Industrielle Kommunikation
5G-Kommunikation für industrielle Geräte, ausgelegt für Anforderungen zwischen Breitbandanbindung und energiearmem IoT
Technologie besprechen
5G RedCap — Reduced Capability, auch NR-Light genannt — richtet sich an den Bereich zwischen voll ausgestatteten 5G-Breitbandgeräten und energiearmem IoT mit geringem Datenverkehr. Es bietet eine Kommunikationsgrundlage für Anwendungen mit mittlerem Durchsatzbedarf, bei denen Gerätekomplexität, Energiebedarf und Kosten wichtig sind.
Die Routerfamilien Intelliport IPS-231 und IPS-239 bieten unterschiedliche Mobilfunkvarianten für industrielle Anforderungen. Der Einsatz von 5G RedCap beginnt mit der Auswahl der passenden Gerätevariante und eines verfügbaren Netzdienstes.
Vorteile von RedCap
RedCap bietet 5G-Anbindung für mittlere industrielle Datenanforderungen. Es ermöglicht höhere Datenraten als LTE Cat-1; LTE Cat-4 bietet dagegen eine vergleichbare nominelle Downloadrate. Voll ausgestattetes 5G bedient auch bandbreitenintensive Anwendungen.
Reduzierte Funkfunktionen und energiesparender Betrieb unterstützen sparsamere Endgeräte als voll ausgestattetes 5G, auch im Batteriebetrieb. Ein Vorteil gegenüber LTE hängt von der verglichenen Kategorie, dem Gerät und dem Verkehrsprofil ab.
RedCap macht 5G mit einer einfacheren Funkauslegung als voll ausgestattetes 5G verfügbar. Mittlere Komplexität und 5G-Funktionen erfüllen gemeinsam die Anforderungen kleinerer IoT-Endgeräte; der Unterschied zu LTE hängt von der konkreten Gerätekategorie ab.
Eine einfachere Geräteauslegung als voll ausgestattetes 5G kann kosteneffiziente IoT-Installationen mit vielen Geräten unterstützen. RedCap bietet eine Alternative zwischen weniger leistungsfähigen LTE-Geräten und voll ausgestattetem 5G; die tatsächlichen Kosten ergeben sich aus Gerät, Netzdienst und Betrieb.
Planungskriterien
Messwerte, Steuerungsnachrichten und Videoströme benötigen unterschiedliche Bandbreiten. Wir wählen die Technologie anhand des tatsächlichen Verkehrsprofils aus.
Der reduzierte Funktionsumfang von RedCap ermöglicht einfachere Geräte als voll ausgestattetes 5G. Betriebsarten und Datenverkehr bestimmen ebenfalls den Energiebedarf des Systems.
Standortabdeckung, RedCap-Unterstützung des Netzbetreibers, Sicherheitsanforderungen und Fernverwaltung bestimmen gemeinsam die Eignung.
Technologieauswahl
Umfasst mehrere Geräte- und Netzkategorien. Für einen Vergleich sind die konkrete LTE-Variante und das Netz am Einsatzort zu berücksichtigen.
Mittlere Durchsatzanforderungen und reduzierte Gerätekomplexität in einer 5G-Umgebung. Dies bedeutet weder eine höhere Geschwindigkeit als jede LTE-Variante noch einen geringeren Verbrauch in jeder Situation.
Kann auch Anwendungen mit höherem Durchsatzbedarf bedienen. Wir bewerten diesen Funktionsumfang zusammen mit der Geräte- und Netzkomplexität sowie den Projektkosten.
Technischer Vergleich
Die Datenraten sind theoretische Download-Spitzenwerte, keine garantierten Betriebsgeschwindigkeiten. Die Tabelle vergleicht die gezeigten Funkkonfigurationen: FR1 und zwei Empfangsantennen bei RedCap. Tatsächliche Werte hängen von Gerätevariante, Frequenzband und Netz ab; der 5G-Wert von 20 Gbps ist ein technisches Spitzenziel, nicht die Datenrate der IPS-Router.
Auf schmalen Bildschirmen lässt sich die Tabelle horizontal verschieben
| Merkmal | LTE Cat 1 | LTE Cat 4 | 5G RedCap | 5G |
|---|---|---|---|---|
| Datenrate | Bis zu 10 Mbps | Bis zu 150 Mbps | Bis zu 150 Mbps | Bis zu 20 Gbps |
| Bandbreite | 20 MHz | 20 MHz | Bis zu 20 MHz | Bis zu 100 MHz (sub-6 GHz) / 400 MHz (mmWave) |
| Antennenanzahl | 1 | 2 | 2 | 4+ |
Anwendungsprofile
Qualitativer Vergleich zwischen leistungsfähigem IoT für kritische Anwendungen und weniger komplexem massenhaftem IoT. Die Markierungen zeigen relative Stufen, keine numerischen Messungen; eine geringere Latenz wird als niedrigere Stufe dargestellt.
mit TSN, URLLC und präziser Positionierung
eMTC, NB-IoT
Anwendungsbereiche
Anbindung von Feldgeräten im Stromnetz und Übertragung von Mess- und Überwachungsinformationen.
Digitalisierung von Mittel- und NiederspannungsstationenAnbindung von Automatisierungssystemen und Feldgeräten, abgestimmt auf lokale Schnittstellen, Reaktionszeiten und Verfügbarkeitsanforderungen.
Kameraanbindungen unter Berücksichtigung der benötigten Bildqualität, des Datenverkehrs und der Netzkapazität.
Übertragung von Mess- und Zustandsdaten verteilter industrieller Sensoren, mit einer auf Meldeintervalle und Stromversorgung abgestimmten Kommunikation.
Anbindung von Versorgungszählern, Umweltsensoren und anderen städtischen Geräten an zentrale Systeme.
Intelligente Verbrauchsmessung und FernablesungVernetzung von Maschinen und Geräten in flexiblen Fertigungsumgebungen, Erfassung von Produktionsdaten und Verfolgung von Abläufen.
Geräte und Plattformen
Technische Abstimmung
Wir wählen Technologie und Gerätevariante anhand des Datenverkehrs, des Netzes am Standort und der Betriebsbedingungen aus.
