Internet Industriel des Objets IIOT : La 5G est-elle la réponse à la connectivité pour l'IoT industriel?

Par: Shahzad Nadeem, responsable des villes intelligentes chez Plextek

En tant que première technologie de réseau cellulaire conçue pour prendre en charge les cas d'utilisation industriels, la 5G est censée devenir la base de l'Internet des objets industriel (IIoT) et le catalyseur des technologies de l'industrie 4.0, telles que la réalité virtuelle, la RA et l'IA.

Certes, les promesses de débits 5G de données ultra-rapides, de latence ultra-faible et de capacité réseau considérablement accrue sont essentielles pour les demandes de connectivité de haute qualité du secteur industriel. Mais la 5G sera-t-elle à la hauteur des attentes? Quels sont les défis et opportunités? Et quand pouvons-nous nous attendre à une adoption généralisée de la technologie?

À quoi ça sert?
Les cas d'utilisation de la connectivité industrielle pour la 5G vont des usines intelligentes avec automatisation des processus en temps réel aux produits connectés à grande échelle avec gestion du cycle de vie. Pour répondre à ces différentes exigences de connectivité, les entreprises doivent actuellement déployer plusieurs réseaux. Les technologies LAN telles qu'Ethernet, Wi-Fi, Zigbee et Lora sont utilisées pour la connectivité dans les bâtiments, tandis qu'une combinaison de solutions LAN et WAN est utilisée pour la connectivité entre les bâtiments et les actifs distants de gestion par fibre, cellulaire et satellite.
Filaire ou sans fil?
Les technologies sans fil existantes ne fournissent pas les performances de faible latence strictes requises pour l'automatisation industrielle, d'où la forte dépendance aux technologies filaires pour les applications à temps critique. Mais la flexibilité de déploiement, la réduction des coûts de fabrication, d'installation et de maintenance et la fiabilité à long terme par rapport aux connexions filaires rendent les technologies sans fil très attractives pour les marchés industriels.
Jusqu'à présent, la connectivité cellulaire n'a généralement été utilisée que pour les cas d'utilisation impliquant des actifs mobiles, tels que la gestion de flotte et le suivi des actifs. Les recherches d'Analysis Mason suggèrent que cela est dû à une combinaison de limitations techniques et commerciales des réseaux cellulaires existants. La qualité actuelle de la connectivité n'est pas suffisante pour les applications critiques, tandis que le coût du modèle économique SIM présente un obstacle à l'adoption et que le modèle de réseau public n'est pas toujours considéré comme adapté à un environnement industriel.
Des promesses, des promesses
La 5G promet de résoudre les problèmes liés aux performances et de permettre des cas d'utilisation entièrement nouveaux. La possibilité de connecter et de transférer des données de jusqu'à 1 million de capteurs par km2, permettant la collecte continue de données à partir d'un grand nombre de capteurs, permettra la surveillance à distance et la maintenance prédictive des actifs de fabrication. Une faible latence et des capacités de cloud de périphérie sous-tendent les processus en temps réel tels que les robots collaboratifs pour l'automatisation des processus, et une fiabilité élevée prend en charge les opérations critiques.
Ceux-ci peuvent être livrés via des réseaux 5G privés, offrant un niveau de contrôle et de sécurité comparable aux réseaux filaires. Cependant, le développement de la norme 5G n'est pas encore terminé, avec des améliorations permettant des communications ultra-fiables à faible latence (uRLCC) encore à arriver, ainsi que les mises à niveau de l'infrastructure nécessaires pour offrir la 5G autonome.

De la génération de puissance à la chirurgie à distance
Les capacités mMTC (Massive Machine Type Communication) et uRLLC sont au cœur des cas d'utilisation de la 5G dans l'industrie. Certains processus industriels exigent des KPI extrêmement serrés pour les communications entre les contrôleurs et les appareils. Les cas d'utilisation tels que la production et la distribution d'énergie, l'automatisation des processus, le contrôle de mouvement et la communication entre les différentes commandes reposent fortement sur une capacité de faible latence.
Mais il existe une foule d'autres cas d'utilisation qui nécessitent la 5G. Prenez des communications tactiles telles que la chirurgie à distance, la surveillance des soins de santé, les jeux en ligne et la musique à distance synchronisée. Ensuite, il y a les véhicules autonomes, les drones et les applications robotiques comme la détection et l'évitement, le dépassement automatisé, l'évitement de collision collaboratif, les communications HDVP (peloton de véhicules à haute densité) et V2X (véhicule à tout). Et les communications haute densité telles que les appareils portables intelligents, les stades connectés et l'IoT sont tous les autres cas d'utilisation qui nécessitent la 5G pour fonctionner.
Remboursement
Bien que les défis soient considérables, la valeur ajoutée potentielle de l'exécution de cas d'utilisation industrielle sur une connectivité améliorée est considérable. Une étude de Barclays a prédit une augmentation potentielle de 2 milliards de livres sterling des revenus de fabrication annuels au Royaume-Uni d'ici 2025 à la suite de la mise en œuvre de la 5G. Une autre étude récente de McKinsey prédit que l'amélioration de la connectivité dans le secteur manufacturier et dans d'autres industries avancées pourrait avoir un impact de 400 à 650 milliards de dollars sur le PIB mondial d'ici 2030.
Mais malgré ces prévisions, les progrès vers la mise en œuvre de la 5G ont été entravés par plusieurs problèmes. Avec la technologie en constante évolution et le potentiel de valeur réparti entre les cas d'utilisation dans différents domaines, il est difficile de justifier l'analyse de rentabilisation et le retour sur investissement. Il existe également des barrières culturelles, car le déploiement réussi de la 5G dans le secteur manufacturier repose sur plusieurs acteurs d'un écosystème, des ingénieurs de fabrication aux fournisseurs de télécommunications qui doivent s'engager et coopérer. Il existe également des préoccupations concernant la sécurité et la propriété des données, ainsi que la compatibilité et l'interopérabilité avec les systèmes existants.
Premier dans le jeu
Il y a eu une lutte acharnée entre les opérateurs de réseaux mobiles du monde entier pour être les premiers à lancer des réseaux 5G. Oreedo, l'opérateur mobile qatari, a été annoncé comme le premier réseau 5G utilisant principalement les capacités eMBB pour FWA et a démontré l'utilisation d'un drone à basse altitude avec la 5G. Telecom Italia a annoncé que Saint-Marin était le premier État européen à fournir une couverture 5G à l'échelle de l'État, réunissant les capacités eMBB et mMTC dans la bande mmWave. Le groupe Vodacom a lancé la première capacité 5G d’Afrique dans la bande 3,5 GHz pour l’accès FWA. Il est intéressant de noter que le gouvernement sud-coréen a contraint les trois principaux opérateurs de téléphonie mobile – SK Telecom, KT et LG à lancer la 5G en même temps. China Mobile, China Telecom, NTT Docomo, Kddi et Telstra en Asie ont également été les premiers à faire des parcours de masse 5g dans différentes villes. Verizon, AT&T, Sprint et T-mobile aux États-Unis ont déployé des réseaux 5G dans différentes bandes ciblant des secteurs de marché variés. Vodafone, Telefonica, Orange et Three mobile ont déployé leurs réseaux 5G en Europe et l'accent est mis sur les réseaux 5G privés. Il s’agit d’un marché très chargé, mais il existe une différence entre le lancement et le déploiement complet.
Soyez dedans pour le gagner
La 5G a le potentiel d'offrir une base solide pour la technologie IIoT et de jouer un rôle clé dans la conduite de l'avenir de l'industrie 4.0. Avec le temps, il pourrait même devenir la technologie sans fil standard de choix pour la connectivité industrielle. Bien que la technologie évolue encore, pour que les entreprises restent compétitives, il est essentiel qu'elles explorent les nouvelles possibilités offertes par la 5G. En outre, pour piloter le développement futur et garantir que les besoins spécifiques de leur secteur sont satisfaits, il est de plus en plus important qu'ils s'engagent et collaborent à travers la chaîne de valeur 5G.
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