由于可以在惡劣條件下更好的提供現場支持,更好地連接設備和機器,5G正在成為滿足工業過程要求的先進無線技術。
在整個過程工業應用無線通信,有助于實現工廠的高效運營。例如,ISA100.11a是一種可靠的工業無線標準。符合ISA100要求的設備,遍布從過程監控到閉環控制等諸多應用。另一種技術是可用于資產監控應用的低功耗、廣域(LPWA)無線網絡,其特點是各種節能技術和遠程通信。無線通信還可用于現場連接手機和平板電腦等移動設備,從而提高現場操作的效率。
過程工業和其它制造業正在引入數字技術,以進一步提高生產效率。作為一項核心技術,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用的需求,這一點也變得越來越具有挑戰性。例如,為了支持現場工人,必須確保在整個工廠內的可靠連接。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)實現工廠的自主運營,現場部署了許多傳感器。連接這些傳感器、獲取大量數據并將其傳輸至基于AI的分析,需要大容量通信。5G正在成為滿足工業過程要求的先進無線技術。
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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。雖然這幾代系統更多地是為個人通信服務而開發的,但5G也可用于物聯網(IoT)網絡基礎設施,物聯網將連接日常生活、制造業和其它行業的所有設備和物體。
如圖1所示,國際電信聯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)以及大規模機器通信(mMTC)。以下的章節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用。
● 增強型移動寬帶
5G專注于提高寬帶無線通信的數據吞吐量,這在前幾代中已經得到了增強。智能手機和其它移動終端的寬帶服務,就是利用這一特性的典型案例。需求包括高達20Gbps的通信速度和對特定區域用戶的大約100Mbps的穩定通信帶寬。