透過5G單機（SA）實現數位轉型

Rockwell Automation與Nokia之間的合作對於透過私有無線網路實現工業網路的數位轉型至關重要。我們攜手提升工業連接性、改善營運效率，並增強網路客製化和安全性。Rockwell Automation的工業自動化解決方案與Nokia的無線技術相結合，支援新興技術，如工業物聯網(IIoT)、擴增實境(AR)和人工智慧(AI)。這些能力對於尋求創新並保持競爭力的產業至關重要。

Nokia和Rockwell Automation目前的重點是使用授權或輕度授權頻譜作為私有蜂窩網路效能和穩健性的推動因素。在美國，公民寬頻無線電服務(CBRS)提供150MHz的輕度授權頻譜，用於私有LTE和5G網路。此頻譜可以以10MHz為增量單位申請並免費使用。此外，可透過優先存取許可證(PAL)購買最高20MHz頻譜的保證存取權。私有5G已經過驗證並準備好用於工業用途，越來越多的客戶對5G展現信任。因此，5G單機(SA)和CBRS的採用比以往任何時候都更受關注。

Nokia和Rockwell Automation已攜手合作，評估使用CBRS頻譜的私有5G SA網路，以實現採用EtherNet/IP™協定的即時工業控制。這項技術合作夥伴關係增強了工業連接性，運用Nokia強大的4G LTE和5G技術，透過高速可靠的連接性來優化製造營運。由於EtherNet/IP™是透過傳輸控制通訊協定/IP傳輸，多個自動化設備可以在單一無線路由器後方獲得支援，無需目前其他工業乙太網協定所需的特殊隧道或額外設備。

透過整合來自Rockwell Automation的工業自動化專業知識與來自Nokia的無線技術專業知識，此合作透過更大程度的自動化、即時資料收集和分析來改善營運效率。這種協同效應簡化了流程、減少停機時間並提高整體效率。此外，技術合作夥伴關係有助於確保安全且專用的網路基礎設施，這對工業應用至關重要。

上述圖示為用於協作測試的測試平台簡化示意圖。其代表一個無線纜固定工業資產應用案例，包含：

• 一個配備 GuardLogix® 安全控制器的區域控制器
• 兩個配備 FLEX 5000® 標準與安全 I/O 的分散式區域，代表撬裝、機器或設備

（注意：每個分散式區域中的安全控制器僅用於收集測試平台遙測數據）。

採用 Nokia 私有解決方案，包含：

• 5G 無線接入網路（RAN），3GPP Release 15，5G SA，運行於 n48 頻譜帶（CBRS）。Nokia AirScale 基帶單元（BBU），兩個 AZQC AirScale 無線單元（RU）。
• 運行於 DAC 現場關鍵任務工業邊緣（MXIE）伺服器的 5G 核心（5GC）
• 兩台 FRRO501c 工業 5G SA 路由器（在蜂巢網路術語中為用戶設備或 UE）

測試依據 Rockwell Automation 提供的完善測試計劃執行，嚴格的成功標準為在有限 3 小時測試期間內零連線故障。測試計劃包含一系列測試案例，以建立從左側 GuardLogix® 區域控制器，經 5G 核心與 RAN，到右側區域 1 與 2 之 FLEX 5000® 標準與安全 I/O 的可靠 EtherNet/IP™ 標準與安全（CIP Safety™）I/O 連線，並採用不同請求封包間隔（RPI）設定。請求封包間隔（RPI）為控制器與分散式 I/O 模組交換數據的週期。

測試成功證明目前工業 5G（3GPP release-15、SA、現場部署、CBRS 頻譜）具備足夠低的延遲與抖動，可支援優於 Rockwell Automation EtherNet/IP™ 標準與安全 I/O 連線預設值的請求封包間隔（RPI）設定。這些 RPI 設定將支援許多採用 EtherNet/IP™ 標準與安全 I/O 通訊的無線纜固定工業資產應用（撬裝、機器或設備）。重要的是，除了一般 IP 位址分配與網路設定外，Nokia 設備無需特殊調整或配置；一切皆可「開箱即用」。

使用 CBRS 頻譜有助於確保關鍵自動化設備無干擾運作，維持不中斷的效能。配備現場硬體的私有網路將數據保留於本地，最小化延遲並提升隱私與安全性。此外，私有蜂巢網路採用 SIM 卡，簡化網路設備管理。

單機（SA）5G 網路可不依賴傳統 LTE 網路運作，降低成本與複雜度，同時提供更快連線。因此，將 5G 用於所有網路流量（控制 + 用戶數據）可大幅減少初始連線與切換時間。對於需同時支援 5G 與 LTE 的應用案例，LTE 可與 5G SA 網路整合。

私有 5G SA 主要應用案例包括：

• 邊緣到雲端連接：5G 低延遲、高速連接可實現即時數據傳輸，並為 AI 與 ML 應用提供可靠覆蓋。
• 連網工作者應用：5G 優異的覆蓋與頻寬提升行動分析、數位孿生與 AR 等工具效能。
• 行動資產應用：5G SA 快速切換時間與低延遲提升自動導引車（AGV）與自主移動機器人（AMR）連線品質。
• 無線纜固定工業資產：5G 減少對有線通訊需求，提升工業營運敏捷性並縮短重組時間。

在美國以外，工業私有無線網路多採用授權頻譜。CBRS 所觀察到的效能與其他國家使用的其他授權 sub-6GHz 頻段結果一致，使這些發現具全球適用性。

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