在接下来的几年中，将在需要公司强大，超高速，高带宽网络的工业现场建立私有5G无线网络。从自动货架系统和生产线到增强现实和机器人，新的移动通信标准将实时控制每平方公里数十万个设备。工业5G预计将于2023年在德国以及英国，美国和其他国家使用。

 

5G对智能手机用户的吸引力显而易见：例如，它使他们可以在任何地方观看4K视频。但这对工业而言更为重要。这是通向工业4.0道路上的一个里程碑，由于端到端数字化和物联网，智能工厂变得更加灵活和高效。5G比当今的LTE快10至20倍，每位传输的能量仅消耗其千分之一。西门子工业无线通信产品管理负责人Sander Rotmensen说：“低延迟，极高的带宽，对自己的数据的控制，对网络性能的控制–专用网络为行业带来了前所未有的机遇。”

但是根据时间表，在未来几年中，私有网络必须成为现实，必须完成几个阶段。德国于去年三月完成了第一阶段。作为向移动网络运营商拍卖5G频率的一部分，Bundesnetzagentur（联邦网络管理局，BNetzA）为工业，研究机构和农业中的本地网络保留了频谱的一部分（介于3700 MHz和3800 MHz之间）。

 

这一成功很大程度上要归功于西门子以及其他知名工业公司和协会的支持。该频段非常适合小规模应用。Rotmensen说：“有意义的是，行业应该可以直接使用这些频率。” “我们比任何人都更了解工厂的要求。归根结底，对于行业而言，重要的是要尽可能高效地工作，这也意味着网络基础架构的最大可用性。”

毫不奇怪，像奥迪，梅赛德斯·奔驰，巴斯夫，甚至德国展览公司等德国公司已经在5G上进行投资。工业5G网络的基础也在其他地方奠定。例如，美国的公民宽带无线电服务（CBRS）计划为本地网络提供3,550 MHz至3,700 MHz之间的频率。英国通信办公室Ofcom在2019年6月发布的白皮书中宣布，它计划为本地运营商提供3.8至4.2 GHz，1,800 MHz，2,300 MHz和26 GHz的频段。

 

但是在工业公司可以使用这些频率之前，必须进一步开发5G标准以适应工业要求。第一步将在2020年中进行，国际移动网络委员会3GPP将发布“第16版”。这样就可以开始为本地生产设施开发硬件-基础设施和终端。而且，一旦频率使用费也得到了澄清（这是工业5G投资所需的重要细节），那么最初的概念验证演示将不会受到任何阻碍。

专用网络的好处是显而易见的。公司可以自行决定跟踪，存储，分析，控制和灵活配置数据流量。这使他们能够保证其流程-所有后勤和生产顺序-所需的速度和可靠性。Rotmensen说：“第16版发布后，我们将测试其具体潜力。” “但是已经很清楚，对于想要实时跟踪生产或在自己的网络（边缘应用程序）的“边缘”处理数据而无需先将所有内容发送到云的公司而言，5G是理想的选择。”

 

的确，工业中的无线通信并不是什么新鲜事物。 借助RUGGEDCOM WIN，西门子已经在各个领域使用专用的WiMAX无线电解决方案，但重点是用于监视和控制电网的智能电网环境。另外，例如在工厂和港口中，已经有一些隔离的专用LTE网络。西门子已经成功地将工业WLAN用于工业无线通信领域超过15年，并且满足了所有必需的要求，包括无线安全。随着工业5G的发展，IWLAN也正在进一步发展，因为世界各地并非都可以使用5G的私有工业频率。但是，这些解决方案都无法提供接近5G服务范围的任何解决方案。

尽管如此，在走向工业5G的道路上，在国际上建立本地应用的私有频谱也很重要，因为只有这样，基于5G的技术才能在全球工业中成功使用。Rotmensen表示：“在启动任何本地工业网络之前，Siemens将广泛测试工业5G网络的解决方案。 

对于
5G的机遇和局限性，西门子工业通信与识别总经理Herbert Wegmann提出了三个问题。

 

 

人们谈论5G已有一段时间了，但是工业5G的标准要到2020年年中才发布。您不急吗？

 

Hermann Wegmann：不，因为现在这只是时间问题。重要的是，国际移动无线电标准组织3GPP的版本16（预期为M2020）和版本17（预期为E2021）正在对工业公司的要求进行标准化。更为重要的是，促进该系统被工业公司接受的另一个重要步骤是，联邦网络局决定允许希望在工厂中使用5G的公司创建自己的本地网络。现在很明显，在德国，我们可以将3.7至3.8 GHz之间的100 MHz频带用于具有高质量服务的工业应用。我们对此感到高兴，这不仅是因为我们倡导了这项政策，而且因为工业5G将使我们第一次完全将工业连接起来。

 

5G的哪个方面给您印象最深？

 

韦格曼：数字–每平方公里一百万个连接的单位，每秒传输速率高达20吉比特，反应时间仅为几毫秒。这些数字说明了一切。但是，最让我印象深刻的是Industrial 5G将使之成为可能。它可以用于开发全新的灵活工厂概念。公司将能够随时根据当前情况动态调整生产区域，而无需对其基础架构进行重大更改。一旦我们开始意识到这些可能性，我们就将达到自组织工厂的愿景。

 

5G的限制是什么？

 

韦格曼：当然，在前进的过程中，我们必须抱有现实的期望。如果您将5G的三个优势（带宽，连接的设备数量和服务质量）描绘成一个三角形，则无法无限扩展这三个方面。对于工业应用，这意味着如果您需要确定性自动化系统的高质量服务，则您将不再拥有5G的整个带宽或最大数量的结构。这就是为什么本地频段对工业公司如此重要的原因。这是每个用户以类似于有线绑定的时间敏感网络（TSN）系统的方法为其应用优化无线网络的唯一方法。

2019-11-15

休伯特·布鲁尔