5G: Nyckeln till att låsa upp framtiden för digitala plattformar

Istället för att bara tillhandahålla snabbare mobilt bredband är 5G en nätverksarkitekturutveckling. Det kommer att innebära ett nytt sätt att bygga mobila nätverk, och komponenterna i denna arkitektur kan ge olika affärsfördelar. Genom 5G-funktioner som E2E-nätverksvirtualisering, nätverksdelning, massiv maskinkommunikation, ultralåg latens och mobil kantberäkning kan ett 5G-nätverk leverera en teknologiplattform som möjliggör företagsfördelar som kostnadsbesparingar, förbättrad kundupplevelse, ökad säkerhet och nya intäktsströmmar, skriver GlobalData Senioranalytiker Malcolm Rogers. 

5G:s potential

Globalt sett accelererar utbyggnaden av 5G-nätverk i alla regioner. Telefonleverantörer fortsätter att lansera nya 5G-förberedda smartphones och konsumenter har börjat uppleva mobila nedladdningshastigheter långt över 100 Mbps. Faktum är att 5G kan tillhandahålla anslutningar med hög kapacitet, öka videoströmning och minska buffring under rusningstid. Men 5G handlar inte bara om en förbättrad mobilt bredbandsupplevelse för den dagliga konsumenten, det kommer också att förändra företagsnätverksarkitekturen. 5G kommer att leverera bandbredd på upp till 10 Gbps, vilket bara är möjligt idag över en dedikerad fiberanslutning. Men bortom högkapacitetslänkar kommer 5G att driva omvandling av operatörsnätverk. En nyckelkomponent i 5G-nätverk är E2E-virtualisering (från RAN till kärna), som gör det möjligt för nätverksfunktioner att vara molnbaserade och artificiell intelligens (AI) att integreras, och driver automatisering.

Trots hypen kring tekniken och dess potential för företagsapplikationer säger upp till 60 procent av IT-ledarna att de inte är helt medvetna om fördelarna med 5G, enligt forskning från GlobalData.

Ansluter allt

Förutom att förbättra mobila bredbandshastigheter kommer 5G att vara inneboende för att leverera nästa generations IoT-lösningar för företag och myndigheter. För närvarande kan 4G/LTE IoT-nätverk stödja sensoranslutningar i tusentals på en enda cell. Dessa sensorer, enheter, gateways och andra anslutna saker samlar in data, kommunicerar med varandra och nätverket och samlar in och analyserar affärsdata. Denna klass av lösning använder 5G:s utökade kapacitet för att ansluta till en plats och kallas för massiv maskintypskommunikation (mMTC). mMTC-lösningar kommer att vara den underliggande tekniken som levererar smarta verktyg, smart tillverkning och smarta stadskoncept som dynamisk trafikkontroll, och kommer att användas i stor utsträckning vid förutsägande underhåll.

För företag arbetar mMTC för att minska stilleståndstiden, öka tillgångsutnyttjandet och förbättra arbetarnas säkerhet, vilket i slutändan sänker enhetskostnaden för produktionen. Dessa tekniker kommer att vara centrala för att leverera resultat för Industry 4.0 och smarta stadsprojekt som pågår över hela världen.

Annons

Ta en skiva

5G kommer att göra mer än att ansluta maskiner och sensorer över fabriksgolvet. 5G har också potential att förändra traditionell företagsnätverksarkitektur. Historiskt sett har mobila nätverk aldrig setts som ett primärt åtkomstmedel för ett företagsövergripande nätverk (WAN). Men när 5G växer och fler standarder och funktioner läggs till operatörsnätverk, kommer företag att börja betrakta 5G som en legitim och kritisk komponent för nästa generations WAN-lösning (Wide Area Network).

När 5G-näten mognar kommer nya funktioner att läggas till. En funktion, som planeras att standardiseras under de kommande åren, är nätverksdelning, eller logisk separation av olika virtuella nätverk som körs på samma underliggande fysiska infrastruktur. Nätverksdelning, när den integreras i ett företags WAN, gör det möjligt för IT-chefer att skapa separata nätverkssegment som följer policyer kring bandbredd, servicekvalitet och mer, allt per applikation. Det gör också att nätverk kan partitioneras. Med tanke på mMTC-komponenten i 5G, där operativ teknologi också kommer att stödjas tillsammans med IT-system, kommer slicing att vara avgörande för säkerhet och efterlevnad också.

När det bara inte kan vänta

En annan viktig komponent i 5G-utvecklingen är introduktionen av mobila tjänster med ultralåg latens. För närvarande kan 4G/LTE-nätverk leverera nätverkslatens så låg som 50 ms, och även om detta är tillräckligt för många affärsuppgifter, kan det leverera nästa generations lösningar som autonoma fordon, videoanalys i realtid och fjärrkirurgi. 5G har ett mål på minsta latens på 1 ms, med många operatörer och deras leverantörspartners som redan uppnår under 30 ms latens i riktiga nätverksmiljöer, vilket är 10 gånger snabbare än mänskliga reaktionshastigheter. Detta öppnar upp en mängd nya möjligheter för industri, sjukvård och även konsumenter.

En kritisk möjliggörare för applikationer med ultralåg latens som körs på 5G-nätverk kommer att vara 5G Mobile Edge Compute (MEC). MEC är en teknologiplattform som för beräknings- och lagringsfunktionerna i traditionella datacenter och moln, och för dem fysiskt närmare kanten av ett nätverk, där enheter samlar in och överför data. MEC-plattformar kommer att skilja sig från andra former av edge comput genom att integreras i 5G-nätverket, vilket är en nyckelfaktor som kommer att hjälpa till att leverera applikationer med ultralåg latens. MEC kommer att göra det möjligt för företag att köra arbetsbelastningar snabbt, utan att behöva ha servrar på plats, men också utan att behöva skicka data hela vägen till ett moln eller datacenter för bearbetning. Detta kommer att driva användningen av AI för automatisering och andra användningsfall, med möjligheten att köra AI-modeller snabbare och mer effektivt.

MEC kan också förbättra säkerheten. Genom att placera beräkningsresurser vid en 5G-basstation på plats, eller i närheten, behöver inte känslig data resa långt för bearbetning. Detta kommer att vara ytterst viktigt i hårt reglerade branscher som bank, sjukvård, flyg och myndigheter.

Globalt använder företag redan hybridmolntjänster, som ser en kombination av offentliga moln, privata moln och on-premise datormiljöer som används av samma företag. 5G kommer att hjälpa till att driva införandet av edge i detta paradigm, eftersom tekniken möjliggör ännu mer granularitet i optimeringen av var applikationer körs.

Få alltid att falla på plats

Den verkliga potentialen hos 5G kommer inte individuellt från förbättrat mobilt bredband, massiv maskinkommunikation, nätverksvirtualisering och slicing, ultralåg latens eller mobil kantberäkning. Snarare låses den sanna potentialen upp genom en kombination av två eller flera eller alla dessa element tillsammans. De mest effektfulla 5G-lösningarna och användningsfallen bygger på flera komponenter. Några av dessa inkluderar autonoma fordon; förstärkt/virtuell verklighet och blandad verklighet för fältarbetare; tät sensorövervakning för tillgångsspårning och förebyggande underhåll; och användningen av bärbara enheter för att förbättra applikationer som hälsa och säkerhet på arbetsplatsen, videoanalys i realtid, nätverksmiljöer med flera hyresgäster och taktilt internet.

Just nu är många operatörer fokuserade på det mer pragmatiska – att leverera förbättrade nedladdningshastigheter och minska trafikstockningar i nätverk under rusningstid. Till exempel är fast trådlös åtkomst (FWA) för företag och hem ett tidig användningsfall som presenteras av operatörer som Verizon i USA och Optus i Australien. Det pågår dock teknikprövningar runt om i världen som hjälper industrin att gå mot full potential för 5G. Globalt sett skyndar mobiloperatörer att visualisera sin nätverkskärna, transport och RAN för att förbereda sig för 5G-framtiden. De mer framtidsinriktade operatörerna arbetar med partners för att testa mer avancerade 5G-tjänster, till exempel erbjuder SK Telecom i Sydkorea en fabriksautomationslösning baserad på 5G MEC. Tanken för dessa operatörer är att använda 5G för att transformera mobilnät från att tillhandahålla anslutning till att bli en digital plattform som stöder företagslösningar.

Användningsfodral för 5G: 5G smart port från ZPMC, China Mobile och Huawei

ZPMC, en av världens största tillverkare av kranar och stålkonstruktioner, samarbetade med Huawei och China Mobile för att designa en lösning för hamnoperatörer som möjliggör ökad automatisering av hamndrift, förbättrad arbetarsäkerhet och snabbare bearbetning av varor genom hamnar.

Lösningen bygger på flera kritiska komponenter i 5G, inklusive förbättrad mobilt bredbandsgenomströmning, nätverksuppdelning, ultralåg latens och mobil kantberäkning.

5G Smart Port-lösningen består av följande två delar:

1. 5G+MEC campus-nätverk: De smarta 5G-portarna som implementeras av China Mobile, ZPMC och Huawei byggs genom 5G-MEC-campusnätverket. En 5G-basstation, på plats vid hamnens campus, stöder både offentliga tjänster och privata campustjänster. China Mobile definierar oberoende sub-PLMN (Public-Land-Mobile Networks) och tillhandahåller separata SIM-kort för portar. Användare av offentliga och privata nätverk får åtkomst till olika sub-PLMN-celler och etablerar rutter med det offentliga 5G-kärnnätet respektive hamnens lokala 5G-MEC (UPF).

2. 5G-portapplikationer:

a. Fjärrstyrda kranar: Kameror på hamnens kranar överför flera 1080p-videobilder till en kontrollcentral via 5G-nätverket. Kranföraren utför operationer på distans baserat på videobilder från platsen. Beroende på kranens storlek varierar antalet kameror från 6 till 27. 5G-nätverket ger 30 Mbps – 120 Mbps upplänksbandbredd och 30 ms låg latens.

b. IGV (Intelligent-Guide-Vehicle): Hamnar är beroende av manuell körning av containerlastbilar. Vissa automatiserade portar använder 4G-baserade AGV:er (Automated Guided Vehicles). AGV:er kan dock inte bedöma det omgivande väglaget. IGV:er installerar kameror och sensorer runt fordonet och överför detaljerade vägförhållanden till MEC-plattformen över 5G. En enda IGV behöver 8 kanaler med 1080p-videobilder, som upptar cirka 40 Mbps upplänksbandbredd och kräver en latens på 20 ms. Hastigheten för en IGV kan nå 40 km/h, dubbelt så snabb som en AGV. Den horisontella transporteffektiviteten från ända till ända kan ökas till 2.5 gånger mer än en AGV. Självkörande containerbilar som kan minska arbetskostnaderna kommer också att realiseras med samma teknologier.

c. I smarta portar använder fler applikationer som IVS (Intelligent Video Surveillance) och AR-fjärrunderhåll kapaciteten för anslutning och beräkning från 5G och MEC.

Användningsfall för 5G: 5G smart flygplats från China Eastern Airlines, China Unicom och Huawei

China Eastern är ett av världens största flygbolag och har tillsammans med China Unicom och Huawei utvecklat en 5G-smart reselösning för Pekings flygplats Daxing. Lösningen har utformats för att förbättra kundupplevelsen, driva automatiseringen av markuppgifter, förbättra flygbolagens andel i tid, minska överbelastningen av Wi-Fi på flygplatser, möjliggöra AI-baserade applikationer med låg latens och framtidssäkra nätverksmiljön.

Lösningen bygger på flera kritiska komponenter i 5G, inklusive förbättrad genomströmning av mobilt bredband, ultralåg latens och mobil kantberäkning.

Tillsammans med China Eastern har China Unicom och Huawei implementerat ett 5G-nätverk på den nybyggda Beijing Daxing Airport, den största 5G-flygplatsen i världen och den första där flygbolagen har integrerat 5G i det civila flygets affärsflöde.

China Unicoms nätverk täcker hela Beijing Daxing Airport med 3,000 5+ 80G LampSites och 5+ utomhus XNUMXG Active Antenna Units (AAU).

Nätverket tillhandahåller en enorm mängd dataöverföring, som China Eastern Airlines behöver för att låsa upp verkligt personliga tjänster för sina kunder. Nätverkskapaciteten på Daxing flygplats är utformad för att klara 10 TB/dag och kan stödja flexibel kapacitetsutbyggnad. Nätverkshastigheter kan överstiga 1.2 Gbps och leverera en överlägsen 5G-upplevelse för passagerare.

Den har tillräcklig kapacitet och täckning för att betjäna både flygnätet och passagerartillträde i det offentliga nätet. De flesta scenarier är baserade på 5G-nätverk inomhus, medan nätverket också utnyttjar 3G- och 4G-infrastruktur. Att dela infrastruktur förbättrar nätverksdriftens effektivitet och minskar kostnaderna genom att eliminera behovet av två samlokaliserade nätverk.

China Eastern Airlines använder 5G-nätverket för att hantera tre aspekter av sin verksamhet:

• Passagerartjänster som automatisk incheckning och ID-kontroller för ansiktsigenkänning med hjälp av en AI-applikation som körs på kanten.
• Bagagespårning och hantering av både passagerare och CEA-personal.
• Personlig kommunikation med passagerare.

5G Smart Travel Service kommersialiserades i september 2019 och syftar till att uppnå:

• Max 20 minuter från incheckning till ombordstigning. Passagerare behöver inte längre visa ID eller skanna QR-koder. De kan genomföra alla resetransaktioner från biljettköp till incheckning, säkerhetskontroller och ombordstigning bara genom att få sina ansikten skannade. Flygvärdinnor kan guida dem till sina platser med hjälp av ansiktsigenkänningssystemet. China Eastern Airlines personal kommer att bära 5G augmented reality (AR) glasögon med ansiktsigenkänning för att snabbt identifiera och hjälpa passagerare.
• Bekväm papperslös bagageservice och synligt bagagetransport från början till slut. Med hjälp av världens första permanenta RFID-bagagebricka utvecklade partnerna en 5G-bagagespårningslösning som låter passagerare spåra statusen för sitt incheckade bagage i en app. Tack vare den högre 5G-upplänkskapaciteten kommer Daxing Airport att använda HD-video för att övervaka bagage och varna personalen när bagage hanteras fel. Detta möjliggör bättre hantering av bagage, säkerställer korrekt färdväg av bagage och förhindrar flygförseningar.
• Personliga tjänster för att förbättra passagerarupplevelsen under hela resan, inklusive påminnelser före flygning, incheckning, ombordstigning, ändringar av boardinggates, bagageutlämning och överföringar. Dessa tjänster kan skräddarsys efter passagerarnas platser, medlemsnivåer och tidskrav. Passagerare kan till exempel se information om sina kommande flyg på den smarta skärmen när de går genom flygplatsen. Deras ansikts-ID kommer att kännas igen och information kommer att visas anonymt för att skydda integriteten. VIP-passagerare i loungen kan använda HD-konferens- och molntjänster.