5G, hoe begin ik daarmee?

Er is de afgelopen jaren al veel gezegd en geschreven over 5G, maar voor velen is het nog onduidelijk wat exact de voordelen zijn van de opvolger van 4G. Hoe weet u of uw productieproces kan genieten van de voordelen van 5G? En welke investering moet u daarvoor voorzien?

Harder, better, faster, stronger

De topologie van een 5G-netwerk verschilt in principe niet zo veel van die van een 4G-netwerk, alleen is er meer data beschikbaar per datagolf en zijn er ook meer frequentiebanden beschikbaar. Die evolutie is al langer aan de gang: de snelheid van 2G ligt bijvoorbeeld op 9,6 Kbps (kilobits per seconde), de overgang naar 3G betekende een aanzienlijke verhoging tot maximaal 2 Mbps. De 4G-standaard – nog niet eens zo oud – kan tot 1.000 Mbps halen. 5G doet daar nog een ferme schep bovenop: tot liefst 20 Gbps is mogelijk.

Met 5G is tot liefst 20 Gbps mogelijk

Bij 5G verloopt het verzenden en ontvangen van signalen een pak efficiënter, gerichter en met een grotere dekking. Dat zorgt ervoor dat een aantal toepassingen – ook in de industrie – een pak performanter kunnen verlopen. Ook de reactiesnelheid van de dataverwerking ligt een pak hoger bij 5G-netwerken.

Naast deze adelbrieven kan 5G op nog meer goede eigenschappen bogen. Zo wordt ook vaak de mogelijkheid genoemd om internet te voorzien op plaatsen waar het bereik niet voldoende is voor wifi-oplossingen. De oprichting van een 5G-netwerk kan bovendien perfect onder de 'private LTE'-vorm. Daarbij blijft de data 'on premise' en wordt er gebruikgemaakt van een stuk spectrum dat voorbehouden is voor de licentiehouder van die frequentie. Hierdoor kan de gebruiker vrij en zonder interferentie van derden werken, wat ten opzichte van wifi toch een belangrijk voordeel inhoudt in termen van veiligheid en beschikbaarheid.

Ook ten opzichte van 4G-netwerken zien we nog grote verschillen:

• De snelheid is met een maximaal debiet tot 20 Gbps als downloadcapaciteit een pak groter;
• De snellere reactietijden, tot 1 ms voor specifieke toepassingen. De latentie van 5G ligt zo'n 10 keer lager dan bij 4G, in optimale omstandigheden kan deze zelfs tot 30 keer lager zijn;
• De mogelijkheid om meer toestellen op te nemen (in principe tot 1.000.000 toestellen per vierkante kilometer).

Slicing laat het netwerk toe om virtuele datasilo's te voorzien
die enkel voor één toepassing ingezet worden

Tot slot vermelden we nog de niet onbelangrijke mogelijkheid tot slicing, waarbij het 5G-netwerk bedrijven toelaat om virtuele datasilo's te voorzien die enkel voor één toepassing ingezet worden. Dit draagt uiteraard sterk bij aan de performantie en veiligheid van de specifieke applicatie. Bij andere netwerktypes is slicing ofwel onmogelijk, ofwel slechts beperkt mogelijk. In de volgende alinea rond toepassingen komen we hierop terug.

Welke applicaties?

5G creëert kort samengevat dus een lage latency (hoge reactiesnelheid) en koppelt dit aan een brede doorstroming. Geen wonder dat er in eerste instantie gekeken wordt naar bedrijfskritische applicaties om op een 5G-netwerk aan te sluiten, maar ook de mogelijkheden voor de inzet van AGV's, sensorcommunicatie, kraanbewegingen, beeldanalyse en M2M-communicatie kunnen een pak worden uitgebreid.

Dé hamvraag die bij velen op de lippen ligt, is of er binnen het eigen productiebedrijf wel toepassingen zijn die geschikt zijn voor 5G.

Misschien moeten we deze vraagstelling wel omdraaien: welke applicaties kunnen niét genieten van een omschakeling naar 5G? Die boude stelling wordt bevestigd door de ervaringen van aanbieder Citymesh bij Brussels Airport. Aanvankelijk ging de luchthaven zelf uit van maximaal een tiental applicaties die zouden kunnen genieten van 5G. Een diepgaander onderzoek leerde dat makkelijk honderd toepassingen baat zouden hebben bij een migratie. Dat duidt erop dat het potentieel binnen bedrijven – wellicht ook het uwe – nog wordt onderschat.

Slicing groot voordeel

Er is in principe geen verschil tussen sectoren in toepasbaarheid. De kunst is te achterhalen welke applicaties zo snel mogelijk kunnen worden overgeschakeld om te genieten van de voordelen en welke nog even kunnen wachten. Er zijn in de industrie wel enkele applicaties te vinden waar wifi sowieso minder geschikt is. Zo kunnen magazijnen en industriële plants met vele metalen onderdelen, rekken en machines wel eens problematisch zijn. 5G heeft minder problemen met reflectie en interferentie.

De eerder genoemde pro's van een 5G-netwerk – zoals de hoge reactiesnelheid en de grote bandbreedte – worden in een industriële setting bovendien nog vergezeld van de mogelijkheid tot slicing. Door dit toe te passen kan er een hogere graad van veiligheid worden gecreëerd. Het voorgaande kunnen we illustreren aan de hand van een systeem met AGV's. Als de voertuigen draadloos communiceren over een verouderd netwerk, wordt de beschikbare bandbreedte gedeeld met andere toepassingen in het bedrijf. De afgelopen jaren is het aantal verbonden toestellen op dat netwerk evenwel sterk gestegen, met als resultaat dat het dataverkeer evenredig toeneemt. Dat kan leiden tot bottlenecks en tragere reactietijden. Dat is net wat je niet wilt in dit soort applicaties. In een privaat 5G-netwerk is dit niet langer een risico, want de communicatie verloopt via een 'dedicated' kanaal dat altijd voldoende ruimte bezit en bovendien niet afhangt van het dataverbruik van andere toepassingen. Ook in het eerder aangegeven voorbeeld van de luchthaven zien we vergelijkbare voordelen met betrekking tot veiligheid. Een apart netwerk voor de hulpdiensten, een apart deel voor de communicatie op de tarmac, een deel voor de applicaties binnen het gebouw, een stuk voor de externe partners ... Dat is allemaal mogelijk via 5G.

Van 4G naar 5G

Migratie van 4G of een ander type netwerk naar 5G hoeft geen piekinvestering te zijn. Het is zeker niet nodig om in één keer de gehele productiefaciliteit over te schakelen. Wie geleidelijk wil investeren, kan perfect eerst de applicaties selecteren en nog wat wachten met de minder urgente operaties. Qua fysieke opbouw verschilt een 5G-netwerk niet veel van een 4G-netwerk. De infrastructuur wordt veelal geleverd door telecombedrijven genre Nokia. Antennes zorgen voor een complete dekking en capteren alle data. Deze informatie wordt naar de core pc gestuurd, die binnen het bedrijf in het datacenter staat. De antennes zorgen voor de gewenste dekking. Hier zijn er een aantal types beschikbaar afhankelijk van de dekking die ze voorzien.

Uw technologiepartner kan u bijstaan bij de selectie en inplanting van de antennes en de installatie van de andere hardwareonderdelen. In principe zijn er geen fysieke wijzigingen nodig aan de eigen infrastructuur of machines.

Met dank aan Citymesh