思科推动5G技术加速工业物联网

思科表示,预计未来5G移动技术的快速发展将为工业物联网用例带来福音。

尽管5G部署尚处于初期阶段,但思科表示,预计移动技术的快速发展将扩大工业物联网用例。

IIoT包括范围广泛的产品,从连接的传感器,机器人和机械到车辆,楼宇自动化,资产跟踪和远程农业系统。在工业网络领域中,存在无线接入技术,包括低功率广域网(LoRaWAN),窄带物联网等。

另一方面,根据《网络世界》最近的一篇文章,5G是“一个总括性的术语,用来描述一套速度极快的无线互联网的标准和技术,理想情况下比4G快20倍,延迟少120倍,为物联网技术的进步和对新的高带宽应用的支持奠定了基础。”

在最近的IIoT白皮书中,Cisco写到了IIoT开放的大量网络选项,指出“突出的例子包括来自IEEE网络协议系列的标准,如802.3以太网、802.1时间敏感网络(TSN)以及802.11和802.15.4的不同版本。”有蓝牙低能耗(BLE),以及由3GPP开发的一套不断发展的蜂窝技术,包括3G、4G LTE和NB-IoT和Cat-M1,目标是低成本大规模传感器部署。”

新兴的5G标准和新的无线电(NR)正在瞄准新的功能,如车辆到任何东西(vehicle-to-everything)和超可靠的工业用途的低速通信。思科表示,还有一些由IEC标准化的工业通信总线,如PROFINET和Modbus。

Doyle Research的首席分析师Lee Doyle说:“工业物联网市场是最为分散的市场之一,尤其是在医疗和汽车等垂直行业中。”。“思科、惠普和IBM等大公司都面临着解决这个问题的挑战,因为它是如此的分散。目前还不清楚他们中的任何一家公司是否具备全面的网络架构来处理这一切。”

供应商需要根据具体情况,逐个应用向用户展示有效的方法,Doyle说。

“显然,目前还没有单一的接入技术可以解决网络的所有问题和挑战,特别是在工业领域,客户拥有可以想象到的每种通信设备,但是5G和Wi-Fi 6可以提供一大堆新的用例并解决许多多址需求挑战。”思科物联网业务部高级副总裁兼总经理Liz Centoni在接受采访时说。

“许多工业物联网用例要求广泛的移动性,低延迟和关键任务可靠性,例如生产自动化中的移动机器人控制和露天采矿中的自动驾驶汽车。这些用例依赖于50ms至1ms延迟的无线访问以及5个9到6个9的服务可靠性。” Centoni在最近有关5G的博客中写道。

“4G/LTE尝试过解决这些问题,但经常因为性能不理想而失败。5G的超可靠和低延迟连接将把工业物联网扩展到广阔的空间,”Centoni在一次采访中说。

据Centoni介绍,新应用案例的范围从室内到室外,低要求到关键任务,数据速率从几十个bps到Gbps,设备从固定到移动,电源从纽扣电池到高压。她说:“ IIoT的一些最常见方案包括预测性维护,智能计量,资产跟踪和车队管理。”

思科高级副总裁兼企业网络总经理斯科特•哈雷尔(Scott Harrell)今年早些时候接受采访时告诉《网络世界》(Network World),该公司预计,与目前的4G或LTE链路相比,许多5G将被用于分支机构,作为更快的备份和带宽替代方案。Harrell说,保持一个企业的分支机构和园区的所有位置都相互连接,互联网传统上已经落到了像T1/E1和xDSL这样的有线技术上。哈雷尔说,如今,4G通常用于快速启动站点或作为备用链路,但由于带宽限制和成本,4G很少用作主链路。

Harrell说,5G可用于增强或在某些情况下替代有线连接。例如,借助现代的SD-WAN工具,即使在成千上万的站点中,也可以轻松地将5G与其他WAN服务并行部署。

对于更大的带宽,5G可以扩展到高频毫米波波段,这可以提供更高的吞吐量。Harrell说,这些高频频段不容易到达室内空间,但运营商可以迅速建立外部现场线天线,以具有竞争力的价格提供专用的高速连接。

思科在其《全球移动数据流量预测更新(2017-2022年)》研究中谈到5G:“虽然4G受到设备扩散和动态信息访问的推动,但5G在低端仍将主要由物联网应用(例如传感器和仪表)驱动,高端应用到无人驾驶汽车和其他触觉互联网驱动的应用。 借助5G,将根据对内容、用户和位置的了解来分配资源。该技术有望解决频率许可和频谱管理问题。大规模的商业部署预计要到当前预测的后几年才会出现。”

思科调查中其他一些相关的5G预测:

1)到2022年,5G连接将占移动连接总数的3%以上,并将占全球移动数据流量的近12%。

2)到2022年,平均5G连接(每月22 GB)将产生的流量约为平均4G连接(每月8 GB)的三倍。

Gartner最近的研究表明,在未来三年内,室外监控摄像机将成为全球5G物联网设备的最大市场。2020年,室外监控摄像机的5G物联网终端安装量将达到250万台,2021年达到620万台,2022年将达到1120万台,但2023年将被联网汽车超越。

Gartner还预测,从2020年到2021年,5G物联网终端的安装量将增加两倍以上,从2020年的350万台增加到2021年的1130万台。Gartner表示,到2023年,5G IoT终端用户群将接近4900万台。

另一个热门话题是安全性,思科今年夏天收购Sentryo解决了这一问题。成立于2014年的Sentryo产品包括ICS CyberVision(一个资产清册、网络监控和威胁情报平台)和CyberVision network edge sensors(分析网络流量)。

“我们相信连通性是物联网项目的基础,通过释放网络的力量,我们可以显著提高运营效率并发现新的商业机会。思科在一篇关于此次收购的博客中写道:“随着Sentryo的加入,思科可以为控制系统工程师提供对资产更深入的了解,以优化、检测异常并保护他们的网络。”。

Gartner在谈到Sentryo的系统时写道:“ICS CyberVision产品以所有OT用户都能理解的方式,而不仅仅是IT技术人员,提供了对其客户OT网络的可见性。随着黑客和监管者越来越关注工业控制系统,对组织的OT有正确的了解是至关重要的。许多OT网络不仅地理位置分散,而且非常复杂,由数十万个组件组成。”

Centoni表示,Sentryo将IIoT网络的可视性引入,这对于将安全技术(例如分段)引入工厂车间至关重要,并允许策略设置和发现工业客户从未有过的某些通信模式的能力。 “我们开始为客户提供一套统一的安全工具,您将看到我们未来扩大这一支持范围。”

思科今年还大幅扩大了对工业网络的支持。今年1月,该公司推出了一系列交换机、软件、开发工具和蓝图,将物联网和工业网络与基于意图的网络(IBN)以及传统的IT安全性、监控和应用程序开发支持相结合。这些平台可以由Cisco’s DNA Center和Cisco IoT Field Network Director管理,让客户将物联网和工业网络控制与他们的业务IT环境融合在一起。

DNA Center是Cisco用于企业网络的中央管理工具,具有自动化功能、保证设置、结构配置和基于策略的分段。它也是该公司IBN计划的核心,为客户提供了即时自动实施网络和策略更改并确保数据交付的能力。IoT Field Network Director是一种软件,可管理思科工业,连接的网格路由器和端点的多服务网络。

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