5G時代的誘惑,猶如隔壁家廚房的氣味,間歇性地飄過,刺激著大家的神經。然而對于工業而言,這個氣味的信號實在是太微弱了。在2020年以前,5G的大規模應用,大家都不抱希望,沒有設備制造商會認為5G能夠迅速布置下去。即使是相關標準進展神速,6~9月份的標準的凍結期才剛剛起步,下一步建立基站、兼容機制(將來的華為、中興必須相互兼容),還有很長時間。
工業物聯網相對是區域網,因此有突破的可能性。然而在4G時代,大家被高通芯片和標準逼瘋了,而在工業領域終于找到苦主了。如可以找到可以繞開高通,又不必死等5G時代,NB-IoT窄帶物聯網率先出招。
5G時代的三個兄弟
5G有三個標準,分別是LTE(授權頻道)、LTE-U(非授權頻道)和NB-IoT(授權頻道)。
LTE,屬于授權頻道。這是最大的肥肉,當然是電信運營商的菜。標準主要是電信運營商在做,華為也在推。由于授權頻道基本是排它的,比如給了電力微波,其他人就不能用了。這個是運營商的壟斷資源,只能通過運營商來操作。
LTE-U(unlicensed)非授權頻道,注意這可是大家最熟悉的WiFi殺手。WiFi的路由器,一般只有30~50米;一般路由器到了100米,就只有信號,不能通訊了。而LET-U可以達到300~500米(類似3G時代曾經推過的“城域網”)。ISM(工業、科學、醫療)這三個領域可以隨便用,主要頻段包括從5K、13.56M一直到2.4G和5.8G等多個頻段。
呼聲最高的NB-IoT,仍然屬于授權頻道。NB-IoT最大的特點,是傳輸距離達到驚人的10km,可以覆蓋一個小縣城。而且可以帶無數終端,一個基站可以帶20多萬個終端。這意味著,管理一個井蓋、停車收費,都變得輕松,而且便宜。即使是200萬元建立一個基站,方圓10km都可以進行管理。
當然,由于NB-IoT屬于授權頻道,仍然不太可能在企業里用。所以NB-IoT也只能是先接入核心網(運營商),再進入企業。
5G才能解決工業以太網
相對一般以太網而言,工業數據傳遞的實時性要求很高。工業以太網有QoS(服務質量協議),因此在傳遞實時數據的時候,不容易丟包。這是因為QoS支持優先級,能夠識別優先發送級別,如自動識別語音,還是郵件。語音的實時性要求很高,丟包會造成噪聲;而電視丟包,則會亂碼。這些都是不可接受的。實時視頻必須要有QoS,而圖像往往是帶寬消耗最大的內容傳輸。
4G為什么不能用在工業互聯網上,因為沒有QoS,除了語音有識別之外,可以說它就是一個標準的IT網絡。而5G則可以支持優先級,例如設備狀態最優先,而將一般的數據傳遞優先級放在最后。
所以值得期待的是,5G才是工業互聯網的基礎。當下40%的情況,基本上是有能力實施的(說100%還是有點夸張)。4G最多只能到450M,而5G 的LTE可達達到450M~800M
更重要的是,選擇性大幅度增加。就技術流派而言,4G時代的技術主要是高通,盆滿缽滿;而在5G時代,華為、思科、西門子等都有各自的技術。這次,工業可以有更多的選擇了。
技術不能爛在手里
LTE是運營商標準,不可能被允許進入企業,因此不可能去建立一個iPhone7的基站。但既然5G標準和大規模布置尚待時日,這些已經有些眉目的技術,不可能空轉吧。于是技術開始變形和演化,例如LTE就有了改進版,華為就率先推出了所謂企業版LTE技術(eLTE)。
它有兩個頻段,一個頻段是800M(目前分配給聯通),還有一個頻段900,是調頻的。這個波段,可以用來完成eLTE的載波頻點,也就是可以做企業端的應用了。
基于同樣的考量,eLTE-IoT正是NB-IoT窄帶物聯網的一種變通方式。這樣就可以進入工廠,成為智能制造的物聯網基石。重要的是,eLTE-IoT有著更加低廉的成本,因此eLTE-IoT率先進入工業領域。
eLTE-IoT自身突出的特征(功耗小、終端多、距離長),因此成為工業園區的最佳5G先頭陣地之一。eLTE-IoT作為非授權頻道,20萬帶寬,功率很小,不超過200mw功率。因此園區建立這種基站,也相互不影響
目前eLTE-IoT已經開始逐漸進入工廠,成為物聯網數據最佳的傳遞手段。它將有效地替代RFID、設備聯網等領域,成為智能工廠物聯網的新歡。