Σύμφωνα με την ερευνητική έκθεση, «η άνοδος του εξυπνώτερου, γρηγορότερου, ασφαλέστερου υπαλλήλου παραγωγής,» δημοσιευμένος από τη Ericsson, οι περισσότερες κατασκευαστικές επιχειρήσεις αναμένει να είναι τουλάχιστον 80 τοις εκατό που αυτοματοποιούνται μέσα σε 10 έτη, με πολλά που ελπίζουν να δει τουλάχιστον μια διπλή άνοδο στη χρήση των ICT-εργαλείων μέσα στα επόμενα πέντε έτη.

Ενώ οι συνδεμένες με καλώδιο συνδέσεις, ειδικά εξαρτούμενη από τον παράγοντα χρόνο δικτύωση (TSN), παρέχουν την καλύτερη πορεία προτεραιότητας για τα χρόνος-κρίσιμα στοιχεία, οι ασύρματες επικοινωνίες προτιμώνται ως γρηγορότερος τρόπος να συνδέσουν πολλές συσκευές, τα μηχανήματα, και άλλα προτερήματα στο εργοστάσιο.

Από την άφιξη του GSM — η δεύτερη γενιά των κυψελοειδών δικτύων — το 1991, οι βιομηχανίες το έχουν υιοθετήσει για να συνδέσουν τις μηχανές, τα συστήματα παρακολούθησης, τους συναγερμούς, και άλλα συστήματα. Το GSM χαρακτηρίζει τη βασική μετάδοση στοιχείων σε GPRS/EDGE και SMS.

Δέκα έτη αργότερα, η τρίτη γενιά (3G) επέτρεψε τη γρηγορότερη μετάδοση στοιχείων, ένα ευρύτερο φάσμα, και σφαιρικά πρότυπα. Ένα νέο σώμα βιομηχανικών προτύπων, το 3$ο πρόγραμμα συνεργασίας παραγωγής (3GPP), γεννήθηκε να παρέχει στα μέλη του ένα σταθερό περιβάλλον για να συντάξει τις εκθέσεις και τις προδιαγραφές που καθορίζουν τις τεχνολογίες 3GPP. Σήμερα, κρατώντας το αρχικό όνομά του, 3GPP καθορίζει τις προδιαγραφές κάθε γενεάς των κυψελοειδών δικτύων.

Οι κυψελοειδείς φορείς παροχής υπηρεσιών (CSPs) είναι Sunsetting 2G και κυψελοειδή δίκτυα 3G

Στα προηγούμενα 30 έτη, οι εκατοντάδες χιλιάδες των συσκευών μηχανή--μηχανών (M2M) που χρησιμοποιούν τα δίκτυα 2G έχουν εγκατασταθεί. Εκείνοι είναι ενεργοποιητές, περιβαλλοντικοί αισθητήρες, μετρητές χρησιμότητας, συστήματα συναγερμών, και άλλοι αισθητήρες που χρησιμοποιούν SMS και GPRS/EDGE για την επικοινωνία.

Ένας λόγος να επενδύσει στη συνδετικότητα 4G και 5G για IoT είναι ότι οι χειριστές διακόπτουν την κληρονομιά 2G και τα δίκτυα 3G παγκοσμίως. Ενώ οι υπάρχουσες συσκευές μπόρεσαν να συνεχίσουν να λειτουργούν προς το παρόν σε εκείνα τα δίκτυα κληρονομιών, η υποστήριξη θα καταργήσει σταδιακά και οι μεταφορείς δεν ενεργοποιούν πλέον τις νέες συσκευές 2G. Οι υπάρχουσες συνδέσεις ζουν τώρα στο δανεισμένο χρόνο.

Όπως 2G, πολλοί μεταφορείς είναι πρόθυμοι στα παλαιότερα 3G δίκτυα ηλιοβασιλέματος στο repurpose εκείνο το φάσμα να υποστηρίξουν 4G LTE και 5G. Οι νέες συσκευές χρειάζονται περισσότερη ταχύτητα, και τις κορυφές 3G έξω περίπου σε 3 Mbps. Εκτός από την ύπαρξη γρηγορότερο, 4G LTE είναι επίσης αποδοτικότερο, επιτρέποντας σε περισσότερες συσκευές για να μοιραστεί τα κανάλια και χαρακτηρίζοντας τις ογκώδεις τεχνολογίες IoT όπως LTE γάτα-μ και NB-IoT.

Σύμφωνα με τη νοημοσύνη GSMA, εκτός από τα 43 δίκτυα κλειστά ήδη ως το 2020, τουλάχιστον 64 περισσότερα δίκτυα θα διακοπούν μεταξύ 2021 και 2025 δεδομένου ότι οι χειριστές επιδιώκουν να βελτιστοποιήσουν τις διαδικασίες και τις δαπάνες και να πάρουν το φάσμα για 4G και 5G.

Το πλεονέκτημα 4G LTE με το lte-μ και NB-IoT

Η άφιξη του τέταρτης γενεάς των κυψελοειδών δικτύων (μακροπρόθεσμο εξέλιξη ή 4G) δήλωσε ένα κβαντικό πήδημα στο πώς το κυψελοειδές ραδιόφωνο θα μπορούσε να λειτουργήσει στις βιομηχανικές εφαρμογές. Όχι μόνο ένα νέο ραδιόφωνο σχεδιάστηκε για πρώτη φορά για να χειριστεί ογκώδες Διαδίκτυο των συνδέσεων πραγμάτων (IoT), αλλά καθώς οι νέες απελευθερώσεις έγιναν διαθέσιμα, νέα χαμηλής ισχύος πρότυπα που επιτράπηκαν για τις νέες αιτήσεις και μικρότερες συσκευές.

Δύο πρότυπα IoT λειτουργούν στα δίκτυα 4G και 5G: Μακροπρόθεσμη εξέλιξη για τις μηχανές (lte-μ) και περιορισμένης ζώνης IoT (NB-IoT), που προσφέρει νέο χαμηλής ισχύος, συνδετικότητα εκτενών ζωνών στα κυψελοειδή δίκτυα. Αυτοί επέτρεψαν την επέκταση των ογκωδών εφαρμογών IoT, ειδικά για τη βιομηχανική και γεωργική χρήση. Κατά τη διάρκεια των ετών, το lte-μ έγινε πολύ δημοφιλές στις ΗΠΑ, και NB-IoT έγινε τα προτιμημένα πρότυπα στην Ασία και την Ευρώπη.

Για τις περισσότερες ογκώδεις εφαρμογές IoT που απαιτούν τη χαμηλής ισχύος κατανάλωση και την ασφάλεια και τη διαθεσιμότητα των κυψελοειδών δικτύων, NB-IoT και το lte-μ είναι οι προτιμημένες λύσεις. Ενώ και οι δύο υποστηρίζουν τις ογκώδεις επεκτάσεις IoT σε χιλιάδες συνδέσεις, υπάρχουν μερικές διαφορές: NB-IoT απαιτεί τη λιγότερους δύναμη και τους μικρότερους διαποδιαμορφωτές, καθιστώντας το ιδανικό για τις μικρότερες συσκευές που τρέχουν στις μπαταρίες, αλλά δεν υποστηρίζει SMS (ακόμα) ή τη φωνή. Το lte-μ απαιτεί περισσότερη δύναμη, αλλά υποστηρίζει SMS και την περιορισμένη μετάδοση φωνής.

Από την προοπτική και την αποδοτικότητα του κυψελοειδούς φορέα παροχής υπηρεσιών, το lte-μ επιτρέπει σε τους για να υποστηρίξει την υπηρεσία στα υπάρχοντα δίκτυα 4G με μια ενημέρωση λογισμικού, ενώ NB-IoT απαιτεί το πρόσθετο υλικό.

Με την άφιξη των δικτύων 5G, και το lte-μ και NB-IoT είναι μέρος της προδιαγραφής και έτσι άμεσα υποστηριγμένος. Επιπλέον, για τις εφαρμογές IoT που απαιτούν περισσότερο εύρος ζώνης αλλά όχι ολόκληρες τις ικανότητες δικτύων, υπάρχει nr-ΑΧΘΟΦΌΡΟΣ 5G, το οποίο προσφέρει μια παρόμοια απόδοση ως LTE πέρα από το φάσμα υπο--Ghz.

Με την άφιξη του ενσωματωμένου SIM (eSIM), μερικές επιχειρήσεις, όπως Infineon, STMicroelectronics, και οι ημιαγωγοί της Sony, προσφέρουν τα μικρότερα chipsets για την κυψελοειδή συνδετικότητα.

Νέο ραδιόφωνο, 5G προηγμένα, και αχθοφόρος 5G

Πρέπει ακόμα να πάρουμε τις πλήρεις προδιαγραφές 5G διαθέσιμου παντού. Η περισσότερη παγκόσμια χρήση δικτύων 5G η απελευθέρωση 15 3GPP, μη-αυτόνομη. Αυτόςσημαίνειότιεκείνα ταδίκτυααπαιτούντηνυποστήριξητηςυπάρχουσαςυποδομής4GLTE.

Αυτόνομο 5G (3GPP Rel. 16 και ανωτέρω) επιτρέπουν την ογκώδη συνδετικότητα IoT χρησιμοποιώντας μόνο τη δύναμη που απαιτείται για να εκτελέσει την απαραίτητη ανταλλαγή στοιχείων. Οι συσκευές IoT μπορούν να συνδέσουν στα πεταχτά και να ρυθμίσουν την παραγωγή δύναμής τους αναλόγως.

Επιπλέον, για τις κρίσιμες εφαρμογές IoT όπως η ρομποτική και τις μακρινές διαδικασίες, τα δίκτυα 5G παρέχουν την απαραίτητη αξιοπιστία, την υπερβολικά χαμηλή λανθάνουσα κατάσταση, και την πιό μικρή κατανάλωση ισχύος.

Η εισαγωγή των νέων ραδιο ικανοτήτων 5G όπως ο nr-ΑΧΘΟΦΌΡΟΣ, που παρέχουν στις ταχύτητες 4G στις πολλές περισσότερες συχνότητες την πιό μικρή κατανάλωση ισχύος, θα κάνει 5G μια κατάλληλη επιλογή για πολλούς χρήστες που απαιτούν την υψηλότερη ασφάλεια και η συνδετικότητα. Επίσης, τα νέα, μικρότερα, και φτηνότερα chipsets και iSIMs βοηθούν να μειώσουν BOM να κοστίσουν και τη χρήση δύναμης.

Σύμφωνα με τη Ericsson, «η καταβολή 17 3GPP εργασία για την υποστήριξη για τις μειωμένες συσκευές ικανότητας NR είναι ένα σημαντικό βήμα για να επεκτείνει περαιτέρω την προσπελάσιμη αγορά 5G NR. Επιτρέπει σε μια μειωμένη συσκευή ικανότητας για να λειτουργήσει σε οποιεσδήποτε από τις ζώνες συχνότητας NR.»

Ενώ 5G είναι ακόμα στην ανάπτυξη, 6G θα έρθει σύντομα

Η έρευνα και η ανάπτυξη των ακόλουθων προτύπων της κυψελοειδούς ασύρματης συνδετικότητας είναι εν εξελίξει.

Οι διαφορετικές επιχειρήσεις και οι ερευνητικές εγκαταστάσεις λειτουργούν με το 3GPP για να καθορίσουν και να εξετάσουν τη δυνατότητα πραγματοποίησης της επερχόμενης εξέλιξης δικτύων, 6G. Αναμένουν 6G για να παρέχουν τις ταχύτητες 1 έως 100 GBP στον τελικό χρήστη, και την ικανότητα πολυ-MIMO 100-1,000 ταυτόχρονα εξαρτημένα-διαμορφωμένων ακτίνων, παρέχοντας αποτελεσματικά τις ταχύτητες στο 10s των terabyte ανά δευτερόλεπτο.

Εκτός από την παροχή του εντοπισμού ακρίβειας σε ένα μέρος μιας ίντσας, που συμπληρώνει το ΠΣΤ, 6G οι τεχνικές απεικόνισης θα προσδιορίσουν οποιοδήποτε πρόσωπο ή κινούμενο αντικείμενο. Αυτή η ευφυής, immersive υποδομή θα μπορούσε να υποστηρίξει την εικονική πραγματικότητα χαμηλός-λανθάνουσας κατάστασης (VR), την αυξημένη πραγματικότητα (AR), και την άνευ ραφής τηλεπαρουσίαση.

Η άνοδος των ιδιωτικών ασύρματων δικτύων

Τα συνδεμένα με καλώδιο και ασύρματα ιδιωτικά δίκτυα ήταν γύρω από για πολλά χρόνια. Πολλές βιομηχανίες έχουν χρησιμοποιήσει έναν συνδυασμό συνδεμένου με καλώδιο Ethernet και WI-Fi για να συνδέσουν τις μηχανές, τους αισθητήρες, τις πύλες, και άλλα προτερήματα.

Ενώ τα κυψελοειδή δίκτυα παρέχουν ένα νέο στρώμα της ασφάλειας και της διαθεσιμότητας, μερικές βιομηχανίες απαιτούν τη συνδετικότητα -εγκαταστάσεων και τη δυνατότητα τοπικά τα στοιχεία και τις διαδικασίες. LTE και 5G προσφέρουν την επιλογή τα ιδιωτικά κυψελοειδή δίκτυα για τις συγκεκριμένες θέσεις και τις εφαρμογές.

Μερικά ιδιωτικά δίκτυα είναι ακριβώς εικονικές φέτες που λειτουργούν στην υπάρχουσα δημόσια υποδομή. Αυτοί οργανώνονται από τους κυψελοειδείς φορείς παροχής υπηρεσιών, οι οποίοι διαθέτουν μια μερίδα του φάσματος ή μερικών κυττάρων για τους βιομηχανικούς πελάτες τους.

Σήμερα, μερικοί κυψελοειδείς προμηθευτές υποδομής προσφέρουν επίσης τα ιδιωτικά δίκτυα έξω από την περιοχή CSP. Οι επιχειρήσεις όπως η Cisco, η Samsung, Huawei, η Nokia, και η Ericsson, μεταξύ άλλων, παραδίδουν τώρα τις λύσεις τους άμεσα στους μεγάλους βιομηχανικούς πελάτες.

«Οι βιομηχανίες μπορούν επίσης να επεκτείνουν ένα ιδιωτικό δίκτυο χρησιμοποιώντας το επιχειρηματικό φάσμα τους εάν μπορείτε να το πάρετε από το ρυθμιστή,» εν λόγω Sylwia Kechiche, κύριος βιομηχανικός αναλυτής, επιχείρηση σε Ookla, «ή μπορούν να το μισθώσουν από το χειριστή. Έτσι υπάρχουν πολλαπλάσιοι διαφορετικοί τρόποι για μια επιχείρηση, ανάλογα με ποιο είδος του επιπέδου ελέγχου θέλουν, εάν θέλουν αυτά τα ιδεατά ιδιωτικά δίκτυα.»

Η έρευνα ιουνιπέρων βάζει τη Nokia και τη Ericsson ως ηγέτες στην ιδιωτική κυψελοειδή επιχείρηση. Σύμφωνα με την επιχείρηση, «η μελέτη μας διαπίστωσε ότι οι παραδοσιακοί κυψελοειδείς φορείς εκμετάλλευσης δικτύου είναι συχνά πίσω στο ξεδίπλωμα των ιδιωτικών ικανοτήτων δικτύων, που επιτρέπουν σε άλλους προμηθευτές στο βήμα στο ρόλο. Οι επιτυχέστεροι φορείς είναι εδώ προμηθευτές δικτύων με τα κανάλια εξοπλισμού που μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να μπούν στην αγορά. Η εύκαμπτη φύση 5G έχει επιτρέψει σε πολλούς μη παραδοσιακούς χειριστές για να παρέχει τις ιδιωτικές κυψελοειδείς υπηρεσίες, ιδιαίτερα όπου ο κανονισμός επιτρέπει τη χωρίς άδεια χρήση του φάσματος 5G.»

Το CSPs, που είναι τεχνικά ικανά, πρέπει ακόμα να εκπαιδεύσει το προσωπικό πωλήσεών τους για να καλύψει τις ανάγκες των βιομηχανικών πελατών τους. Οι πωλητές τους, πολλοί κοντά στην αποχώρηση, χρησιμοποιούνται για να προωθήσουν περισσότερες υπηρεσίες κληρονομιών όπως η φωνή και τα στοιχεία.

Ο Tom Loozen, σφαιρικός ηγέτης τηλεπικοινωνιών EY, είπε τους χρόνους IoT ότι οι κυψελοειδείς χειριστές πρέπει να επιταχύνουν τις προσπάθειές τους στην παροχή των ιδιωτικών λύσεων δικτύων. Διαφορετικά, υποστήριξε ότι άλλος, επιθετικότερα συστήματα ένταξης θα συνέχιζε το μεσημεριανό γεύμα τους.