠性，而目前大規(guī)模的5G網(wǎng)絡只能做到20ms和99.99%，商用來說已經(jīng)足夠，但部署在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)仍然不夠。
5G確定性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
正因如此，國內(nèi)三大運營商和華為、中興等廠商也在極力推動5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的試點，全力搭建5G確定性工業(yè)網(wǎng)絡。在巴塞羅那MWC展會上，中國聯(lián)通與中興通信聯(lián)合發(fā)布了5G-A確定性工業(yè)在美的廚熱智能工廠中的實踐成果，通過開展5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點，驗證了工業(yè)現(xiàn)場的本地業(yè)務處理以及超低時延的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
中興甚至在南京降建造了一個“用5G制造5G”的5G智能制造基地，利用安全、可靠且高速低時延的5G專網(wǎng)，將5G云化AGV、5G云化PLC、5G機器視覺、5G巡檢機器人和數(shù)字孿生等創(chuàng)新應用都植入了生產(chǎn)流程中，實現(xiàn)5G自主生產(chǎn)。根據(jù)中興通信給出的數(shù)據(jù)，該制造基地在生產(chǎn)效率上實現(xiàn)了近乎翻倍的成績，同時也降低了出現(xiàn)生產(chǎn)紕漏的概率和生產(chǎn)能耗。
再從中國聯(lián)通發(fā)布的《5G/5G-A確定性網(wǎng)絡賦能垂直行業(yè)》白皮書來看，隨著產(chǎn)業(yè)逐漸邁向新的5G標準化，再結(jié)合URLLC+TSN、感知加強、5G LAN等技術(shù)，5G-A確定性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)會扮演更加重要的角色。諸如低功耗高精度的定位和測距應用，多模感知的通信服務等，也都會成為5G確定性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的Killer App。
小結(jié)
其實在經(jīng)歷過疫情之后，各行業(yè)都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)黑燈工廠存在著不小的需求，而5G對于實現(xiàn)全無人化有著天生的優(yōu)勢，但要想集成到復雜工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的IT和OT環(huán)境中去，現(xiàn)有的表現(xiàn)仍然有些捉襟見肘。
即便如此，運營商、芯片與設備廠商也應該在加強5G確定性的同時，盡快開展相關的試點計劃，因為確定性網(wǎng)絡從規(guī)劃、試點到商用和應用方案的流程耗時更長，早做準備就能在5G-A網(wǎng)絡落地之際，就能盡快開展5G確定性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)筑。
