清家

本期内容包含：

1.分级式工厂正在不断开展。释工数潜

2.。业悉5G。释工数潜 ：支撑各种I。业悉IoT。释工数潜衔接运用 。业悉

3.5G Re 。释工数潜dC。业悉ap（NR-Light）： 物联网。释工数潜衔接难题中缺失的业悉一环  。

4.5G：完成室表里无缝定位和授时
。释工数潜

5.工业4.0的业悉中心赋能者。

作者
。释工数潜

Sylvia Lu。业悉

u-blox公司战略部；5G- 。释工数潜AC。IA董事会成员 。

与咱们的家以及城市相同，工厂也变得越来越
。智能 。 。接收长途监控、主动化和其他智能技能，工业4.0有望使制作业更安全、更高效、更具有生产力。与此同时 ，5G生态体系正在敏捷扩展 ，供给了十分合适智能工业的多功用混合技能。

但是，要在工业4.0结构内充沛开释5G在工业物联网 (IIoT) 中的潜力，至少还短少两个要害要素。

首要，需求为中层物联网运用供给稳健牢靠的衔接
 。其次，需求准确无缝的室内定位
、导航和授时（PNT）功用。

在了解5G IIoT怎么开释工业4.0的悉数潜能之前，让咱们先扼要评论一下工厂中产生的演化。

分级式工厂正在不断开展。

向工业4.0转型要求咱们从头考虑工厂的蓝图 。现在 ，大多数工厂都选用传统的金字塔式分层规划 。最上面是信息技能范畴 ，是企业资源规划（ERP）功用的所在地
。下面是操作技能（OT）范畴 
。这一般包含与一系列
。操控器。相连的制作履行体系  ，这些操控器又与工厂中的不同设备相连 。

OT范畴一般十分涣散。各设备孤岛都运用不同的衔接技能和协议，如Profibus 、Profinet和EtherCAT。网关将不同的设备岛分隔开来  。这种设置造成了操作的复杂性和不灵敏性。

当时的体系尽管有用 ，但分段式规划阻止了工厂的数字化进程 。未来的工厂将不再选用自上而下的金字塔形式，而是选用彻底衔接的方法，然后进步生产率、灵敏性、运营功率和可用性。在这种形式下，单个设备 、工厂运用程序和外部体系将能够直接彼此。通讯。 ，而无需通讯网关
。5G将是完成这一方针的中心推进力之一。

图 1：得益于5G衔接，明日的工厂将今非昔比 。

1材料来历 《运用5G无线衔接促进智能制作》，爱立信技能谈论 。

5G：支撑各种IIoT衔接运用 。

5G在IIoT范畴的首要优势在于 ，它供给的衔接解决方案能够满意现代工厂中许多不同的运用
。

例如，主动扶引车（AGV），如用于将零件从库房运送到生产线的主动扶引车，或安装线上的。机器人。操控器 ，都需求超牢靠 、低推迟、高度安全和更灵敏的通讯。

监控生产线的工业无线 。传感器。有着天壤之别的需求 。能够运用多年的电池寿数、较低的复杂性以及可支撑小范围内的很多设备正是要害所在。但数据传输速率并不需求很高。

在其他当地，人工操作操控人员拿着笔记本 。电脑。或平板电脑在现场走来走去，的确需求更高的数据传输速率和更低的用户界面推迟
。5G的增强型移动宽带（eMBB）就十分合适这种运用。

不过，还有一类IIoT运用有着不同的要求。这便是咱们所说的“中层”
。在这些运用中 ，设备本钱低 
、外形尺寸小、数据传输速率适中都十分重要
。接下来 ，让咱们来重视一下这类设备  。

5G RedCap（NR-Light） ：

物联网衔接难题中缺失的一环。

监控摄像头和可穿戴设备等工业运用归于这种中间层的衔接要求
。对数据传输速率的需求高于 。NB-IoT。和L。TE
。-M1等技能所能支撑的水平  ，但全面的5G-NR衔接则显得过高。

这便是5G RedCap（也称为NR-Light）将添补重要空白的当地。它是中层IIoT运用的最佳挑选，在数据传输速率和复杂性方面完成了更佳交融
。5G Redcap以20 MHz布置时，能够供给10 Mbps到220 Mbps左右的中等数据传输速率 ，十分合适许多此类运用 
，其间一些运用现在或许正在运用LTE Cat 1和Cat 4。

图 2：5G RedCap坐落LTE-M1/NB-IoT和5G-NR之间。

尽管LTE网络仍将运用数年 ，但跟着时刻的推移，咱们将不可避免地看到向5G独立网络的过渡。此外，依据不同的装备 ，RedCap能够完成比LTE Cat 4更高的峰值数据速率和更低的推迟，然后为设备制作商供给改善产品和服务的时机 。RedCap还能在专用网络中供给与5G中心网的固有衔接，然后使重视网络寿数的工厂主和运营商获益 。

因而 ，5G RedCap为现在运用LTE Cat 1和LTE Cat 4的用户供给了一条向先进5G技能过渡的战略途径 。咱们以为，跟着5G RedCap开端大规模运用 ，现在运用LTE Cat 1或Cat 4的IIoT用例将不可避免地过渡到5G RedCap
，欧洲和美洲或许从2026年开端。

5G：完成室表里无缝定位和授时 。

尽管环绕5G的评论大多会集在衔接性上
，但该技能还供给定位和授时功用，这是咱们拼图中所短少的第二块。

室内定位是一个不断添加的商场，尤其是在制作业。运用包含盯梢东西、
。机械
。和其他财物。在这种情况下，需求亚米级的精度，但功耗有必要保持在较低水平，并且布置有必要简略方便。但是，室内PNT的运用一向开展缓慢 ，原因是铺设必要的基础设施需求昂扬的本钱和运营本钱（因为全球导航卫星体系 (GNSS)。 信号
。无法穿透建筑物）。此外 ，商场现已碎片化，就更需求布置一系列技能和解决方案 。

5G运用现有基础设施为这一问题供给了解决方案 。咱们估计，跟着5G设备生态体系的日渐老练，5G在室内定位方面的运用需求将开端添加。这很或许与更广泛的RedCap选用时刻表共同 ，即从2026年开端
。

相同，守时关于智能工厂的数据记载和机器办理也很重要。一般的做法是与国际时刻同步
 ，但在室内运用卫星信号或许会呈现差错。咱们展现了怎么运用5G蜂窝信号在室内环境中完成许多工业运用所需的亚微秒精度。

工业4.0的中心赋能者 。

跟着咱们进入2020年代后半期，工业5G的选用率正在稳步上升。咱们正在从前期的概念炒作到有用 
、可扩展的解决方案 ，现在现已布置了一千多个专用网络。到2028年，专用工业5G网络的数量将比2024年第一季度布置的数量添加八倍多。开展轨道清楚明了 ：工业5G正在开展壮大，代表着职业运营方法的改变
，运用5G推进功率和立异。

因为工业设备和基础设施需求较长的运用寿数 ，因而IIoT设备的规划者有必要选用具有敞开。接口。和可扩展架构的灵敏模块化解决方案。这将使5G成为推进未来工业4.0推行的要害技能
。

/关于u-blox公司/ 。

瑞士u-blox公司（SIX:UBXN）专心于为客户供给丰厚的芯片和模块产品以及全面的物联网服务，赋能客户以完成精准定位与万物互联
。咱们凭仗业界抢先的解决方案继续推进未来轿车与物联网职业的立异晋级 
。u-blox公司总部设于瑞士苏黎世塔尔维尔 ，现在全球职工约1,400名 ，可为客户量身打造出兼具精准、智能和可继续性的解决方案。