Gastbeitrag | Autor: Robert Wittig, Leiter Hardware | fünfeinhalb

Während die große Vision der vierten Generation Mobilfunk (4G) die allgegenwärtige Verbindung von Menschen war, ging 5G einen Schritt weiter und versprach ultrazuverlässige Funkverbindungen mit sehr niedriger Verzögerungszeit für die Vernetzung von Maschinen.

Ein starker wirtschaftlicher Antrieb dafür ist die Fertigungsindustrie mit verteilten Echtzeitanwendungen wie fahrerlosen Transportfahrzeugen und mobilen Robotern. Bei diesen Anwendungen steigt die Produktivität mit der erreichbaren Dienstgüte des Funknetzes.

Fertigung in der Industrie 4.0
© Lenny Kuhne, Unsplash

Die Wirklichkeit

Existierende Funklösungen können Latenzen von unter einer Millisekunde und Ausfallwahrscheinlichkeiten von teilweise über 10 Jahren, wie sie von Experten gefordert werden, nicht bereitstellen¹. Auf der einen Seite gibt es etablierte Technologien wie WLAN und Bluetooth. Sie sind extrem kostengünstig und zudem ohne tiefere Fachkenntnisse einrichtbar. Allerdings mangelt es diesen Technologien in hohem Maße an Zuverlässigkeit: Datenpakete kommen einfach nicht mit der nötigen Wahrscheinlichkeit innerhalb einer gewissen Zeitdauer (Latenz) beim Empfänger an. Dies ist zwar für manche industrielle Anwendungen nicht von Bedeutung, sodass auch heute schon WLAN- und Bluetooth-Verbindungen in der Produktion anzutreffen sind. Allerdings ist die Transformation zu einer allzeit in Echtzeit vernetzten Produktion (Stichwort: Industrie 4.0) so nicht realisierbar.

Auf der anderen Seite sind private 5G Netzwerke, deren Standardisierung genau diese Transformation durch höhere Dienstgüten versprach. Aktuelle Messungen zeigen allerdings, dass die erreichte Qualität in Bezug auf Latenz und Zuverlässigkeit den Erwartungen nicht gerecht wird (<1ms bei 99,999%). Stattdessen liegen die erzielbare Latenz mit 10ms und die erzielbare Zuverlässigkeit mit 99,99% zusammen zwei Größenordnungen unter den Versprechungen. Damit können eine ganze Reihe an Anwendungen immer noch nicht realisiert werden. Der primäre Faktor für die mangelnde Adaption von 5G in der Industrie ist jedoch wirtschaftlicher Natur: für viele Unternehmen sind sie einfach nicht refinanzierbar und zudem durch ihre ausgesprochene Komplexität nur schwer zu betreiben.

¹ 3GPP Technical Specification 22.104. “Service requirements for cyber-physical control applications in vertical domains”

Also doch nur Vision?

Wir von fünfeinhalb schließen die entstandene Lücke zwischen höchsten Ansprüchen und günstigen Anschaffungs- und Betriebskosten. Unsere Lösung übertrifft die Dienstgüte aktueller 5G-Campusnetze bei Einfachheit und Kosten eines professionellen WLAN-Netzwerks. Damit ermöglicht fünfeinhalb die Echtzeitvernetzung von mobilen Robotern und fahrerlosen Transportsystemen, die Realisierung von kabellosen Safety-Anwendungen, und die Einsparung kostspieliger Kabelinstallationen. Durch die zuverlässig niedrigen Rundlaufzeiten von weniger als 8ms für 99,999% der Pakete erschließt die fünfeinhalb-Lösung auch neuartige Anwendungsfelder, beispielsweise in der kollaborativen Zusammenarbeit zwischen mobilen Robotern, die aufgrund der Limitierung aktueller Technologien noch nicht existieren.

fünfeinhalb Funklösung für niedriglatente, ultrazuverlässige Drahtloskommunikation
© fünfeinhalb

Höchste Zuverlässigkeit für drahtlose Echtzeitanwendungen – fünfeinhalb liefert Funksysteme für anspruchsvollste industrielle Anwendungen, die so einfach zu konfigurieren sind wie herkömmliches WLAN. Durch intelligenten Einsatz von Redundanz ermöglichen wir höchste Zuverlässigkeit: wie mit einer Kabelverbindung, nur eben ohne.