特征通信与网络
现在是私人无线网络

2019年6月3日—尽管互联网的发展和数字技术的巨大进步，但过去40年制造业生产率的增长并没有跟上步伐。

部分原因是这些技术在制造业的部署缓慢。就机器人、agv和其他技术被采用的程度而言，它们只是二级发明，不会显著改变我们生产实物的方式。例如，现在的装配线自动化程度更高，但仍然缺乏灵活性——一系列有线和无线技术被用于连接工厂车间。改造工厂仍然是一项主要开支，在一些行业，可能需要数月甚至数年才能完成。

这种费用和缺乏灵活性阻碍了上游计算过程的全面实现，例如机器学习和人工智能（AI），以及云和现代移动网络等技术。虽然这些发明使得可以在知识工作，软件和娱乐等领域开始迅速创新，但装配线仍然存在多大。

然而，随着AI和机器学习增强的工业物联网（IIT）更广泛的采用，这开始变化，预计将带来第四次工业革命 - 或“行业4.0”。

行业4.0将首次充分利用这些技术在制造过程中。云的扩展将为工厂和仓库底部带来多访问边缘计算（MEC），从而为激烈的本地任务提供分布式计算。反过来，计算能力的这种巨大增长允许机器学习和AI在操作控制，质量保证，预测性维护和安全方面发挥更大的作用。通过一系列物联网传感器和设备，这种新的智能，端到端生产过程能够持续改进和优化。

无线网络的兴起
专用无线网络将通过实现更大的移动性，从而在工厂楼层上的灵活性更大的灵活性中，将在Industrial 4.0中发挥关键作用。来自有线基础设施的不采用的生产线和工作站将允许更快的重新配置和重新制作，操作灵活性，敏捷性和性能 - 机器人将成为更加背景意识，AGVS将能够开放路径导航和工人携带智能工具和头部的工人-UP显示器将使用无线通信与其他连接设备和彼此相互联系。

尽管移动运营商预计将在2019-20年开始推出5G(下一代无线能力将超越墙壁，并在单一架构上提供多个专用网络)，但预计将带来关键垂直功能的5G标准版本要到2020年年中才能推出。同样，用于连接智能工具、工人、agv、装配线机器和传感器的5G工业设备极有可能在几年后开始开发。因此，问题依然存在:制造商是否应该等到那时才开始转向这个方向?

答案是不。今天的现场证明和安全的移动技术标准（即4G / LTE）可用于大多数行业4.0应用程序。与目前用于工厂中使用的无线解决方案相比，它还带来了一系列性能。随着时间的推移，将支持4G / LTE不能支持的剩余，非常低延迟和时间敏感的过程，以便在5G上支持。在临时，潜伏敏感的应用程序，如机器的远程控制，自动化AGV，视频和基于AR / VR的应用可以用4G / LTE和多访问边缘计算支持。这提供了一种分布式架构，它将内容和处理更靠近设备，提高性能和降低延迟。4G标准还推出了网络以支持大量连接，需要低功耗，IoT设备和传感器的低功耗数据传输。因此，幸运的是，在制造商开始启用自动化的下一阶段之前，没有理由等待5G。

最大化4G / LTE
如果在工厂设置中安装移动蜂窝技术听起来令人生畏和昂贵，那么好消息也是现在几乎易于安装私有4G / LTE网络，因为它是Wi-Fi网络。然而，它更加强大，安全，并且能够支持每个接入点的更多连接 - 当传感器和设备乘以工厂楼层和仓库时的兔子乘以兔子的关键要求。在尺寸和安装方面，现在还有4G / LTE小单元格而不是Wi-Fi接入点的更大或更复杂，并且可以采用即插即用安装。此外，用于移动分组核心的多机架已减少到迷你台式PC的大小，这减少了对空间的需求。

私有lte可以作为一种服务来实现“按增长付费”模式，降低前期资本成本，并允许网络随着设备的增加而扩大规模。此外，如果需要考虑数据隐私和安全性，那么边缘计算服务器还可以充当本地断点，将企业数据保留在本地。

除了许可的4G / LTE频谱移动运营商以及与企业的租赁安排可以提供，全球各国政府也可以为这些私营网络开辟频谱。例如，在美国，这将包括以3.5 GHz（3550-3700 MHz）频段中的公民带无线电服务（CBR）占据的频谱。或者，MultieRire在2.4和5 GHz范围内使用未经许可的LTE频谱，与Wi-Fi和平地存在平静的共存，但带来更好的性能和更强大的功能。许多国家还拟议专门为私营企业专门致力于专门（例如德国3.7-3.8 GHz和3.8-4.2 GHz）。

最后，4G/LTE拥有成熟的工业接口和设备生态系统。物联网的第一波大浪潮正在顺利进行，业界已经决定将4G/LTE作为事实上的标准。物联网友好型芯片组现在很容易获得，而且价格低廉，适用于许多传感器、智能工具和可穿戴设备，包括用于将传统设备连接到更新的4G/LTE网络的改装套件。

由于5G标准最终确定并且频谱可用，这些私有4G / LTE网络可以通过大多数简单的软件升级迁移到5G。但是，当今4G / LTE网络实现4G / LTE网络的制造商不会看到需要长时间移动到5G;至少在新标准牢固地建立并具有开发良好和支持的生态系统。

虽然工业4.0是否会像20世纪那样带来生产率的大幅提高还有待观察，但可以肯定的是，这些技术将在未来几十年颠覆当前的制造实践。它们将实现成本效率、质量控制和对全球变化的消费者需求的更快响应——允许制造商创新并更快地将产品推向市场，而无需等待5G。
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Stephane Dauble是5G行业垂直网络切片和私人无线网络解决方案营销的负责人在诺基亚。