Priemyselné siete budú potrebovať stabilné, bezpečné a rýchle pripojenie na zaznamenávanie a spracovanie údajov v reálnom čase na monitorovanie, riadenie a údržbu zariadení, pretože konektivita je základom Priemyslu 4.0. Očakáva sa, že 5G poskytne rýchlosť, spoľahlivosť, kapacitu a mobilitu, ktorú výrobcovia požadujú pri úspešnej implementácii internetu vecí.

Čo je to vlastne technológia 5G?

5G je piata generácia mobilných sietí. Je navrhnutá s ohľadom na lepšie pripojenie, rýchlosť, kapacitu a celkový výkon. Na rozdiel od predchádzajúcich generácií mobilného rádiového spojenia, ako napríklad 3G alebo 4G, spĺňa 5G prvýkrát tiež priemyselné požiadavky, čím môže byť zaručená inteligentná bezdrôtová komunikácia medzi strojmi a aplikáciami.

5G je mimoriadne rýchla. Rýchlosť sťahovania a odosielania dát je oveľa vyššia ako v prípade predchádzajúcich technológií. V skutočnosti sa 5G považuje za rýchlejšiu ako 4G LTE. V číslach to predstavuje stokrát vyššiu prenosovú rýchlosť (100 Mbps : 10 Gbps), pričom teoretická prenosová rýchlosť je ešte vyššia (300 Mbps : 30 Gbps). Môže tiež podporovať oveľa väčšiu kapacitu ako predchádzajúce generácie bezdrôtových technológií, ktoré sú schopné zvládnuť tisíce súčasne pripojených zariadení.

Obzvlášť významnou charakteristikou 5G je nízke oneskorenie. Tento pojem znamená rýchlosť reakcie, resp. rozdiel medzi časom, kedy zadáme požiadavku (napr. kliknete na odkaz na internete), a časom, keď server zareaguje na požiadavku. Neuveriteľne nízka latencia 5G znamená, že je citlivejšia a prakticky bez oneskorenia.

Potrebuje priemysel 5G?

Na prvý pohľad sa môže zdať, že 5G siete sú len márnotratným výstrelkom dnešnej doby. Opak je pravdou. Pred pár rokmi nebolo bežnou praxou, že sa na mobilnú sieť pripájali aj iné zariadenia než mobilné telefóny. Dnes je to však inak. Fenomén zvaný internet vecí prepája rôzne zariadenia, ktoré potrebujú pripojenie k internetu. Súčasné siete tento nápor nových zariadení nemusia ustáť.

Bezdrôtová technológia piatej generácie teda nie je len o rýchlejšom pripojení k priemyselným zariadeniam, je aj o schopnosti spravovať tisíce pripojení prebiehajúcich súčasne. V porovnaní s 4G, ktorá je schopná súčasne podporovať až 60 000 zariadení na kilometer štvorcový, 5G bude údajne schopná pojať viac ako milión zariadení na kilometer štvorcový súčasne.

Ak teda používame čoraz viac pripojených zariadení, premieňame naše mestá na inteligentné a stále viac závisíme od internetu vecí na našich pracoviskách, zdá sa správne konštatovať, že by sme mali 5G v našich životoch privítať.

Aké sú aplikácie 5G?

Nová 5G technológia otvára v priemysle širšie možnosti vysokého stupňa automatizácie. Zároveň umožní vzájomnú komunikáciu a centralizované riadenie strojov a mobilných výrobných a logistických zariadení na diaľku s okamžitým reakčným časom. Dostupnejšia bude aj diagnostika s využitím virtuálnej a rozšírenej reality, prípadne ich servis na diaľku. Prínos 5G sietí v oblasti logistiky spočíva najmä v pokročilom monitorovaní transferu materiálu v reálnom čase, v optimalizácii logistických tokov a širokých možnostiach diagnostiky a vizualizácie logistických trás a zariadení na diaľku pomocou virtuálnej reality. Snáď najvýraznejšie využitie vďaka implementácii 5G technológie zaznamená rozvoj umelej inteligencie, a to v sektoroch, kde doterajšou brzdou bola rýchlosť digitalizácie a nedostatok údajov. 5G sieť podporuje rýchle reakcie zo strany zariadení a umožňuje okamžitú reakciu algoritmov UI. Práve 5G sieť umožňuje pripojenie veľkého počtu nových zariadení, ktoré predtým bolo možné pripojiť len veľmi zložito.

Na obr. 1 je niekoľko príkladov použitia, ktoré by mohli využívať výhody 5G siete. Napríklad hoci výrobcovia už roky používajú automaticky riadené vozidlá (AGV) v závodoch, na navigovanie AGV sa často používajú značky umiestnené na podlahe. 5G umožní AGV vozidlám pracovať v neštruktúrovanom prostredí a prispôsobovať trasy podľa okolitých podmienok získaných z viacerých snímačov pozdĺž ich trasy.

Existujú výzvy spojené s 5G?

Potenciál 5G je obrovský, ale s jeho používaním v priemysle môžu vznikať aj isté problémy. V prvom rade pracovníci budú musieť byť vyškolení, aby mohli efektívne monitorovať a riadiť výrobné procesy v novom a odlišnom prostredí. Novovzniknuté pracovné miesta budú vyžadovať rozsiahle znalosti zložitých technológií, medzi ktoré patrí aj 5G sieť a vlastnosti s ňou spojené.

Ďalej je tu otázka nákladov. Priemyselné podniky si musia byť isté, že investície do 5G sietí vytvoria dostatočnú hodnotu, aby to stálo za to. Okrem toho je toto odvetvie notoricky pomalé. Dostať sa do bodu, keď priemysel bude môcť vyťažiť maximum z využívania 5G, môže trvať ešte dlhé mesiace, ba až roky.

Tiež je tu otázka frekvenčného spektra. Každé zariadenie, ktoré komunikuje bezdrôtovo, vyžaduje spektrum a s rôznymi pásmami používanými na rôzne veci treba tieto spektrá starostlivo spravovať. Pre priemyselné podniky je výhodnejšia výstavba a údržba vlastnej 5G siete s vlastným spektrom, pretože môžu konfigurovať sieť podľa svojich špecifických potrieb s cieľom lepšieho pokrytia, kvality a bezpečnosti.

Mapa pokrytia 5G sieťou

Spoločnosť Ookla, ktorá prevádzkuje známy portál speedtest.net, sprístupnila mapu pokrytia 5G sieťami. V súčasnosti podľa údajov, ktoré spoločnosť zverejnila, jednotlivé regióny sveta pokrýva 21 564 5G vysielačov. Najviac z nich je v Európe, približne 10 000. Paradoxom je, že v Číne je ich iba pár stoviek, a to aj napriek tomu, že v krajine pôsobí spoločnosť Huawei, ktorá sa pokladá za jedného z najväčších inovátorov v tejto oblasti.

5G na Slovensku

V roku 2019 spustil svoju testovaciu 5G sieť operátor 4ka v Banskej Bystrici. Koncom roka 2020 sa k nemu pridal aj operátor O2, ktorý v Bratislave spustil testovaciu 5G sieť fungujúcu v štyroch mestských častiach – v Petržalke, Ružinove, Dúbravke a Karlovej Vsi. Operátor Slovak Telekom spustil komerčne využiteľnú 5G sieť, ktorú si môžu používatelia vyskúšať vo vybraných mestských častiach Bratislavy – v Petržalke, Ružinove, Novom Meste, Trnávke, Vajnoroch, Vrakuni, Podunajských Biskupiciach a Devínskej Novej Vsi (vrátane areálu Volkswagenu). Operátor Orange spustí svoju 5G sieť v roku 2021.

V súvislosti s komerčným zavádzaním 5G siete bol predstavený aj projekt prvej kampusovej 5G siete na Slovensku. Kampusové siete (angl. Private Campus Network) sú tzv. lokálne privátne bezdrôtové siete vybudované pre určitú geografickú oblasť, napr. univerzitu, kancelárske budovy či priemyselné podniky. Fungujú nezávisle od verejnej mobilnej siete, a preto sú prispôsobené na konkrétne použitie, pričom vyhovujú aj požiadavkám v oblasti Priemyslu 4.0. Privátne 5G kampusové siete prinášajú rôzne výhody použitia v priemysle, ako sú vysoká bezpečnosť, spoľahlivosť, vysoká prenosová rýchlosť dát v spojení s nízkou latenciou siete a schopnosťou pripojiť k sieti obrovské množstvo zariadení.

Prvá kampusová 5G sieť vznikne v areáli spoločnosti CEIT v blízkosti Žilinskej univerzity v Žiline. Spoločnosť CEIT patrí medzi slovenských lídrov v oblasti Priemyslu 4.0. Novú 5G sieť plánuje využiť na ďalší vývoj aj na technické a procesné inovácie v oblasti priemyslu, logistiky či umelej inteligencie a ich zavádzanie do praxe.

Veľkým benefitom 5G technológie v službách je zjednodušenie prístupu k údajom v reálnom čase pre koncových používateľov. Zdravotníctvu to umožní využiť vzdialenú podporu diagnostiky pacientov formou živého vysielania priamo do ambulancie a nemocnice či na telemedicínu s využitím rozšírenej reality. V energetike nasadenie 5G siete zahŕňa vzdialené ovládanie zariadení, ktoré vystavujú zamestnancov nebezpečným situáciám.

„Veľmi nás teší, že prvú kampusovú 5G sieť postavíme práve pre spoločnosť CEIT, ktorá prináša inovácie v oblasti priemyselnej automatizácie. Otvárame tak spoločne nové možnosti na digitalizáciu Slovenska a verím, že pomôžeme rozvinúť potenciál slovenských podnikov. Rýchla adaptácia sietí piatej generácie umožní Slovensku naštartovať digitálnu ekonomiku a získať náskok a konkurenčnú výhodu na globálnom trhu,“ hovorí Dušan Švalek, riaditeľ spoločnosti Slovak Telekom pre Slovensko.

Na plne funkčné 5G si ešte počkáme. V prípade použitia 5G sietí na mobilných zariadeniach môžeme hovoriť zrejme o horizontoch niekoľkých mesiacov, pričom k veľkému posunu v prípade pokrytia by mohlo dôjsť už na prelome rokov 2021/2022. Vízia inteligentných miest a širšieho zavádzania v priemysle je však, zrejme, v našich podmienkach stále v nedohľadne. Už pri pohľade na samotnú mapu pokrytia okolitých krajín 5G sieťou je jasné, že sme naozaj vo veľkom sklze a máme čo doháňať.

Konvergencia IoT a 5G

Kombinácia internetu vecí a 5G môže pomôcť priemyselným podnikom realizovať ich víziu Priemyslu 4.0. Najmä v oblasti výroby ponúka 5G obrovské príležitosti tým, že umožňuje vylepšenú konektivitu a nespočetné množstvo aplikácií v oblasti robotiky a umelej inteligencie.

5G má potenciál poskytnúť bezdrôtové pripojenie pre širokú škálu rôznych prípadov použitia a aplikácií v priemysle. Z dlhodobého hľadiska to môže skutočne viesť ku konvergencii mnohých komunikačných technológií, ktoré sa dnes používajú, a tým významne znížiť počet relevantných riešení priemyselného pripojenia.

No azda najväčším problémom je momentálne dostupnosť 5G sietí na slovenskom trhu.

Zdroj

[1] 5G´S IMPACT ON MANUFACTURING: $740BN OF BENEFITS IN 2030. Huawei. [online]. Publikované október 2019. Citované 19. 2. 2021. 

[2] The Impact of 5G on IoT in Manufacturing. Wipro. [online]. Publikované máj 2020. Citované 19. 2. 2021.

[3] The Impact of 5G on Industry 4.0. The Collider. [online]. Publikované 22. 12. 2020. Citované 19. 2. 2021.

[4] Slovak Telekom v spolupráci s CEIT otvára bránu 4. priemyselnej revolúcie na Slovensku. Telekom. [online]. Publikované 10. 12. 2020. Citované 19. 2. 2021.

Viac informácií o pokrytí 5G vysielačmi naprieč celým svetom získate na tu.