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5Gスタンドアロン(SA)によるデジタルトランスフォーメーション

ロックウェル・オートメーションとノキアが提携し、産業変革に向けたプライベート5Gスタンドアロン(SA)を実現

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A bearded male wearing protective equipement looks at a tablet on the manufacturing floor in a factory.

ロックウェル・オートメーションとノキアとのパートナシップは、プライベートワイヤレスによる産業用ネットワークのデジタルトランスフォーメーションに向けて極めて重要です。私たちは共に、産業用の接続性を強化し、業務効率を向上させ、ネットワークのカスタマイズとセキュリティを強化します。ロックウェル・オートメーションの産業用オートメーションソリューションとノキアのワイヤレス技術の組み合わせは、モノのインターネット(IIoT)、拡張現実(AR)、人工知能(AI)などの新興技術をサポートします。これらの機能は、革新と競争力維持を目指す産業にとって不可欠です。

ノキアとロックウェル・オートメーションが現在重点的に取り組んでいるのは、プライベートセルラーの性能と堅牢性を実現するための免許制、または軽免許制の周波数帯の利用です。米国では、CBRS (Citizens Broadband Radio Service: 市民ブロードバンド無線サービス)により、プライベートLTEおよび5Gネットワーク用に150MHzの軽免許周波数帯が提供されています。この周波数は10MHz単位で申請でき、無料で利用できます。さらに、PAL (Priority Access Licenses: 優先アクセスライセンス)により、最大20MHzの周波数帯へのアクセスが保証されています。プライベート5Gは、今日、検証され、産業利用の準備が整っており、5Gへの信頼を示すお客様の数は増加しています。その結果、5Gスタンドアロン(SA)とCBRSの採用はかつてないほどホットな話題となっています。

ノキアとロックウェル・オートメーションは、EtherNet/IP™プロトコルを使用したリアルタイムの産業制御向けに、CBRSスペクトラムを使用したプライベート5G SAネットワークの評価で提携しました。この提携により、ノキアの堅牢な4G LTEおよび5G技術を活用して産業用の接続性が強化され、高速で信頼性の高い接続性により製造オペレーションが最適化されます。EtherNet/IP™はTCP/IP上で伝送されるため、現在他の産業用イーサネットプロトコルに必要な特別なトンネリングや余分な機器を使用することなく、1台の無線ルーターの背後で複数のオートメーション機器をサポートすることができます。

ロックウェル・オートメーションの産業オートメーションに関する専門知識とノキアのワイヤレス技術を統合することで、このコラボレーションは、より高度な自動化、リアルタイムのデータ収集、分析を通じて業務効率を向上させます。この相乗効果により、プロセスが合理化され、ダウンタイムが短縮され、全体的な効率が向上します。さらに、このパートナシップは、産業用アプリケーションにとって極めて重要な、安全で専用のネットワークインフラを確保するのに役立ちます。

Nokia 5G Diagram

上の図は、共同テストに使用されたテストベッドを簡略化して表したものです。これは、固定されていない産業用アセットアプリケーションのユースケースを表しており、以下から構成されています。

  • GuardLogix®セーフティコントローラを備えた1台のエリアコントローラ
  • スキッド、機械、または装置を表すFLEX 5000®標準および安全I/Oを備えた2つの分散型エリア

(注: 各分散エリアのセーフティコントローラの目的は、テストベッドの遠隔測定データの収集のみ)

以下から構成されるノキアのプライベートソリューションを使用します。

  • 5G無線アクセスネットワーク(RAN)、3GPPリリース15、5G SA、およびn48スペクトルバンド(CBRS)で動作。Nokia AirScaleベースバンドユニット(BBU)、AZQC AirScale無線ユニット(RU) 2基
  • 5Gコア(5GC)、DACオンプレミス・ミッション・クリティカルな産業用エッジ(MXIE)サーバで動作
  • FRRO501c産業用5G SAルーター(セルラー用語ではユーザ機器またはUE) 2台

テストは、ロックウェル・オートメーションが提供する確立されたテストプランに従って実行され、限られた3時間のテスト期間中に接続フォルトがゼロになるという厳しい成功基準が設定されました。テスト計画には、左側のGuardLogix®エリアコントローラから、さまざまな要求パケット間隔(RPI)設定を使用して、5GコアおよびRANを介して、右側のエリア1および2のFLEX 5000標準および安全I/Oへの信頼性の高いEtherNet/IP標準および安全(CIP Safety™) I/O接続を確立するための一連のテストケースが含まれていました。RPIは、コントローラと分散I/Oモジュールがデータを交換する周期です。

このテストでは、産業用5G (3GPPリリース-15、SA、オンプレミス、CBRSスペクトラム)の現状が、EtherNet/IP標準および安全I/O接続用のロックウェル・オートメーションのデフォルト設定よりも優れたRPI設定をサポートするのに十分な低レイテンシとジッタであることを実証することに成功しました。これらのRPI設定は、EtherNet/IP標準および安全I/O通信を使用する多くの固定されていない産業用資産アプリケーション(スキッド、機械または装置)をサポートします。重要なのは、一般的なIPアドレスの割付けとネットワークのセットアップを除けば、ノキアの機器に特別なチューニングや設定は必要なく、すべてが「箱から出してすぐに」動作したことです。

CBRSスペクトルを使用すると、重要なオートメーション機器の干渉のない動作が保証され、中断のないパフォーマンスが維持されます。オンサイトハードウェアを備えたプライベートネットワークは、データをオンプレミスに保持し、遅延を最小限に抑え、プライバシーとセキュリティを強化します。さらに、プライベートセルラーはSIMカードを使用するため、ネットワーク上のデバイス管理が簡素化されます。

スタンドアロン(SA) 5Gネットワークは従来のLTEネットワークなしで動作し、コストと複雑さを軽減しながら接続を高速化します。その結果、すべてのネットワークトラフィック(制御とユーザデータ)に5Gを使用すると、初期接続とハンドオーバー時間が大幅に短縮されます。5GとLTEの両方を必要とするユースケースでは、LTEを5G SAネットワークと統合できます。

プライベート5G SAの主なユースケースは以下の通りです。

  • エッジ・ツー・クラウド接続: 5Gの低レイテンシ、高速接続により、AIおよびMLアプリケーションでリアルタイムのデータ転送と信頼性の高いカバレッジが可能になります。
  • コネクテッド・ワーカー・アプリケーション: 5Gの優れたカバレッジとバンド幅により、分析、デジタルツイン、ARなどのモバイルツールが強化されます。
  • モバイル・アセット・アプリケーション: 5G SAの高速ハンドオーバー時間と低レイテンシにより、無人搬送車(AGV)と自律移動ロボット(AMR)の接続性が向上します。
  • 固定産業資産の解放: 5Gにより有線通信の必要性が減り、アジリティ(俊敏性)が向上し、産業オペレーションの再編成時間が短縮されます。

米国以外では、産業用プライベート無線ネットワークは、ライセンスされたスペクトルを使用することがよくあります。CBRSで観察されたパフォーマンスは、他の国で使用されているライセンスされたサブ6GHz帯域を使用した結果と一致しているため、これらの結果は世界中で適用できます。

今年11月にカリフォルニア州アナハイムで開催されるAutomation Fairにご参加いただき、当社のコラボレーションを実際に体験してください。このイベントの詳細と登録方法については、ここをクリックしてご確認ください。

公開 2024年9月18日

トピック: Empower People Networks & Infrastructure プロセスソリューション Solutions for OEMs 産業用ネットワーク製品

Scott Griffiths
Scott Griffiths
Advanced Technology Lab Manager, ロックウェル・オートメーション
Scott Griffiths博士は、ロックウェル・オートメーション(RA)に6年間在籍しており、現在はミルウォーキーにあるRAのAdvanced Technologyチームを管理しています。Advanced Technologyでの在職期間中、Griffiths博士は産業用通信に焦点を当てた上級研究員でした。この職務において、彼は5Gを研究し、5Gベンダーとの複数の共同テストの実施を共同で主導しました。Griffiths博士はRA内における5Gの特性分野の専門家ですが、シングルペアイーサネット、低電力ワイヤレス、ワイヤレス給電に関連する他の研究活動にも取り組んできました。Griffiths博士は、オレゴン州立大学で物理学と数学の学士号を取得しています。彼の博士号はアイオワ大学の実験物理学で取得しており、そこで低エネルギーX線偏光計を開発し、ガンマ線天文学を研究しました。RAに入社する前、Griffiths博士はスペインでポスドクフェローシップを修了し、チェレンコフ望遠鏡アレイガンマ線観測所の大型望遠鏡プロトタイプの構造に貢献しました。
連絡先:
マット・フーバー
マット・フーバー
Global Product Manager, Wireless and IIoT Products, ロックウェル・オートメーション
マットのソフトウェアおよびテクノロジー分野でのキャリアには、ロックウェル・オートメーション、リニアテクノロジー、ウインドリバー、エンベデッドプラネットでのリーダーシップ、営業、マーケティング、開発の役割が含まれます。さらに、マットは顧客がデジタル化およびインダストリー4.0の目標を実現するためのワイヤレスIoT製品ソリューションの定義と実装を支援する豊富な経験を持っています。マットはケント州立大学で数学/コンピュータサイエンスの理学士号を、ジョンキャロル大学でMBAを取得しました。
連絡先:
エヴァン・フォレスト
エヴァン・フォレスト
Enterprise Partner Manager, Mobile Networks Americas, Nokia
エヴァン・フォレストは、ノキアのモバイルネットワーク部門におけるEnterprise Partnership Managerとして、戦略的テクノロジーおよび市場開拓パートナシップの拡大を担当しています。2020年にノキアに入社し、4G/5G技術を活用した北米全域におけるノキアの産業パートナエコシステムの確立と拡大に注力してきました。現在は、強化されたデジタル接続(性)を通じて、輸送、スマートシティ、製造業などの分野における主要パートナシップ/プロジェクトを主導する役割へと発展しています。それ以前は、ロックウェル・オートメーションで12年間、さまざまな営業およびチャネルリーダーシップの役職を歴任し、製造メーカがインダストリー4.0とデジタルトランスフォーメーションの道のりを進むサポートを行ってきました。エヴァンは、カリフォルニア工科州立大学サンルイスオビスポ校で産業工学の理学士号を取得しています。デジタルソリューションの推進に情熱を持ち、製造メーカが4G/5Gをデジタルトランスフォーメーションの道のりにどのように活用できるかについて議論するための交流を歓迎しています。
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