5G/Wi-Fi 6 세계에서 제조가 무선으로 전환될 수 있습니까?

최근 Wi-Fi 6 솔루션이 출시되고 5G 파일럿 프로젝트가 시작되고 새로운 공유 라이선스 스펙트럼 정책이 출시되면서 많은 사람들이 다음과 같이 궁금해합니다. 짧은 대답은 예입니다. 긴 대답은 제조에서 무선을 구현하는 "시기", "방법" 및 "비용"과 관련하여 수많은 뉘앙스와 복잡성이 있다는 것입니다.

우선 제조 산업은 예상 수명이 최소 10~15년인 장비에 의존합니다. 현재 공장 연결의 약 80%가 유선입니다. Wi-Fi에서 Wi-Fi 6으로 업그레이드할 수 있는 기능과 이전 버전과의 호환성이 있지만 5G는 그렇게 간단한 문제가 아닙니다. 따라서 5G 업그레이드는 기술 투자가 새로 고쳐지거나 교체됨에 따라 장기간에 걸쳐 발생할 것입니다. 공장용 5G 사용자 장비는 시장이 초기이고 표준이 아직 진화하고 있기 때문에 현시점에서 쉽게 구할 수 없습니다.

공장의 경우 주요 사용 사례에는 모바일 인력, 보안 플랜트 장비에 연결된 Remote Expert, 인력 위치 추적, 자산 위치 추적, 무선 기계 계측, 자율 차량 및 모바일 기계, 물리적 보안, 워크플로 최적화 및 무선 감지가 포함됩니다. 로봇, AR/VR, 디지털 트윈 등과 관련된 다른 사용 사례가 나타날 가능성이 높습니다.

이러한 다양한 사용 사례에 대한 요구 사항은 결정성, 대기 시간 및 처리량 측면에서 다양합니다. 무선에서 가장 중점을 두는 영역 중 하나는 전통적으로 유선 연결과 연결되고 IEEE 802.1Q에 의해 정의된 저지연 기능을 충족하는 것입니다. TSN(Time-Sensitive Networking) 또는 5G URLLC(Ultra-Reliable Low-Latency Communication)는 1~10밀리초의 매우 짧은 대기 시간이 필요한 애플리케이션(예:자동화 및 제어 시스템)에 연결됩니다. 1밀리초의 TSN이 제공하는 최저 대기 시간을 충족하는 것은 무선 기술에서 매우 어려운 일입니다. 3GPP 및 5G-ACIA와 같은 조직에서는 이 기능을 위해 상당한 노력을 기울이고 있습니다.

또 다른 요인은 공장의 지리적 위치입니다. 상위 10개 산업 국가는 산업 및 유사한 수직적 요구를 지원할 수 있는 특정 유형의 전용 스펙트럼으로 점진적으로 이동하고 있습니다. 예를 들어 독일에서 기업은 갱신 옵션을 사용하여 10년 동안 10Mhz 블록의 사설 LTE/5G 스펙트럼에 입찰하고 확보할 수 있습니다. 최근 발표에서 독일의 주요 자동차 제조업체는 공장에서 자체 5G 네트워크를 운영할 것이라고 밝혔습니다. 전용 스펙트럼을 통해 산업 기업은 네트워크에 대한 완전한 제어를 유지하거나 5G를 구현 및 실행하기 위해 서비스 제공업체를 고용하는 것 중에서 선택할 수 있습니다.

또 다른 옵션은 미국의 CBRS(Citizens Band Radio System)와 같은 공유 스펙트럼입니다. CBRS에는 기존 사용자, PAL(우선권 액세스 라이선스) 및 GAA(일반 승인 액세스)의 세 가지 사용자 수준이 있습니다. CBRS는 공유되므로 GAA인 경우 현역(미 해군) 또는 PAL 사용자로부터 서비스/스펙트럼 중단이 발생할 가능성이 있습니다. 또한 5G 네트워크를 구축하려면 새로운 무선(NR), 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 최종 장비 또는 네트워크 장비 어댑터에 대한 투자가 필요합니다.

무선 배포의 "시기"는 사용 사례 및 네트워크 요구 사항은 물론 네트워크 5G "슬라이스" 또는 전용 5G 스펙트럼으로 QoS 요구 사항을 지원하기 위한 스펙트럼 또는 SP 서비스의 소유 비용 및 서비스 계획 가용성에 따라 다릅니다.

제조사 입장에서는 유선, 블루투스, LoRa, Wi-Fi, Wi-Fi 6, LTE, 5G가 결합된 다중접속 환경이 최선의 선택이 될 가능성이 높다. 각각은 요구 사항과 원하는 제어 수준에 따라 고유한 이점을 제공합니다. 오늘날 공장은 다중 액세스가 가능하며 미래에도 여러 연결 옵션을 계속 활용할 것입니다.

빌드하거나 구매하시겠습니까?

그 외에도 제조업체는 5G를 배포하는 방법에 대한 핵심 질문에 직면하게 됩니다. 이는 기존의 구축 대 구매 결정의 변형입니다. 제조업체가 자체 전용 스펙트럼을 확보한 다음 사설 5G 네트워크를 구축 및 운영해야 할까요? 아니면 회사에 네트워크 배포, 운영 및 지원 서비스와 함께 전용 스펙트럼 "슬라이스"를 제공할 수 있는 서비스 제공업체와 협력해야 합니까?

개인 네트워크를 구축하고 유지 관리할 때 얻을 수 있는 주요 이점은 제어 능력 향상입니다. 단점 중 하나는 5G 네트워크를 실행하기 위해 직원을 교육하는 가파른 학습 곡선과 발생하는 모든 문제를 처리하는 데 어려움이 있다는 점입니다. 전용 스펙트럼 5G 장비에 대한 잠재적으로 더 높은 비용; 그리고 대중 시장의 5G 장비에 비해 최신 기능에 대한 액세스 속도가 더 느릴 가능성이 큽니다. 반면에 서비스 제공업체에 아웃소싱하면 최신 기술에 대한 액세스를 보장하면서 일상적인 관리의 부담을 덜게 되지만 네트워크에 대한 통제력을 잃게 됩니다.

제조업체의 경우 최상의 "방법"은 의도된 사용 사례에 따라 다릅니다. 대부분의 경우 5G 네트워크에 대한 하이브리드 접근 방식과 결합된 다중 액세스 환경이 최상의 옵션이 될 수 있습니다. 모든 배포에서 실현해야 하는 매우 다른 비용과 제어 문제가 있습니다.

고려할 비용

5G 및/또는 Wi-Fi 6에 대한 투자와 관련하여 "어느 것이 먼저입니까?"가 있을 수 있습니다. 수수께끼. 앞서 언급했듯이 대부분의 제조업체는 주로 유선 장비를 사용하여 공장을 운영하고 있습니다. 무선으로 전환하기 위해 리핑 및 교체 또는 개조하는 것은 OT 팀에게 어려운 케이스일 뿐만 아니라 도전 과제가 될 것입니다. 그러나 장비가 이러한 혁신을 거의 또는 전혀 사용할 수 없는 상황에서 5G와 같은 첨단 기술에 대한 투자를 정당화하는 것도 어려울 수 있습니다.

제조업체가 궁극적으로 무선으로 전환할 것으로 예상하지만, 각 회사는 이를 달성하는 방법에 대한 장기적인 로드맵을 개발해야 한다고 생각합니다. Cisco에서 취한 접근 방식과 유사합니다. 우리는 고객이 안전하고 미래에 대비한 네트워크 투자를 할 수 있도록 지속적으로 발전하는 로드맵을 가지고 있습니다. 로드맵은 현재부터 5G 이상으로 나아가는 과정에서 더 큰 가치를 실현하는 데 도움이 될 수 있습니다.

무선 트렌드와 다양한 기술 채택 단계에 대한 자세한 내용은 새로운 백서인 Wi-Fi 6 및 산업용 IoT의 사설 LTE/5G 기술 및 비즈니스 모델을 참조하거나 요약을 읽어 자세히 알아보세요!