Private 5G-Netze: Industrielle Automatisierung transformieren

Seit Mitte der 1990er Jahre konvergieren industrielle Kommunikationstechnologien zunehmend mit Mainstream-IT-Lösungen. Ethernet, WLAN und Industrie-PCs wurden für Fabrikautomation adaptiert, wie Alexander Bufalino, VP Marketing bei Quectel Wireless Solutions Co., Ltd., darlegt.

Skaleneffekte treiben diesen Wandel: Standard-IT-Hardware – Chips, Geräte, Komponenten – bietet kosteneffizientes Deployment, während eine riesige Forschungscommunity diese Technologien mit robuster Engineering-Performance untermauert, die Einzelbranchenlösungen nicht bieten können.

Mobile Kommunikation entwickelte sich von Sprache zu High-Speed-Daten und liefert nun echte globale Konnektivität, praktisch überall zugänglich. Industrielle Automatisierung (IA) erforscht seit einem Jahrzehnt zellulare Technologien (2G, Edge, 3G, LTE) und findet Erfolg in nicht-kritischem Monitoring und Remote-Wartung.

Frühere Generationen waren auf öffentliche Smartphone-Nutzung zugeschnitten; ihre hohe Latenz, begrenzte Determinismus und undurchsichtige Diagnostik stellten Herausforderungen für missionskritische IA-Anwendungen dar.

5G: Für industrielle Nutzung konzipiert

Mit 5G verschiebt sich der Fokus auf die strengen Latenz-, Determinismus- und Zuverlässigkeitsanforderungen der industriellen Automatisierung. 5G wird in aufeinanderfolgenden Releases definiert durch das 3GPP (3rd Generation Partnership Project – www.3gpp.org). Release 15 führte das New Radio (NR) ein und ermöglichte Enhanced Mobile Broadband (eMBB). Releases 16, 17 und 18 sind in Entwicklung.

Private 5G-Netze

Private, oder nicht-öffentliche, 5G-Netze sind unternehmensdedizierte Infrastrukturen, die spezifische Performance-, Zuverlässigkeits- und Sicherheitsbedürfnisse erfüllen. Sie können vollständig isoliert oder in Betreibernetze integriert sein, und Spektrumregulierer – z. B. in Deutschland – weisen separate Bänder für lokale private Nutzung zu.

In einer bahnbrechenden Kooperation starteten Quectel, Phoenix Contact und Ericsson den ersten industriellen 5G-Router für private Netze, der kommerzielle Performance und Industry-4.0-Anwendungen ermöglicht.

Das Trio führte umfangreiche Interoperabilitätstests in Ericsson-Labs durch, um die Router-Zuverlässigkeit zu validieren und ko-entwickelte Lösungen für standalone private 5G-Deployments.

Quectel, globaler Lieferant von zellularen und GNSS-Modulen, bietet ein breites Portfolio: 5G, LTE-L, NB-IoT, UMTS/HSPA+, GSM/GPRS und GNSS. Seine RG500Q/RG510Q und RM500Q/RM510Q Module – vorgestellt auf MWC 2019 – unterstützen 5G Release 15 in NSA- und SA-Modi mit Sub-6-GHz- und mmWave-Fähigkeiten.

Ericsson, führender Netzwerkausrüster, treibt 5G-Entwicklung voran und partnerschaftlich mit CSPs, um Industry-4.0-Potenzial freizusetzen. Es bietet maßgeschneiderte Private-Network-Lösungen wie Ericsson Private Networks Solution und das kompakte Industry Connect.

Phoenix Contact, mit über 20 Jahren Erfahrung in drahtloser Datenübertragung, liefert WLAN, Bluetooth und Mobile Router. Sein neuester 5G-Router integriert industrielle Anwendungen in ein privates 5G-Backbone, priorisiert Ressourcennutzung und Verhalten.

Warum 5G Legacy Wireless übertrifft

Im Gegensatz zu Legacy Non-3GPP Wireless, das auf geteilten, lizenzfreien Bändern operiert, erlauben private 5G-Netze Spektrumzuteilung, die maßgeschneidert für Unternehmensbedürfnisse ist, was Performanceverlust in überfülltem Spektrum eliminiert.

Folgerichtig kann 5G zum Rückgrat der industriellen Automatisierung werden, unterstützt Sensoren, mobile Werkzeuge, fahrerlose Transportsysteme und hochauflösendes Video – alles drahtlos, hochperformant, skalierbar und priorisiert.

Der Autor ist Alexander Bufalino, VP Marketing, Quectel Wireless Solutions Co., Ltd.