ЖУРНАЛ СТА №2/2021

ры мобильной связи должны активнее участвовать в разработке значимых взаимовыгодных партнёрских отноше- ний с промышленностью. Частным пользователям чаще всего требуется более высокая скорость пере- дачи данных. Технология 5G может обеспечить скорости загрузки до 20 Гбит/с. Этот уровень производитель- ности открывает новый потенциал для потоковой передачи мультимедиа и виртуальной дополненной реальности даже через точки доступа, используе- мые многими людьми одновременно. 5G определяет три сценария обслужи- вания, которые полезно рассмотреть для объяснения преимуществ новой технологии. Чрезвычайно высокая скорость пере- дачи данных, о которой мы упомина- ли ранее, называется eMBB – сокра- щённо от enhanced Mobile Broadband, или улучшенный мобильный широко- полосный доступ (рис. 1). Преимуще- ства двух других режимов обслужива- ния, uRLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communication) и mMTC (massive Ma- chine Type Communication), могут быть не такими очевидными для конечного пользователя, как преимущества eMBB, но они всё равно будут иметь косвенное влияние на повседневную жизнь. uRLLC означает «сверхнадёжная связь с малой задержкой». Этот режим опре- деляет высокую доступность 5G, кото- рая особенно актуальна для критически важных с точки зрения безопасности приложений в обрабатывающей про- мышленности. mMTC означает «массо- вая межмашинная связь», то есть слож- ная связь между машинами и их компо- нентами посредством огромного коли- чества соединений в ограниченном пространстве, например, структура за- вода с высокой степенью автоматиза- ции. Частные пользователи с большей вероятностью столкнутся с этими дву- мя режимами обслуживания опосредо- ванно благодаря промышленным про- дуктам. Глядя на развитие стандартов мобиль- ной беспроводной связи с начала 1980-х годов (рис. 2), мы понимаем, что сейчас наблюдается следующий эволюцион- ный шаг во всё более цифровом мире: сети 1G использовались исключитель- но для аналоговой передачи голоса; се- ти 2G могли передавать SMS и MMS; 3G добавили возможности передачи ви- део и мобильный Интернет, а 4G – аудио в реальном времени и HDTV. 5G предлагает усовершенствования, кото- рые будут стимулировать цифровиза- цию промышленности. Он станет пер- вым стандартом для крупномасштаб- ных сетевых объединений машин. Ключевым понятием здесь является M2M, или межмашинная связь. Таким образом, внедрение 5G можно рассмат- ривать как революционный шаг в раз- витии беспроводных сетей в промыш- ленных средах. В этом конкретном кон- тексте 5G – скорее промышленный стандарт связи, чем просто стандарт мо- бильной беспроводной связи. Дей- ствующие ныне стандарты мобильной беспроводной связи являются лишь среднесрочным решением для про- мышленных приложений. Например, всё ещё широко используется GSM, но для установления соединения в этой технологии требуется больше энергии, чем собственно для передачи данных. Данная проблема особенно актуальна в контексте автономных датчиков с бата- рейным питанием. По мнению специа- листов компании Pepperl+Fuchs, техно- ОБ ЗОР / П РОМЫШЛ Е ННЫЕ С Е Т И СТА 2/2021 Рис. 2. Развитие беспроводных сетей передачи данных 27 www.cta.ru Расширенная мобильная широкополосная связь Массовые межмашинные коммуникации Ультранадёжная связь с малыми задержками Скорость передачи 10 Гбит/с (10 × LTE) 1 миллион точек на 1 км 2 (100 × LTE) Малое энергопотребление (10% от LTE) Точность позиционирования 1 м (10 × LTE) Задержка 1 мс (1/50 LTE) Доступность 99,9999% Рис. 1. Сервисные режимы сети 5G Запущена в 1979 г. Стандарты: NMT, AMPS и TACS Возможности: • Аналоговая голосовая связь Неприменима для промышленности • Удалённый контроль • Текстовые сообщения между удалёнными устройствами • Видеомониторинг • Удалённый доступ к оборудованию (телесервис) • Удалённый мониторинг состояния • Мобильный технический сервис • Интерфейсы в смартфонах • Беспроводные коммуникации • Автономная логистика • Автономные машины • Удалённое сопровождение • Беспроводные коммуникации • Граничные вычисления • Мобильное оборудование Запущена в 1991 г. Стандарты: GSM, CDMA Возможности: • Цифровая голосовая связь • Шифрование данных • Ограниченный роуминг • SMS и MMS Запущена в 2002 г. Стандарты: UMTS, EV-DO Возможности: • Широкополосная связь • Геолокация • Потоковое мультимедиа • Глобальный роуминг Запущена в 2009 г. Стандарт: LTE Возможности: • Высокоскоростной мобильный Интернет • Пакетная IP-коммутация • HD-мультимедиа • Глобальный роуминг Запущена в 2019 г. Стандарт: 5G Возможности: • Частные сети • I(I)oT • Межмашинные коммуникации • Сверхвысокая готовность • Поддержка миллиметрового диапазона волн • Большие возможности развития 1G 2G 3G 4G 5G Промышленное использование: – Промышленное использование: 0 Промышленное использование: + Промышленное использование: ++ Промышленное использование: +++ 0,0024 Мбит/с 0,0064 Мбит/с 42 Мбит/с 1000 Мбит/с 10 000 Мбит/с Иллюстрация с сайта siemens.com