Cztery lata po debiucie 5G dla przemysłu dopiero zaczyna łączyć

Dzięki technologii 5G czas przesyłania danych w sieci bezprzewodowej z urządzenia na serwer i z powrotem skraca się do ułamka sekundy, dzięki czemu firmy wyposażone w tę technologię komunikacji mobilnej będą mogły podejmować błyskawiczne decyzje w sposób niemożliwy przy użyciu Wi‑Fi lub kabli. Roboty fabryczne mogą uniknąć niepotrzebnych awaryjnych wyłączeń, eliminując błędne sygnały informujące, że znalazły się zbyt blisko pracownika. Kombajny zbożowe wyposażone w kamery mogłyby podczas jazdy przesyłać zdjęcia upraw i dane o glebie do oprogramowania AI na serwerze, umożliwiając precyzyjne opryskiwanie problematycznych miejsc na polu. Lekarze mogliby zwiększyć precyzję zabiegów chirurgicznych dzięki zdalnie sterowanym narzędziom.

„Trend jest taki, że firmy chcą mieć wszystko pod swoją kontrolą” — mówi Christian Müller, starszy menedżer ds. sprzedaży i rozwoju biznesu w Rohde & Schwarz, którego aparatura testowo-pomiarowa pomaga firmom zapewnić, że ich prywatne sieci 5G sprostają nadchodzącej burzy danych. „To przykłady tego, dokąd zmierzamy i w jakim kierunku podążają badania”. Obecnie widzimy przede wszystkim, że sieci te są wdrażane z myślą o uczeniu się. To wszystko jest jednym wielkim placem zabaw.”

Cztery lata po debiucie 5G większość firm nadal pozostaje w trybie eksperymentowania, potwierdzając zasadność inwestycji, zamiast w pełni się w nią zaangażować. Choć ponad miliard konsumentów na całym świecie korzysta z subskrypcji usług 5G, firmy wciąż nie wykorzystują w pełni tej technologii do obsługi niskolatencyjnych, wysokoprzepustowych, intensywnie wykorzystujących czujniki zastosowań przemysłowych, do których ta technologia została zaprojektowana. Wdrożenie hamują wysokie koszty, zmieniające się standardy, brak dostępnych urządzeń i aplikacji oraz złożona architektura, która utrudnia integrację sieci z systemami IT firm.

Tylko 21% z 1325 globalnych firm ankietowanych przez firmę doradczą EY w listopadzie ubiegłego roku stwierdziło, że obecnie inwestuje w 5G, w porównaniu z 38% inwestującymi w szersze technologie Internetu rzeczy (IoT) oraz 65% inwestującymi w robotykę i automatyzację fabryk. Maszyny zbudowane zgodnie z najnowszym standardem są jeszcze rzadsze. Według firmy badawczej Transforma Insights pod koniec ubiegłego roku z pełnoprawnej technologii radiowej 5G korzystało zaledwie 1,1% komórkowych urządzeń IoT, choć do 2030 roku odsetek ten wzrośnie do ponad 10%. Zaledwie trzy na każde 10 000 takich urządzeń działają w prywatnych sieciach 5G, które firmy tworzą i utrzymują we własnym zakresie — liczba ta ma wzrosnąć 21-krotnie do początku następnej dekady.

Analityk Transforma, Matt Hatton, zauważa, że nadal brakuje aplikacji 5G specyficznych dla poszczególnych branż i procesów. „Jeśli chodzi o sieci prywatne, są to głównie środowiska testowe i pilotaże oraz obserwowanie, jak wszystko się sprawdza” — mówi. Firmy mają obecnie wybór: czy w przypadku tych sieci zdecydować się na 4G, czy na 5G? Większość firm nadal pozostaje po stronie 4G”.

Hala produkcyjna

Nie ma wątpliwości, że wiele dużych przedsiębiorstw nadal konsekwentnie wdraża 5G.

• John Deere inwestuje w prywatne sieci 5G dla swoich fabryk na Środkowym Zachodzie USA, podejmując dodatkowy krok polegający na zakupie własnego pasma 50 MHz w zakresie 3,5 GHz w lokalizacjach tych zakładów oraz zatrudnieniu specjalistów do zarządzania sieciami. Producent charakterystycznych zielono-żółtych traktorów i kombajnów wykorzystuje sieci głównie do śledzenia narzędzi oraz analizowania danych z linii produkcyjnych w celu usprawnienia montażu. Kolejny krok: wyposażenie robotów, które mogą współpracować z ludźmi, w 5G.
• Mercedes-Benz współpracuje z Telefónica Deutschland nad budową prywatnej sieci 5G na potrzeby produkcji samochodów w Factory 56 niedaleko Stuttgartu w Niemczech, gdzie na hali produkcyjnej o powierzchni 215 000 stóp kwadratowych powstają luksusowe sedany Klasy S oraz elektryczne SUV-y EQC. Wykorzystuje sieci 5G i Wi‑Fi do śledzenia pojazdów na linii produkcyjnej, jednocześnie wyświetlając dane produkcyjne na urządzeniach pracowników i dużych ekranach.
• Gigant usług finansowych Black Rock współpracuje z Verizon nad prywatną siecią 5G dla swojej siedziby Hudson Yards w centrum Manhattanu, chcąc wykorzystać wysokie prędkości i niskie opóźnienia w aplikacjach mobilnych na swoim parkiecie transakcyjnym, w tym w tych wykorzystujących rzeczywistość rozszerzoną/wirtualną.
• Ford wyposaża zakład w Dearborn w stanie Michigan, w którym produkowany jest elektryczny pickup F-150 Lightning, w sieć 5G, aby pracownicy linii produkcyjnej mogli korzystać z tabletów połączonych z siecią komórkową w celu uzyskiwania informacji o dostawach materiałów i stanie sprzętu oraz skanować telefonami komponenty ciężarówek będących w produkcji. Firma zainstalowała także sieć 5G w swojej fabryce w Dunton w Wielkiej Brytanii, aby zarządzać pół milionem punktów danych na minutę generowanych przez około 1000 spoin wymaganych przez akumulator i silniki pojazdu elektrycznego.
• Port lotniczy we Frankfurcie buduje dużą sieć 5G do zarządzania pojazdami autonomicznymi na płytach postojowych oraz monitorowania infrastruktury lotniska za pomocą robotów wyposażonych w kamery i latających dronów.

Mnóstwo żyznego gruntu dla 5G

Wysokie szybkości transferu danych i niskie opóźnienia w obie strony w technologii 5G (w obu przypadkach co najmniej pięciokrotnie lepsze niż w 4G), a także deklarowana możliwość obsługi do 1 miliona urządzeń na kilometr kwadratowy, sprawiają, że jest ona idealna dla pojazdów autonomicznych w fabrykach i portach lub dla procesów produkcyjnych, które natychmiast reagują na sygnały z oprogramowania.

Harbor Research, firma badawczo-konsultingowa z Denver, dostrzega obiecujące rynki dla sieci 5G nie tylko w dużych zakładach produkcyjnych, na parkietach giełdowych i w portach, ale także na platformach wiertniczych ropy i gazu, przy rurociągach, w samochodach połączonych z siecią oraz w chirurgii robotycznej. Niskie opóźnienia sieci 5G sprawiają, że jest ona szczególnie atrakcyjna tam, gdzie pojazdy lub roboty muszą być zdalnie kontrolowane lub sterowane.

Coraz więcej firm zacznie budować prywatne sieci 5G na potrzeby scenariuszy, w których gwałtownie rosnące wolumeny danych bezprzewodowych sprawiają, że przesyłanie ich na serwery za pośrednictwem sieci publicznych staje się zbyt kosztowne — mówi Allen Proithis, dyrektor generalny GXC, startupu z Austin w Teksasie. GXC, finansowana przez BMW i Intel, buduje sieci bezprzewodowe dla magazynów, gospodarstw rolnych i innych obiektów. Jak zauważa Proithis, niektóre maszyny rolnicze stały się „niczym wielomilionowe serwery generujące dane na brzegu sieci”. W magazynach elektryczne wózki widłowe muszą działać w środowiskach, w których sieć Wi‑Fi często zawodzi, a koszt światłowodu jest zbyt wysoki. „To właśnie tutaj 5G zaczyna pokazywać swoje możliwości” — mówi.

Jednak brak urządzeń obsługujących 5G oraz ich wysoka cena w porównaniu ze sprzętem poprzedniej generacji zahamowały rozwój. „W przyszłym roku będzie ich coraz więcej w przypadku zastosowań wymagających niskich opóźnień” — mówi Proithis. „Klienci nie chcą, aby te dane znajdowały się w sieci publicznej”.

Operatorzy telekomunikacyjni również mogą na tym skorzystać, ponieważ producenci samochodów, operatorzy portów i inne firmy dzierżawią pojemność w ich publicznych sieciach 5G zamiast budować własne. Jednak najbardziej atrakcyjne funkcje 5G, w tym możliwość oferowania klientom biznesowym przez operatorów dedykowanych, bezpiecznych części ich sieci, zwanych wycinkami, zależą od tego, czy operatorzy będą uruchamiać sprzęt 5G nie tylko w sieci dostępu radiowego łączącej urządzenia, ale także w rdzeniu sieci zarządzającym usługami i abonentami — rozwiązaniu określanym jako 5G „standalone”, które wciąż znajduje się na wczesnym etapie rozwoju.

Tryb wyczekiwania

Większość firm przyjmuje postawę wyczekującą. „Rozmawiamy o 5G od pięciu do siedmiu lat, ale infrastruktura nie była dostępna, a zwrot z inwestycji nie jest widoczny” — mówi Harry Pascarella, analityk w Harbor. „To doprowadziło do znacznie wolniejszego wdrażania, niż ktokolwiek się spodziewał”.

Według Transforma Insights moduły radiowe 5G mogą kosztować ponad 100 USD za sztukę, w porównaniu z mniej niż 20 USD za moduły radiowe 4G Long Term Evolution (LTE) i mniej niż 1 USD za Wi-Fi. Wdrożenie prywatnej sieci 5G może kosztować nawet 1 mln USD w całym okresie eksploatacji, czyli dwukrotnie więcej niż w przypadku 4G.

Wiele funkcji IoT i pojazdów połączonych, podkreślanych przez Rohde & Schwarz i GXC, dopiero trafia na rynek wraz z obecną wersją 16 specyfikacji 5G. Dodatkowe funkcje przyjazne dla branży muszą poczekać na kolejne wersje, w tym zestaw ulepszeń w wersji 18 o nazwie „5G Advanced”.

Wśród firm, które wdrożyły prywatną sieć komórkową opartą na 5G zamiast wcześniejszych technologii komórkowych — lub planują to zrobić w ciągu najbliższych dwóch lat — 78% wskazało szybszą łączność, 68% większą niezawodność, a 56% możliwość podłączenia większej liczby urządzeń, wynika z badania 415 firm przeprowadzonego w ubiegłym roku przez firmę badawczą IDC.

W pogoni za złotymi gęsiami

Operatorzy telekomunikacyjni muszą odzyskać setki miliardów dolarów wydane na widmo 5G i modernizację sieci, przyspieszając wdrażanie przemysłowego 5G, a jednocześnie unikając powtórki tego, co stało się z 4G dekadę temu, gdy zapłacili za licencje na widmo i modernizację sprzętu, po czym patrzyli, jak korzyści czerpią takie firmy jak Netflix, Google i Facebook należący do Meta.

Według raportu branżowej organizacji Global Mobile Suppliers Association na koniec lutego zaledwie 40 operatorów komórkowych na świecie testowało lub wdrażało 5G w swojej publicznej sieci rdzeniowej, spośród 523 operatorów inwestujących w licencje, wdrożenia lub testy 5G.

Jeśli operatorzy telekomunikacyjni przyspieszą wdrażanie pełnego 5G — obejmującego zarówno rdzeń sieci zarządzający zasadami, jak i sieć dostępu radiowego łączącą urządzenia w najnowszym standardzie — może to skłonić większą liczbę dostawców oprogramowania do tworzenia aplikacji dla przemysłu. „Nikt nie chce inwestować i podejmować zobowiązań, dopóki nie zobaczy ruchu po drugiej stronie” — mówi wiceprezes Oracle Communications Group Andrew De La Torre. „Branża niepokoi się brakiem przypadku użycia będącego kurą znoszącą złote jajka”. „Dzięki technologii 5G staramy się zbudować zupełnie nowy ekosystem”.

Oracle opracowuje aplikacje obsługujące 5G dla policji i innych służb pierwszego reagowania,

firm budowlanych i inżynieryjnych oraz restauracji, a także do predykcyjnego utrzymania ruchu w obiektach energetycznych i wodociągowych. Ocenia również zastosowania technologii 5G w urządzeniach medycznych oraz w monitoringu wideo pacjentów. W kwietniu firma Oracle poinformowała, że nawiąże współpracę z irlandzką firmą Druid Software, aby uruchomić jej platformę do budowy prywatnych sieci 5G w Oracle Cloud Infrastructure. „Jest jeszcze za wcześnie, by wieszczyć koniec 5G” — mówi De La Torre. „Wszyscy załamują ręce, mówiąc, że nic się nie dzieje.” Spokojnie.

Tworzenie fundamentów pod przełomową aplikację

Według firmy doradczej Deloitte oczekuje się, że do końca tego roku około 200 operatorów komórkowych zainwestuje w testy i wdrożenia sieci 5G standalone (PDF) — to dwa razy więcej niż w ubiegłym roku.

Wersja 17 specyfikacji 5G, która również trafi na rynek do końca roku, jeszcze bardziej obniży opóźnienia w komunikacji, dając programistom dodatkową zachętę do tworzenia aplikacji IoT obsługujących 5G. „Wtedy naprawdę zacznie zyskiwać popularność wśród przedsiębiorstw” — mówi Jason Leigh, analityk IDC, dodając, że branża łączności bezprzewodowej „potrzebuje przełomowej aplikacji, która pokaże różnicę między doświadczeniami LTE i 5G”.

Wydanie 18, planowane na 2025 r., będzie obejmować funkcje 5G Advanced, które oszczędzają energię i usprawniają zbieranie danych podczas przeprowadzania analiz uczenia maszynowego w sieciach 5G.

Specyfikacje 5G dla wersji 17 i 18 obejmują także technologię „reduced capability” o nazwie RedCap, która może obniżyć cenę urządzeń 5G IoT o połowę lub więcej, zużywając mniej energii i oferując szybsze transfery danych niż sieci komunikacji mobilnej wcześniejszych generacji.

Do końca tej dekady może zadebiutować następna generacja technologii komunikacji bezprzewodowej — 6G — obiecująca niemal zerowe opóźnienia. 6G może umożliwić robotom komunikowanie się ze sobą bez interwencji człowieka, zastąpić więcej ekranów dotykowych dyktowaniem głosowym oraz obsługiwać bardziej zaawansowane urządzenia medyczne do noszenia, które monitorują parametry życiowe.

Meantime, 5G spending is picking up and network performance is improving, encouraging companies staking much of their business on its expansion. “We’re seeing the first networks that are really in operation,” says Rohde & Schwarz’s Müller. “It’s coming slowly, step by step.”

Zobacz więcej artykułów Oracle Connect