制造业能否在 5G/Wi-Fi 6 世界中实现无线化？

随着最近 Wi-Fi 6 解决方案的推出、5G 试点项目的启动和新的共享许可频谱政策，许多人想知道：制造业能否在无线道路上走得更远？简短的回答是肯定的。答案很长，与在制造中实施无线的“何时”、“如何”和“以什么成本”相关的许多细微差别和复杂性。

首先，制造业依赖于预期生命周期至少为 10 到 15 年的设备。目前大约 80% 的工厂连接是有线连接。虽然可以从 Wi-Fi 升级到 Wi-Fi 6 并向后兼容，但 5G 并不是那么简单。因此，随着技术投资的更新或替换，5G 升级将在较长时期内发生。工厂5G用户设备目前尚不成熟，因为市场尚早，标准还在不断发展。

对于工厂，关键用例包括移动劳动力、与安全工厂设备相关的远程专家、劳动力位置跟踪、资产位置跟踪、无线机器仪表、自动驾驶汽车和移动机器、物理安全、工作流程优化和无线感应。其他用例很可能会出现，与机器人、AR/VR、数字孪生等相关。

这些不同用例的需求在确定性、延迟和吞吐量方面各不相同。无线领域最受关注的领域之一是满足传统上与有线连接相关并由 IEEE 802.1Q 定义的低延迟功能。时间敏感网络 (TSN) 或 5G 超可靠低延迟通信 (URLLC) 与需要 1 到 10 毫秒的极低延迟的应用程序（例如，自动化和控制系统）相关联。满足 TSN 提供的 1 毫秒最低延迟对于无线技术来说是非常具有挑战性的。 3GPP 和 5G-ACIA 等组织在此能力方面付出了巨大努力。

另一个因素是工厂的地理位置。前 10 名工业国家正在逐步转向某种可以支持工业和类似垂直需求的专用频谱。例如，在德国，公司可以在 10 年内以 10Mhz 块竞标并确保私有 LTE/5G 频谱的安全，并提供续订选项。在最近的公告中，一家大型德国汽车制造商表示将在其工厂运行自己的 5G 网络。借助专用频谱，工业公司可以在保持对其网络的完全控制或聘请服务提供商实施和运行 5G 之间做出选择。

另一种选择是共享频谱，例如美国 CBRS 中的公民频段无线电系统 (CBRS) 具有三个用户级别：现有用户、优先访问许可证 (PAL) 和通用授权访问 (GAA)。请注意，CBRS 是共享的，因此如果您是 GAA，现任者（美国海军）或 PAL 用户可能会中断服务/频谱。此外，构建 5G 网络需要投资新无线电 (NR)、网络接口卡 (NIC) 和终端设备或网络设备适配器。

无线部署的“时间”取决于用例和网络需求，以及频谱或 SP 服务的拥有成本和服务计划可用性，以支持作为网络 5G“切片”或专用 5G 频谱的 QoS 要求。

对于制造商而言，多接入环境——即结合有线、蓝牙、LoRa、Wi-Fi、Wi-Fi 6、LTE 和 5G 的环境——可能是最佳选择。根据需要和所需的控制级别，每个都提供独特的优势。今天，工厂是多路访问，未来将继续利用多种连接选项。

建造还是购买？

除此之外，制造商将面临一个关于如何部署 5G 的核心问题。这是经典的构建与购买决策的变体：制造商是否应该保护自己的专用频谱，然后构建和运行私有 5G 网络？或者，它是否应该与可以为公司提供自己的专用频谱“切片”以及网络部署、运营和支持服务的服务提供商合作？

更好的控制是构建和维护专用网络的主要好处。缺点包括：培训员工运行 5G 网络的学习曲线陡峭，以及处理出现的任何问题的麻烦；专用频谱 5G 设备的成本可能更高；与大众市场 5G 设备相比，对最新和最强大功能的访问速度很可能较慢。另一方面，外包给服务提供商将确保获得最新技术，同时减轻日常管理的负担，但代价是失去对网络的控制。

对于制造商来说，最好的“方式”将取决于预期的用例。对于大多数人来说，多址环境——加上 5G 网络的混合方法——可能是最好的选择。在任何部署中都必须解决非常不同的成本和控制问题。

需要考虑的成本

在投资 5G 和/或 Wi-Fi 6 时，可能会有“哪个先到？”的问题。难题。如前所述，大多数制造商的工厂车间主要使用硬接线设备。拆除和更换或改造无线将是一个艰难的案例，同时也是 OT 团队的挑战。然而，当很少或没有设备可以利用这些创新时，证明对 5G 等先进技术的投资的合理性也可能具有挑战性。

虽然我们预计制造商最终会走向无线，但我们相信每家公司都需要制定一个长期路线图，以了解如何实现这一目标。这类似于我们在思科采取的方法。我们有一个不断发展的路线图，以确保我们的客户能够进行安全且面向未来的网络投资。该路线图可以带您从今天一直到 5G 及以后 - 帮助您在此过程中释放更大的价值。

有关无线趋势和技术采用不同阶段的更多详细信息，请参阅我们的新白皮书《工业物联网中的 Wi-Fi 6 和私有 LTE/5G 技术和商业模式》或阅读执行摘要以了解更多信息！