Mit 5G hat sich die fünfte Generation des Mobilfunks etabliert. Der Standard bietet große technische Potenziale, die Unternehmen gerade im industriellen Umfeld nutzen können. Weidmüller hat in Detmold ein 5G-Campusnetz aufgebaut. Zudem entwickelt das Unternehmen Produkte für Industrial 5G und beschreitet damit einen wichtigen Weg für Zukunftstechnologien. Beispiele für Anwendungsfälle von Industrial 5G sind die vernetzte Fabrikautomatisierung oder autonome Fahrzeuge in Lagerhallen. Dazu zählen auch die drahtlose Steuerung von Industrierobotern, die Fernüberwachung und -wartung von Maschinen sowie die präzise Qualitätskontrolle in Echtzeit. Insgesamt zielt Industrial 5G darauf ab, die Mobilität und Flexibilität zu erhöhen und damit die Effizienz und Produktivität in industriellen Umgebungen zu steigern. Hier kann es Wi-Fi als herkömmliche Technologie für interne Campus-Netzwerke aufgrund zahlreicher Vorteile sinnvoll ergänzen oder teilweise sogar ersetzen.

Unabhängig von öffentlichen MobilfunknetzenIndustrial ermöglicht 5G den Betrieb lokaler 5G-Campusnetze in industriellen Umgebungen und Prozessen. Darüber hinaus bietet Industrial 5G im Vergleich zu bisherigen Standards wie 4G/LTE Verbesserungen bei Bandbreite, Kapazität, Latenz und Konnektivität. Diese Eigenschaften machen Industrial 5G besonders geeignet für die Anforderungen industrieller Anwendungen.

Neuer Standard Industrial 5G bringt viele Vorteile mit

Mit Industrial 5G wird die Konnektivität und Kommunikation in industriellen Umgebungen grundlegend verändert. Es ermöglicht die drahtlose Vernetzung von Maschinen, Sensoren, Robotern, Steuerungssystemen und anderen Geräten, die in Fabriken, Produktionsanlagen, Lagern und anderen industriellen Einrichtungen eingesetzt werden. Einige der Hauptvorteile von Industrial 5G sind

• Hohe Bandbreite: Industrial 5G bietet hohe Datenübertragungsraten, die eine verzögerungsfreie Verarbeitung und Bereitstellung großer Datenmengen ermöglichen, z. B. für immersive AR- und VR-Anwendungen, die in den Bereichen Ausbildung, Wartung und Inspektion eingesetzt werden können.

• Geringe Latenz: Die geringe Latenz von Industrial 5G ermöglicht Echtzeitreaktionen, was für Anwendungen, die eine präzise Steuerung erfordern, von entscheidender Bedeutung ist. So können beispielsweise Roboter drahtlos in Echtzeit gesteuert werden, um komplexe Aufgaben auszuführen.

• Hohe Zuverlässigkeit: Industrial 5G bietet eine hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit und kann so Ausfallzeiten in industriellen Prozessen minimieren.

• Hohe Verbindungsdichte: Industrial 5G kann eine hohe Anzahl von Geräten pro Flächeneinheit unterstützen, was für Umgebungen mit vielen vernetzten Geräten wie IoT-Anwendungen wichtig ist.

• Konvergentes Funknetz: Industrial 5G ermöglicht die Schaffung von „Slices“ zur Segmentierung von Netzen, um verschiedene Anwendungen logisch zu trennen und darüber hinaus unterschiedliche Anforderungen an Latenz, Bandbreite und Verfügbarkeit je nach Anwendung zu ermöglichen. Somit ist ein gleichzeitiger Betrieb verschiedener Anwendungen mit Industrial 5G als konvergentes Netz möglich. 

• Flexible Produktion: Die Kombination von Industrial 5G Konnektivität mit Automatisierungstechnologien ermöglicht neue flexible autonome Prozesse in der Fertigung, da die Verkabelung von Maschinen sowie Maschinenteilen entfällt.

Lokale 5G-Netze: Chance für die Industrie

Alle Vorteile des neuen Mobilfunkstandards lassen sich auch in lokalen 5G-Campus-Netzen nutzen. Dadurch können Industrieunternehmen eigene industrielle 5G-Netze aufbauen, um die Kontrolle über ihre Kommunikationsinfrastruktur zu behalten, die Datenhoheit zu sichern und spezifische Anforderungen besser zu erfüllen. Dies bietet Unternehmen zahlreiche Vorteile, da sie den Datenverkehr nach ihren eigenen Bedürfnissen überwachen, speichern, analysieren, steuern und flexibel anpassen können.

Darüber hinaus bietet Industrial 5G die Möglichkeit einer exklusiven, standortbezogenen Frequenznutzung für 5G-Campusnetze. Dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber herkömmlichen Funklösungen, die lizenzfreie Funkfrequenzen nutzen und sich das begrenzte Frequenzband mit anderen Funksystemen teilen müssen. Bei hoher Auslastung des Frequenzbandes müssen die Funksysteme Leistungseinbußen hinnehmen.

5G-Campus-Netz bei Weidmüller

Am Produktionsstandort Detmold hat Weidmüller ein eigenes 5G-Campus-Netz implementiert. Um eine Fläche von mehr als 1.000 Quadratmetern abzudecken, wurden zwei 5G-Basisstationen sowie ein 5G-Core-Server im Netzwerkschrank installiert. Im Vergleich dazu sind bei Wi-Fi für die gleiche Fläche vier bis sechs Access Points notwendig. Auch in puncto Sicherheit hat Industrial 5G gegenüber Wi-Fi große Vorteile. Ein Beispiel: Statt wie bei Wi-Fi ein gemeinsames Passwort für alle Geräte zu verwenden, wird bei Industrial 5G jedes Gerät individuell mit unterschiedlichen Passwörtern gesichert. Dadurch wird das Sicherheitsrisiko eines Cyber-Sicherheitsangriffs mit Industrial 5G reduziert.

Neben dem 5G-Praxisprojekt am eigenen Produktionsstandort in Detmold engagiert sich Weidmüller auch in verschiedenen Forschungs- und Standardisierungsgremien. So ist das Detmolder Familienunternehmen Gründungsmitglied der 5G Alliance for Connected Industries and Automation", kurz 5G-ACIA, und der VDMA Wireless Communications for Machines". Darüber hinaus ist Weidmüller aktives Mitglied in zahlreichen Forschungsprojekten wie „5G4Automation“ oder „5Guarantee“.

Zukunft im Blick: Potenziale der Datenverarbeitung mit Industrial 5G

Alle Erkenntnisse, die Weidmüller als Anwender mit dem eigenen 5G-Campus-Netzwerk sammelt, lässt das Unternehmen sowohl in die Zusammenarbeit mit den verschiedenen Gremien als auch in Forschungsprojekte einfließen. Industrial 5G wird dabei als Zukunftstechnologie verstanden, die sich in den kommenden Jahren stetig weiterentwickeln und ihre Vorteile nach und nach in industriellen Umgebungen ausspielen wird.

Darüber hinaus entwickelt Weidmüller als Lösungsanbieter mit den gewonnenen Erkenntnissen Industrial-5G-Produkte und -Geräte, die Anwendern die Umsetzung eigener Industrial-5G-Lösungen ermöglichen und vereinfachen. Mit der ersten 5G Application Note stellt der Hersteller einen umfassenden Leitfaden für die experimentelle Anbindung eines industriellen 5G-Netzes auf Basis von u-OS-Edge-Geräten zur Verfügung.