工業(yè)和專業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的5G核心

眾所周知，我們了解到在很多不同的垂直行業(yè)，特別是工業(yè)4.0這個(gè)超級(jí)垂直行業(yè)。在這里，改變游戲規(guī)則的技術(shù)不僅僅是一種研發(fā)投資承諾，而是每季度的競(jìng)爭(zhēng)需要。呈現(xiàn)出一系列復(fù)雜的、全球化供應(yīng)鏈所依賴的核心業(yè)務(wù)，任何新的可能的效率都是最重要的。就像所有這樣的討論一樣，我們很快就進(jìn)入了高度定義的使用案例，在這些案例中，新的能力、自動(dòng)化和效率直接推動(dòng)了長(zhǎng)期的成本降低，但更重要的是，或者至少是理想的，生產(chǎn)能力的重大飛躍。這些大規(guī)模的效率回報(bào)來自于無數(shù)的集體 "長(zhǎng)尾"，如果不是真正的Kaizon：改進(jìn)，而且往往是真正的突破性進(jìn)展，這在5年前是不可能想象的。但你如何開始呢？

在無處不在的物聯(lián)網(wǎng)的大背景下，現(xiàn)在5G已經(jīng)擴(kuò)展到智能工廠之外的物流車隊(duì)，使其產(chǎn)出流動(dòng)的是工廠內(nèi)部的車隊(duì)。這個(gè)經(jīng)常被遺忘的車隊(duì)就是簡(jiǎn)陋的叉車。隨著我們固定的工廠自動(dòng)化組件（如燈光、傳感器、環(huán)境控制、安全或其他）的消失，我們的移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施也將隨之消失，這包括人類操作的設(shè)備。這當(dāng)然帶來了挑戰(zhàn)，但隨著非公共無線網(wǎng)絡(luò)的引入，這些挑戰(zhàn)是完全可以解決的。

為了理解這些挑戰(zhàn)，人們不需要把鏡頭拉到工廠墻外。現(xiàn)代智能工廠的無線通信環(huán)境通常很困難，它為關(guān)鍵任務(wù)連接（URLLC）帶來了一系列一致的挑戰(zhàn)。這里有大量的金屬結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生各種干擾的高電場(chǎng)，以及結(jié)合室內(nèi)和室外的大面積物理區(qū)域。盡管叉車是由人操作的，但至少在目前，有必要向叉車操作員提供連續(xù)、準(zhǔn)確、特定位置的信息。當(dāng)然，他們需要知道在哪里拿起下一個(gè)托盤，在哪里放下，因?yàn)榭旃?jié)奏的工廠車間流程需要。但是，超越了操作員相對(duì)簡(jiǎn)單的需求，我們看到關(guān)鍵的價(jià)值主張逐漸成為焦點(diǎn)。對(duì)于這種水平的內(nèi)部車隊(duì)跟蹤，運(yùn)營(yíng)經(jīng)理正在尋找一個(gè)更廣泛、更清晰的站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)資產(chǎn)視圖，以幫助推動(dòng)效率，這將在整個(gè)制造過程中產(chǎn)生漣漪效益。

5G獨(dú)立（SA）就像帶類固醇的WiFi。今天的設(shè)備就像80年代末的電話，固定的電話，有一些有限的流動(dòng)性。那時(shí)不可能想象我們今天所使用的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。同樣的革命正在發(fā)生在現(xiàn)在的設(shè)備上。我們可以看到，變化已經(jīng)開始，但它將如何詳細(xì)發(fā)生仍然是未知數(shù)。由于在能源消耗和減少人力資源方面的全球挑戰(zhàn)，在自動(dòng)化水平方面向前推進(jìn)是強(qiáng)制性的。

為了能夠提高自動(dòng)化水平，我們需要設(shè)備的移動(dòng)通信技術(shù) - 我們需要非公共網(wǎng)絡(luò)。為什么這么說呢？公共網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商正在以最大努力的商業(yè)模式為消費(fèi)者服務(wù)，這對(duì)設(shè)備來說是不夠的。非公共網(wǎng)絡(luò)的購(gòu)買是為了解決一個(gè)特定的問題。這意味著，網(wǎng)絡(luò)需要適應(yīng)應(yīng)用需求。這在實(shí)踐中意味著什么？如果你打電話給你的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商，告訴他們你的Netflix不工作了，他們會(huì)嘲笑你。在非公共網(wǎng)絡(luò)情況下，我們會(huì)解決這個(gè)問題。

Cumucore是一家SW公司，正在使用最新的SW技術(shù)，開發(fā)用于工業(yè)4.0用例的尖端功能，如5GLAN和TSN。在非公共網(wǎng)絡(luò)中，核心是系統(tǒng)的大腦，做出決定，如誰可以連接到網(wǎng)絡(luò)，用戶可以使用什么樣的功能，設(shè)備可以與誰通信等。

我們自己開發(fā)了我們的軟件棧，沒有分包商，沒有開源電信項(xiàng)目。我們完全控制我們的軟件堆棧；這使我們比同類公司有很大的優(yōu)勢(shì)。我們可以非常迅速地滿足客戶的要求。我們的時(shí)間尺度是幾周而不是幾年。Cumucore的業(yè)務(wù)遍及全球。業(yè)務(wù)是基于與客戶和集成商的遠(yuǎn)程工作。工作方式和現(xiàn)代SW技術(shù)使我們與大型電信運(yùn)營(yíng)商相比具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。

連接的叉車 AGV

ABB AMR 叉車F702LC

作為一個(gè)案例，人民對(duì)連接叉車的需求超過了現(xiàn)有的解決方案，導(dǎo)致他們用第一代WiFi AP連接他們的叉車。盡管他們被告知不可能做到這一點(diǎn)，但他們的經(jīng)驗(yàn)讓人大開眼界。在過去的二十年里，它實(shí)際上運(yùn)行得非常好，雖然是第一代的形式，但提供了一個(gè)清晰的、出爐的商業(yè)案例，現(xiàn)在他們已經(jīng)決定在非公共網(wǎng)絡(luò)上繼續(xù)前進(jìn)。

該工廠需要將數(shù)據(jù)保存在他們自己的場(chǎng)所，并覆蓋工廠的室內(nèi)和室外，面積有幾平方公里。他們正在與一家IT集成商合作，該集成商已經(jīng)為該工廠服務(wù)多年，對(duì)現(xiàn)有的IT系統(tǒng)和組織非常了解。需要的應(yīng)用與生產(chǎn)管理有關(guān)。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)需要在各部門之間進(jìn)行劃分，并確保IT安全得到認(rèn)真遵循。這意味著在實(shí)踐中仔細(xì)選擇UE:s和IP規(guī)劃。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是工廠IT基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，而不是一個(gè)獨(dú)立的島嶼。建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)是很快的，也許一天就能完成，但整合和測(cè)試需要更長(zhǎng)的時(shí)間，需要工廠IT部門、集成商和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)核心供應(yīng)商在這個(gè)Cumucore中順利合作。

此舉的好處是為新的連接叉車網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)力量倍增器。現(xiàn)在，他們不再使用50個(gè)WiFi AP，而是使用3個(gè)eNB。他們可以用同樣的技術(shù)覆蓋室內(nèi)和室外區(qū)域，沒有額外的麻煩。但最大的好處是不僅節(jié)省了硬件，而且在布線方面也很可觀。

在典型情況下，布線成本（即工作和電纜）至少與WiFi AP硬件的成本一樣昂貴。由于非公共網(wǎng)絡(luò)使用更高的輸出功率和頻率，比WiFi使用的頻率更干凈，這意味著可以提供更廣泛的覆蓋區(qū)域，因此成本更低。更重要的是，同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)還可以用于除連接叉車以外的其他使用情況。通過優(yōu)先考慮不同的用戶和使用不同的帶寬策略，可以支持無限多的依賴移動(dòng)連接的過程。

雖然連接的叉車提供了非公共網(wǎng)絡(luò)的權(quán)力和關(guān)鍵任務(wù)潛力的一個(gè)例子。在展示繞過墻壁和承受惡劣條件的能力的同時(shí)，它為許多其他遵循相同邏輯和使用相同靈活基礎(chǔ)設(shè)施的高價(jià)值用例奠定了基礎(chǔ)。