Ontwikkelingen en toekomst van draadloze netwerken in de industrie

Draadloos communiceren en verbinden is steeds belangrijker in de technische wereld. Met de ontwikkeling van 5G en andere draadloze netwerken, ontstaan nieuwe mogelijkheden voor automatiseringssystemen, vooral in de procesindustrie, productie-industrie en machinebouw. De 3rd Generation Partnership Project (3GPP) speelt een sleutelrol in deze ontwikkeling van draadloze technologieën. Hoewel 3GPP zelf geen standaarden ontwikkelt, werkt het samen met zeven organisaties om rapporten en specificaties voor draadloze technologieën te maken. De meest recente update, Release 18, omvat verbeteringen voor automatisering en besturing.

Verbeterde bandcombinaties en verhoogde energie-efficiëntie

De recente verbeteringen in bandcombinaties in de 700/800/900 MHz band zijn van groot belang voor installaties die over lange afstanden functioneren en waarbij de data-eisen laag zijn, zoals bij SCADA-systemen. Deze ontwikkeling maakt het mogelijk om op een efficiënte manier te communiceren over grotere afstanden. Daarnaast is er een significante toename in energie-efficiëntie waargenomen, wat vooral van groot belang is voor het Internet of Things (IoT) en de industriële IoT (IIoT) die afhankelijk zijn van cellulaire netwerken. Deze verbetering in energie-efficiëntie zorgt ervoor dat deze systemen duurzamer en kosteneffectiever zijn in hun werking.

Draadloze netwerken van lucht naar grond en Edge computing

De ontwikkeling van draadloze netwerken van lucht naar grond en de verbeterde toegang tot satellietcommunicatie vergroten de integratiemogelijkheden van 5G met satellietsystemen. Dit is met name voordelig voor gebieden die afgelegen zijn en waar traditionele infrastructuur minimale dekking biedt. Ook speelt Edge computing, waarbij data wordt samengevoegd en voorbewerkt, een belangrijke rol in het optimaliseren van het gebruik van beperkte veldbronnen. Deze techniek zorgt ervoor dat data efficiënter wordt verwerkt, wat resulteert in snellere en betrouwbaardere systemen.

Ondersteuning AI, ML en privacy

De ondersteuning voor kunstmatige intelligentie (AI) en machine learning (ML) is ook aanzienlijk verbeterd, wat leidt tot betere monitoring en gebruik van de 5G-infrastructuur. Deze technologieën stellen systemen in staat om intelligenter en autonoom te functioneren, wat de efficiëntie en effectiviteit van netwerken verhoogt. Tot slot zorgt de focus op privacy voor een betere beveiliging van identificatoren over radioverbindingen. Dit is een belangrijk onderdeel om de integriteit en veiligheid van draadloze draadloze netwerken te waarborgen, vooral in een tijdperk waarin digitale beveiliging steeds belangrijker wordt.

Release 19 van 3GPP

De release 19 van 3GPP, die nog in ontwikkeling is, richt zich op de volgende toepassingen:

1. Een netwerk van service robots met omgevingsintelligentie en energie-efficiëntie.
2. Onbemande luchtvoertuigen en een toename van autonome voertuigen en robots voor beveiliging en leveringen.
3. Verbeterde satelliettoegang.
4. Geïntegreerde sensoren en communicatie.
5. Industrial IoT gevoed door omgevingsenergie.
6. Een toekomstig mobiel draadloos netwerk voor de spoorwegen en ondersteuning van slimme stationsdiensten.

5G en automatiseringssystemen

Hoewel serviceproviders zich richten op het verhogen van de bandbreedte met 5G, is dit niet altijd de primaire zorg voor automatiseringssystemen. Toch kan bandbreedte belangrijk worden als augmented reality (AR) en virtual reality (VR) vaker gebruikt worden in veldlocaties en controlekamers. Vaste locaties zoals productiefaciliteiten gebruiken vaak Wi-Fi, met 5G of low-earth orbit (LEO) satelliet als alternatief voor backhaul. De uitbreiding van LEO-satellietcommunicatienetwerken verbetert de dekking met lagere latentie, wat interessant is voor afgelegen SCADA-toepassingen.

Ontwikkelingen in Wi-Fi

Wi-Fi blijft zich ontwikkelen en in mei 2024 wordt de nieuwe Wi-Fi 7-standaard verwacht. Deze standaard biedt een theoretische maximale doorvoer van 46 Gbit/s en 100 keer minder latentie dan Wi-Fi 6. Wi-Fi 7 heeft ook functies zoals multi-access point (AP) coördinatie en verbeterde linkaanpassing. Interessant voor de automatiseringsgemeenschap is de integratie van time-sensitive networking (TSN). Hierdoor concurreert Wi-Fi 7 direct met 5G voor hoge bandbreedte-eisen in drukke gebieden.

Toegangspunten draadloze netwerken voor sensor netwerken

Het is slechts een kwestie van tijd voordat er geavanceerde fysieke laag (APL)-aangedreven draadloze toegangspunten beschikbaar komen voor draadloze sensor-netwerken zoals WirelessHART of ISA100.11a. Deze kunnen ook de lagere bandbreedte Wi-Fi bieden die nodig is voor AR-toepassingen, zoals toegang tot handleidingen en onderhoudsrecords via handheld apparaten.