LTE (4G / 5G)
LTE (Long Term Evolution) je štandard mobilnej rádiovej komunikácie, ktorý sa bežne označuje ako 4G. 5G je ďalšia generácia mobilných sietí s vyššími maximálnymi prenosovými rýchlosťami a možnosťami nižšej latencie a pripojenia väčšieho počtu zariadení na rovnakom území. Vo výrobe a logistike označenie „LTE (4G / 5G)“ znamená verejné alebo súkromné mobilné pripojenie, ktoré prenáša IP komunikáciu z modemu, routera alebo gateway cez internet alebo súkromný APN do podnikového softvéru.
Pre systém lokalizácie v reálnom čase (RTLS) je mobilná sieť takmer vždy len prenosovou cestou. Tracker alebo edge gateway už má súradnice z globálneho polohového systému (GPS), technológie Bluetooth Low Energy (BLE), ultraširokopásmovej technológie (UWB), fázového merania vzdialenosti VHF alebo inej technológie. LTE modem odošle tieto malé objemy dát tam, kde je slabé pokrytie Wi-Fi a neoplatí sa ťahať Ethernet. Mobilná sieť nenahrádza lokalizačné riešenie, ktoré polohu určilo.
Závody používajú verejné SIM karty na získanie prehľadu o areáli a návesoch alebo súkromné areálové siete LTE / 5G, keď chcú mať pracovníci prevádzkových technológií mobilné pokrytie pod kontrolou závodu. V oboch prípadoch digitálne dvojča aj systémy riadenia výroby (MES) a riadenia skladu (WMS) naďalej dostávajú IP dátový tok. Keď je prenosová cesta dostupná, twinzo dokáže tento tok prijímať rovnako ako dáta z káblového pripojenia.
Hlavné súčasti
Modem / router: Zariadenie so SIM kartou, ktoré sa prihlási do siete 4G alebo 5G a poskytne IP pripojenie pre gateway alebo priemyselný počítač.
SIM karta a predplatné: Program verejného operátora, súkromný APN alebo prihlasovacie údaje do súkromnej areálovej siete. Pri flotilách vo viacerých závodoch záleží na objeme dát a pravidlách roamingu.
Anténa a pokrytie: Externé antény pomáhajú v kovových halách a na okrajoch areálu. Vnútorné opakovače mobilného signálu alebo súkromné bunky pokrývajú miesta bez signálu, kam Wi-Fi nikdy nedosiahla.
Edge gateway: Zhromažďuje rádiové dáta zo zariadení, napríklad zo súkromnej rozľahlej siete s dlhým dosahom (LoRaWAN), a keď Ethernet nie je dostupný, posiela upravený dátový tok cez LTE.
Zabezpečenie prenosu: VPN, súkromný APN alebo pravidlá firewallu zabezpečujú, aby sa dáta z trackerov dostali do prostredia prevádzkových a informačných technológií rovnako kontrolovane ako spracované dáta z káblového pripojenia.
Využitie vo výrobe a logistike
V areáloch, na vzdialených rampách a v komplexoch s viacerými halami sa LTE používa, keď pre LoRa alebo lokalizačnú gateway nie je voľné ethernetové pripojenie. Automobilové závody a závody na bielu techniku často posielajú polohy získané cez VHF alebo LoRa zo skrine na okraji haly do závodu cez LTE (4G / 5G). Návesy a vratné obaly vo vonkajších priestoroch vybavené globálnym navigačným satelitným systémom (GNSS) často odosielajú údaje cez 4G, pretože satelitne určené polohy potrebujú prenosovú cestu s veľkým dosahom, nie názov siete Wi-Fi v hale.
V hale niektoré tímy pripájajú gateway na vozíkoch k mobilnej sieti, aby telemetria vysokozdvižných vozíkov alebo logistických vláčikov zostala online aj pri zlyhaní prepínania medzi prístupovými bodmi Wi-Fi. Určovanie polohy naďalej zabezpečuje rádiová technológia RTLS na vozíku. Prehľad technológií, ktorý rozlišuje určovanie polohy od prenosu dát, nájdete v článku Technológie RTLS na trhu. Prenosu dát VHF v areáli sa venuje článok VHF v RTLS: fázové meranie vzdialenosti v halách a areáloch.
Prínosy a úskalia
Prínosom je pokrytie areálov a existujúcich hál bez ťahania nových káblov, rýchle dočasné pilotné projekty a známy model správy IT s použitím SIM karty, APN a firewallu. Súkromné siete 5G môžu zvýšiť kapacitu, keď veľa gateway zdieľa jednu bunku v areáli.
Úskaliami sú náklady na predplatné pre každú gateway, miesta bez pokrytia hlboko v kovových budovách a závislosť od operátora alebo návrhu súkromnej siete. Nepretržité mobilné pripojenie každého lacného tagu sa zvyčajne ekonomicky neoplatí. Vhodnejšie je použiť mobilnú sieť na gateway, ktoré zhromažďujú dáta z mnohých objektov, a na tagoch ponechať rádiové technológie s nízkou spotrebou, ako sú LoRaWAN alebo BLE. Samotná mobilná sieť neumožňuje určovať polohu v interiéri s presnosťou na metre.
Súvisiace pojmy
Popri sieti Ethernet je LTE (4G / 5G) ďalším bežným spôsobom pripojenia k systémom závodu. Rozľahlá sieť s dlhým dosahom (LoRaWAN) je rádiová technológia s nízkou spotrebou, ktorá často odovzdáva dáta mobilnej sieti cez gateway. Globálny polohový systém (GPS) a globálny navigačný satelitný systém (GNSS) sú častým zdrojom prenášaných dát o vonkajšej polohe. Polohu naďalej určujú technológie systémov lokalizácie v reálnom čase (RTLS), ako sú Bluetooth Low Energy (BLE), ultraširokopásmová technológia (UWB), rádiofrekvenčná identifikácia (RFID), fázové meranie vzdialenosti VHF alebo simultánna lokalizácia a mapovanie (SLAM). Súvislosti s dvojčaťom a pripojením vysvetľujú pojmy digitálne dvojča a priemyselný internet vecí (IIoT).
Časté otázky
Je 4G alebo 5G technológiou RTLS na určovanie polohy v interiéri? Nie. Mobilná sieť prenáša správy. Na určenie polohy v interiéri je potrebné BLE, UWB, RFID, fázové meranie VHF, SLAM alebo iné lokalizačné riešenie. LTE môže prenášať výsledok.
Aký je rozdiel medzi 4G LTE a 5G? Obe sú generáciami mobilných sietí. 5G môže ponúknuť vyššiu priepustnosť, podporu väčšieho počtu zariadení na rovnakom území a možnosti nižšej latencie. Pri väčšine dátových paketov RTLS sú v praxi dôležitejšie pokrytie, cena SIM karty a to, či závod používa verejné alebo súkromné bunky, než maximálna rýchlosť uvádzaná v propagačných materiáloch.
Kedy zvoliť LTE namiesto Ethernetu? Keď je gateway v areáli, vo vzdialenom prístrešku alebo v hale bez pripraveného portu na switchi, prípadne keď treba spustiť dočasný pilotný projekt skôr, než pracovníci dokončia kabeláž. Ak je káblové pripojenie už pripravené a pracovníci prevádzkových technológií ho povoľujú, vhodnejší je Ethernet.
Potrebujeme SIM kartu v každom trackeri? Zvyčajne nie. LTE použite na gateway, ktoré zhromažďujú dáta z mnohých tagov. Mobilné pripojenie jednotlivých tagov je vhodné pre drahé objekty vonku, nie pre tisíce lacných vratných obalov v interiéri.