산업 자동화에서 무선 통신의 새로운 영역

에릭슨의 5G 라디오닷

1990년대 중반 이후 산업용 통신 기술은 점점 주류 기술로 향하고 있습니다. 부분적으로 조정된 이러한 주류 솔루션은 제조 산업의 자동화 작업에 통합되었습니다. 이러한 예로는 이더넷 및 WLAN 기술뿐 아니라 산업용 PC도 포함된다고 Quectel Wireless Solutions Co., Ltd의 마케팅 부사장인 Alexander Bufalino는 말합니다.

이러한 추세의 한 가지 이유는 예를 들어 칩 및 장치와 같은 보다 비용 효율적인 하드웨어로 대체할 수 있도록 하는 IT 및 사무실 환경의 표준 기술을 사용하여 달성할 수 있는 규모의 경제입니다. 또 다른 이유는 주류 기술이 단일 산업의 요구 사항을 해결하는 데 실현 가능하지 않은 엔지니어링 성능을 제공하는 엄청난 수의 연구원과 개발자에 의해 뒷받침되기 때문입니다.

이동통신 기술도 상황은 비슷하다. ICT(정보 및 통신 기술)에서 유래했으며 처음에는 음성 통신에, 나중에는 데이터 통신에 점점 더 많이 사용되었습니다. 오늘날 이 기술은 로컬뿐만 아니라 인터넷과 결합하여 전 세계 거의 모든 곳에서 사용할 수 있는 진정한 글로벌 통신 네트워크인 빠른 무선 데이터 통신에 중점을 두고 있습니다.

중요하지 않은 모니터링 성공

산업 자동화(IA) 산업도 지난 10~15년 동안 애플리케이션에 셀룰러 기술(2G, Edge, 3G, LTE 등)을 사용하려고 시도했습니다. 성공적인 응용 프로그램은 특히 중요하지 않은 모니터링 작업과 기계 및 플랜트의 원격 유지 관리에 사용되었습니다.

그러나 이전 세대의 모바일 기술은 공공 스마트폰 사용자를 위한 모바일 광대역 사용 사례에 중점을 두었습니다. 이전 세대의 공용 모바일 네트워크에서 중요한 자동화 사용 사례를 처리하는 것은 예를 들어 지연 영역, 이벤트가 전달되는 속도, 결정성(위에서 언급한 이벤트가 전달되는 확실성)과 같은 몇 가지 문제를 야기합니다. 또한 이동 통신의 투명성과 진단은 대부분 IA의 기대에 미치지 못했습니다.

새로운 5 와 함께 이동 통신 기술의 세대, 5G, 산업 사용 사례, 특히 산업 자동화 사용 사례는 통신 솔루션의 대기 시간, 결정성 및 신뢰성에 대한 특별한 요구 사항에 중점을 두고 있습니다. 5G 기술은 표준화 조직 3GPP(3세대 파트너십 프로젝트 – www.3gpp.org)에서 개발 및 게시하는 릴리스라는 여러 단계를 거쳐 생성됩니다.

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현재 Release 15가 첫 번째 5G 릴리스로 게시되었습니다. 릴리스 16은 거의 완료되었으며 릴리스 17 및 18은 이미 계획 중입니다. 하지만 Release 15는 NR(New Radio)이라는 4G(LTE)에 비해 새로운 무선 통신 방식을 사용하는 5G 기술이 시장에 처음 등장한 것이다. 이것과 다른 많은 혁신을 통해 Release 15는 eMBB(Enhanced Mobile Broadband)로 식별되는 상당히 향상된 데이터 전송 속도를 가능하게 합니다.

사설 5G 네트워크

IA는 몇 가지 애플리케이션에서 이러한 혁신의 이점을 누릴 수 있습니다. 그러나 릴리스 16 및 17과 함께 제공될 새로운 기능에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 더 오래 참아야 합니까? 아니요, 이미 세계의 일부 지역에서 사용할 수 있고 다른 지역(사설 또는 비공개 5G 네트워크)에서 점점 더 많이 논의되고 있는 또 다른 참신함이 있기 때문입니다.

비공개 네트워크는 해당 기업의 특정 성능, 안정성 및 보안 요구 사항을 해결하도록 설계된 기업 전용 네트워크입니다. 5G 사설 네트워크는 공용 네트워크에서 완전히 격리되거나 기존 사업자 네트워크에 통합되는 다양한 방식으로 배포될 수 있습니다. 독일과 같은 많은 국가에서 스펙트럼 규제 당국은 개인 네트워크 운영을 위해 별도의 스펙트럼에서 이동 통신 기술을 사용할 수 있는 기회를 제공했습니다. 따라서 공용 모바일 무선 네트워크 외에도 동일한 기술을 사용하여 별도의 네트워크에서 로컬 애플리케이션에 서비스를 제공하기 위해 추가 주파수를 사용할 수 있습니다.

이러한 배경에서 피닉스컨택트, 에릭슨 및 Quectel은 사설 5G 네트워크에서 로컬 산업용 애플리케이션을 위한 최초의 산업용 5G 라우터를 개발 및 배포하기 위해 협력했습니다. 세 회사는 초기 단계에서 상호 작용을 시작하여 사설 5G 네트워크를 통해 상용 등급 성능을 제공하는 솔루션을 빠르게 개발할 수 있었습니다.

Quectel, Phoenix Contact 및 Ericsson 간의 협력은 5G 라우터의 안정적인 상용 성능을 보장하기 위해 Ericsson 연구소에서 광범위한 상호 운용성 테스트를 거쳤습니다. 또한 이 5G 독립형 사설망을 통해 인더스트리 4.0 애플리케이션을 구현하기 위해 세 회사 모두 긴밀하게 협력했습니다. 우리는 공동 노력을 통해 고객이 IA를 위해 미래에 입증된 최첨단 5G 비공개 네트워크를 쉽고 위험 없이 배포할 수 있도록 하고 있습니다.

Quectel은 5G, LTE/LTE-A, NB-IoT/LTE-M, UMTS/HSPA(+), GSM/GPRS 및 GNSS를 포괄하는 광범위한 제품 포트폴리오를 갖춘 셀룰러 및 GNSS 모듈의 글로벌 공급업체입니다. 전문 IoT 기술 개발자이자 셀룰러 모듈 공급업체인 Quectel은 IoT 셀룰러 모듈에 대한 원스톱 서비스를 제공할 수 있습니다. Quectel 제품은 스마트 결제, 텔레매틱스 및 운송, 스마트 에너지, 스마트 시티, 보안, 무선 게이트웨이, 산업, 의료, 농업 및 환경 모니터링을 포함하여 IoT/M2M 전반에 걸쳐 널리 적용되었습니다.

회사는 MWC 2019에서 RG500Q/RG510Q/RM500Q/RM510Q 모바일 라디오 모듈과 함께 최초의 5G 기반 모듈을 출시했습니다. 이 모듈은 Qualcomm의 현재 X55 칩셋을 사용하고 NSA(비독립형) 및 SA(독립형 단독) 모드, RG500Q/RM500Q는 sub-6GHz를 지원하고 RG510Q/RM510Q는 sub-6GHz 및 mmWave를 지원합니다.

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에릭슨 네트워크 공급업체로서 5G 기술 개발의 원동력입니다. Ericsson은 MNO(모바일 네트워크 사업자)의 기존 공용 모바일 광대역 통신 네트워크를 갖추는 것 외에도 CSP(통신 서비스 제공업체)와 협력하여 인더스트리 4.0의 맥락에서 5G의 잠재력을 최대한 활용하고 있습니다.

이러한 이유로 Ericsson은 개인 네트워크를 위한 전용 네트워크 솔루션을 개발했습니다. G. 맞춤형 Ericsson 사설 네트워크 솔루션 또는 소형 Ericsson Industry Connect. 시장에서 다양한 ICT 업체의 전문성을 최대한 활용하기 위해 Ericsson이 선호하는 전략은 이러한 5G 솔루션을 모바일 네트워크 사업자와 공동으로 업계에 제공하는 것입니다.

피닉스 연락처 전기 공학, 전자 및 자동화 분야의 구성 요소, 시스템 및 솔루션을 제공하는 글로벌 기업입니다. 무선 데이터 전송 분야에서 20년 이상의 경험을 보유한 피닉스컨택트는 산업용 애플리케이션을 위한 WLAN, Bluetooth 및 모바일 무선 라우터를 공급합니다.

피닉스컨택트의 최신 모바일 통신 개발 제품은 시장에 출시된 최초의 산업용 5G 셀룰러 라우터 중 하나인 5G 라우터입니다. 이 장치를 사용하면 기계, 제어 및 기타 장비와 같은 산업용 애플리케이션을 5G 네트워크에 연결할 수 있습니다. 이러한 장치의 초점은 리소스 사용, 우선 순위 및 동작에서 산업용 응용 프로그램을 조정하기 위한 목적으로 여러 응용 프로그램을 사설 5G 통신 인프라에 통합하는 것입니다.

5G 이동통신 기술의 장점

대부분의 라이선스가 없는 무선 대역만을 최선의 노력 원칙으로 사용할 수 있고 무선 스펙트럼이 과도하게 점유될 때 동일한 측정으로 성능 손실을 감수해야 하는 이전의 비 3GPP 무선 솔루션과 달리 개인 모바일 무선 네트워크를 통해 기업의 요구 사항에 따라 스펙트럼 사용을 설계할 수 있습니다.

따라서 5G 네트워크는 산업 자동화의 새로운 통신 백본이 되어 다양한 애플리케이션을 동시에 제공할 수 있습니다. 개별 센서에서 임시로 연결된 기계, 모바일 도구 및 고해상도 비디오 카메라가 있는 무인 운송 시스템에 이르기까지 모든 통신은 무선, 고성능, 확장 가능하고 우선 순위가 지정됩니다.

저자는 Alexander Bufalino, 마케팅 부사장, Quectel Wireless Solutions Co., Ltd.