製造業は5G / Wi-Fi 6の世界でワイヤレスに移行できますか？

Wi-Fi 6ソリューションの最近の利用可能性、5Gパイロットプロジェクトの立ち上げ、および新しい共有ライセンススペクトルポリシーにより、多くの人が疑問に思っています。製造業はワイヤレスパスをさらに進むことができるでしょうか。簡単な答えはイエスです。長い答えは、製造業にワイヤレスを実装する際の「いつ」、「どのように」、「どのようなコストで」に関連する多くのニュアンスと複雑さがあるということです。

まず、製造業は、少なくとも10年から15年のライフサイクルが期待される機器に依存しています。現在の工場接続の約80％は有線です。 Wi-FiからWi-Fi6および下位互換性にアップグレードする機能はありますが、5Gはそれほど単純な問題ではありません。したがって、テクノロジーへの投資が更新または置き換えられると、5Gのアップグレードが長期間にわたって発生します。工場向けの5Gユーザー機器は、市場が早く、標準がまだ進化しているため、現時点ではすぐには利用できません。

工場の主な使用例には、モバイルワーカー、安全なプラント機器に関連付けられたRemote Expert、従業員の位置追跡、資産の位置追跡、ワイヤレスマシンの計測、自動運転車とモバイルマシン、物理的セキュリティ、ワークフローの最適化、ワイヤレスセンシフィケーションが含まれます。ロボット工学、AR / VR、デジタルツインなどに関連する他のユースケースが出現する可能性が最も高いです。

これらのさまざまなユースケースのニーズは、決定論、遅延、スループットの点で異なります。ワイヤレスで最も重点を置いている分野の1つは、従来は有線接続に関連付けられ、IEEE802.1Qで定義されている低遅延機能を満たすことです。 Time-Sensitive Networking（TSN）または5G Ultra-Reliable Low-Latency Communication（URLLC）は、1〜10ミリ秒の非常に低い遅延を必要とするアプリケーション（自動化および制御システムなど）に関連付けられています。 1ミリ秒のTSNによって提供される最小の遅延を満たすことは、ワイヤレステクノロジにとって非常に困難です。この機能に向けて、3GPPや5G-ACIAなどの組織では多大な努力が払われています。

もう1つの要因は、工場の地理的な場所です。上位10の工業国は、工業および同様の垂直的ニーズをサポートできるある種の専用スペクトルに徐々に移行しています。たとえばドイツでは、企業は更新オプションを使用して、10MhzブロックのプライベートLTE / 5Gスペクトルに10年間入札して保護することができます。最近の発表で、ドイツの大手自動車メーカーは、自社の工場で独自の5Gネットワ​​ークを運用すると発表しました。専用のスペクトルを使用することで、産業企業はネットワークの完全な制御を維持するか、サービスプロバイダーに5Gの実装と実行を依頼するかを選択できます。

もう1つのオプションは、米国の市民バンド無線システム（CBRS）などの共有スペクトルです。CBRSには、既存、優先アクセスライセンス（PAL）、および一般認証アクセス（GAA）の3つのユーザーレベルがあります。 CBRSは共有されているため、GAAの場合は、既存のユーザー（米国海軍）またはPALユーザーからサービス/スペクトルが中断される可能性があることに注意してください。さらに、5Gネットワ​​ークを構築するには、新しい無線（NR）、ネットワークインターフェイスカード（NIC）、およびエンド機器またはネットワーク機器アダプターへの投資が必要です。

ワイヤレス展開の「時期」は、ユースケースとネットワークのニーズ、およびネットワーク5G「スライス」または専用5GスペクトルとしてQoS要件をサポートするためのスペクトルまたはSPサービスの所有コストとサービスプランの可用性によって異なります。

メーカーにとっては、マルチアクセス環境（有線、Bluetooth、LoRa、Wi-Fi、Wi-Fi 6、LTE、5Gを組み合わせた環境）が最良の選択肢となる可能性があります。それぞれが、必要な制御のニーズとレベルに応じて、独特の利点を提供します。現在、工場はマルチアクセスであり、今後も複数の接続オプションを活用していきます。

構築または購入しますか？

それを超えて、メーカーは5Gをどのように展開するかについての中心的な質問に直面するでしょう。これは、従来のビルドと購入の決定のバリエーションです。メーカーは独自の専用スペクトルを確保してから、プライベート5Gネットワ​​ークを構築して実行する必要がありますか？または、ネットワークの展開、運用、サポートサービスとともに、独自のスペクトルの「スライス」を会社に提供できるサービスプロバイダーと連携する必要がありますか？

プライベートネットワークを構築および維持することの主な利点は、より優れた制御です。不利な点の中には、5Gネットワ​​ークを実行するためのスタッフのトレーニングの急な学習曲線と、発生した問題の処理の頭痛の種があります。専用スペクトル5G機器のコストが高くなる可能性があります。マスマーケットの5Gギアと比較して、最新かつ最高の機能へのアクセスが遅い可能性があります。一方、サービスプロバイダーへのアウトソーシングは、日々の管理の負担を軽減しながら最新のテクノロジーへのアクセスを確保しますが、ネットワークの制御を失うという犠牲を伴います。

メーカーにとって、最良の「方法」は、使用目的によって異なります。ほとんどの場合、5Gネットワ​​ークへのハイブリッドアプローチと組み合わせたマルチアクセス環境が最良の選択肢となる可能性があります。どの展開でも実現しなければならないコストと制御の問題は大きく異なります。

考慮すべきコスト

5GやWi-Fi6に投資する場合、「どちらが先か」という問題が発生する可能性があります。難問。前述のように、ほとんどのメーカーは、主に配線された機器を使用して工場のフロアを運営しています。ワイヤレスに移行するためのリッピングと交換または改造は、OTチームにとっての課題であると同時に、作成するのが難しいケースです。しかし、これらのイノベーションを利用できる機器がほとんどまたはまったくない場合、5Gなどの高度なテクノロジーへの投資を正当化することも難しい場合があります。

メーカーが最終的にワイヤレスになると予測していますが、各企業は、そこに到達するための長期的なロードマップを作成する必要があると考えています。これは、シスコで採用したアプローチと似ています。お客様が安全で将来に備えたネットワーク投資を行えるようにするために、常に進化するロードマップがあります。ロードマップは、今日から5G以降に至るまで、さらに大きな価値を引き出すのに役立ちます。

ワイヤレスのトレンドとテクノロジー採用のさまざまなフェーズの詳細については、新しいホワイトペーパー、Wi-Fi6とプライベートLTE / 5Gテクノロジーおよび産業用IoTのビジネスモデルを参照するか、エグゼクティブサマリーを読んで詳細を確認してください。