Weidmüller entwickelt Lösungen für das Industrial 5G: Ein zuverlässiges Funknetz für die Industrie von morgen

Industrial 5G ermöglicht den Betrieb lokaler 5G-Campusnetze in industriellen Umgebungen und Prozessen unabhängig von den öffentlichen Mobilfunknetzen. Zusätzlich bietet Industrial 5G im Vergleich zu früheren Standards wie 4G/LTE Verbesserungen in Bezug auf Bandbreite, Kapazität, Latenz und Konnektivität. Diese Eigenschaften machen Industrial 5G besonders geeignet, um die Anforderungen von industriellen Anwendungen zu erfüllen.

Neuer Standard, viele Vorteile

Mit Industrial 5G lässt sich die Konnektivität und Kommunikation in industriellen Umgebungen revolutionieren. Es ermöglicht die drahtlose Vernetzung von Maschinen, Sensoren, Robotern, Steuerungssystemen und anderen Geräten, die in Fabriken, Fertigungsanlagen, Lagerhäusern und anderen industriellen Einrichtungen eingesetzt werden. Hier liegen einige der Hauptvorteile von Industrial 5G:

• Hohe Bandbreite: Industrial 5G bietet hohe Datenübertragungsraten, was die Verarbeitung und Bereitstellung großer Datenmengen verzögerungsfrei ermöglicht, wie zum Beispiel bei immersive AR- und VR-Anwendungen, die in Ausbildung, Wartung und Inspektion eingesetzt werden können.

• Niedrige Latenz: Die geringe Latenzzeit von Industrial 5G ermöglicht Echtzeitreaktionen, was für Anwendungen, die eine präzise Steuerung erfordern, von entscheidender Bedeutung ist. Beispielsweise können Roboter drahtlos in Echtzeit gesteuert werden, um komplexe Aufgaben auszuführen.

• Hohe Zuverlässigkeit: Industrial 5G bietet hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit und kann so in industriellen Prozessen Ausfallzeiten minimieren.

• Dichte der Verbindungen: Industrial 5G kann eine hohe Anzahl von Geräten pro Flächeneinheit unterstützen, was für Umgebungen mit vielen vernetzten Geräten, wie z. B. IoT-Anwendungen, wichtig ist.

• Konvergentes Funknetz: Industrial 5G ermöglicht das Erstellen von „Slices“ zur Segmentierung der Netze, um verschiedene Anwendungen logisch zu trennen, und zusätzlich unterschiedliche Anforderungen an Latenz, Bandbreite und Verfügbarkeit entsprechend der Anwendung zu ermöglichen. Somit ist ein Simultanbetrieb unterschiedlicher Applikationen mit Industrial 5G als konvergentes Netz möglich.

• Flexible Fertigung: Die Kombination der Industrial-5G-Konnektivität mit Automatisierungstechnologien ermöglicht neue flexible autonome Prozesse in der Fertigung, da die Verkabelung von Maschinen sowie Maschinenteilen entfällt.

Lokale 5G-Netze: Chance für Industrieunternehmen

Alle Vorteile des neuen Mobilfunkstandards können auch in lokalen 5G-Campusnetzen genutzt werden: So können Industrieunternehmen eigene Industrial-5G-Netze aufbauen, um die Kontrolle über ihre Kommunikationsinfrastruktur zu behalten, die Datenhoheit zu gewährleisten und spezifische Anforderungen besser zu erfüllen. Dieses bietet Unternehmen zahlreiche Vorteile, da es ihnen die Möglichkeit gibt, den Datenverkehr nach ihren eigenen Anforderungen zu überwachen, zu speichern, zu analysieren, zu steuern und flexibel anzupassen.

Zusätzlich bietet Industrial 5G die Möglichkeit einer exklusiven standortbezogenen Frequenznutzung für 5G Campusnetze. Dies stellt einen entscheidenden Vorteil gegenüber herkömmlichen Funklösungen dar, die lizenzfreie Funkfrequenzen nutzen, und mit anderen Funksystemen das begrenzte Frequenzband teilen müssen. Bei einer hohen Auslastung des Frequenzbands müssen die Funksysteme Leistungseinbußen hinnehmen.

Beispiele für Anwendungsfälle von Industrial 5G sind die vernetzte Fabrikautomatisierung, autonome Fahrzeuge in Lagerhäusern, drahtlose Steuerung von Industrierobotern, Fernüberwachung und -wartung von Maschinen, präzise Qualitätskontrolle in Echtzeit und vieles mehr. Insgesamt zielt Industrial 5G darauf ab, die Mobilität und Flexibilität zu erhöhen, und somit die Effizienz und Produktivität in industriellen Umgebungen zu steigern. Hier kann es aufgrund zahlreicher Vorteile das Wi-Fi als herkömmliche Technologie für interne Campusnetze sinnvoll ergänzen oder teilweise sogar ablösen.

5G-Campusnetz bei Weidmüller

Am Produktionsstandort Detmold hat Weidmüller ein eigenes 5G-Campusnetz realisiert. Um eine Fläche von mehr als 1000 Quadratmetern abzudecken, wurden zwei 5G-Basisstationen sowie ein 5G-Core-Server im Netzwerkschrank installiert. Zum Vergleich: Für die gleiche Fläche sind mit Wi-Fi vier bis sechs Access Points notwendig.

Auch hinsichtlich der Sicherheit zeigt Industrial 5G im Vergleich zu Wi-Fi einen großen Vorteil. Ein Beispiel: Statt eines gemeinsamen Passworts für alle Geräte wie in einem Wi-Fi-Netz wird mit Industrial 5G jedes Gerät einzeln mit unterschiedlichen Passwörtern abgesichert. Daher ist das Sicherheitsrisiko eines Cybersecurity-Angriffs mit Industrial 5G vermindert.

Neben dem praktischen 5G-Projekt am eigenen Produktionsstandort in Detmold engagiert sich Weidmüller auch in verschiedenen Forschungs- und Standardisierungsgremien. So ist das Detmolder Familienunternehmen beispielsweise Gründungsmitglied der „5G Alliance for Connected Industries and Automation (5G-ACIA)“ und in der „VDMA Wireless Communications for Machines (WCM)“. Darüber hinaus ist Weidmüller aktives Mitglied in zahlreichen Forschungsprojekten wie „5G4Automation“ oder „5Guarantee“.

Die Zukunft im Blick: Potenziale der Datenverarbeitung mit Industrial 5G

Alle Erkenntnisse, die Weidmüller mit dem eigenen 5G-Campusnetz als Anwender sammelt, lässt das Unternehmen sowohl in die Zusammenarbeit mit den verschiedenen Gremien als auch in die Forschungsprojekte einfließen. Industrial 5G wird dabei als Technologie der Zukunft verstanden, die in den kommenden Jahren stetig weiterentwickelt und seine Vorteile nach und nach in Industrieumgebungen ausspielen wird.

Zudem entwickelt Weidmüller als Lösungsanbieter mit den gesammelten Erkenntnissen Industrial 5G-Produkte und -Geräte, die den Anwendern die Implementierung eigener Industrial 5G-Lösungen ermöglichen und vereinfachen werden. Mit seiner ersten 5G Application Note geht Weidmüller noch einen Schritt weiter und liefert einen kompletten Leitfaden für die experimentelle Anbindung eines industriellen 5G-Netzes basierend auf u-OS-Edge-Geräten.