Vue aérienne d’une usine

La 5G accélère la Smart Factory

À toute vitesse vers le succès. Grâce à un réseau de campus local 5G.

Un réseau IoT haute performance

La 5G est plus qu’un nouveau saut technologique pour le réseau de l’avenir. Le futur standard en matière de téléphonie mobile et successeur de LTE Advanced va rendre le réseau de téléphonie mobile plus performant que jamais. Et c’est nécessaire : l’Internet des Objets (IoT) pose des défis numériques importants aux entreprises.

Un tout nouveau réseau pour l’Internet des Objets

Bras articulé sur un site industriel

En 2020, environ deux milliards de smartphones connectés à Internet circuleront dans le monde selon un pronostic de l’IDC. À cela vont s’ajouter jusqu’à 50 milliards d’appareils, de véhicules et de machines connectés, notamment dans la production selon les prévisions. Ces derniers communiquent entre eux, avec le Cloud et les utilisateurs. Cet aspect revêt une importance particulière pour les Smart Factories de l’industrie 4.0. Dans une Smart Factory, des robots autonomes transportent des pièces détachées d’un poste de travail à un autre. Les machines signalent l’usure de leurs composants à temps avant que la production ne s’arrête. Les techniciens de maintenance identifient les pièces défaillantes dans l’usine intelligente en quelques secondes grâce à la réalité augmentée.

Un réseau stable : le fondement de la Smart Factory

À cette fin, la connexion réseau entre les « objets » connectés et le serveur back-end doit correspondre aux besoins des applications. Les données des machines commandées à distance doivent être transmises de façon extrêmement rapide et fiable. Une Smart Factory nécessite par ailleurs un réseau qui soutient simultanément de nombreux terminaux. Et toutes ces exigences deviennent de plus en plus mobiles – les réseaux mobiles prennent ainsi de plus en plus le pas sur les câblages traditionnels. La norme de télécommunication LTE-Advanced (4G) remplit ces différentes exigences : avec un débit s’élevant jusqu’à 1 Gigabit par seconde, des latences d’environ 20 millisecondes et une connectivité couvrant jusqu’à 10.000 appareils par kilomètre carré.

Comment la norme de télécommunication 5G fait progresser l’IoT.

< 20 ms

environ de latence (dans des conditions d’essai en laboratoire)

20 Gbit/s

de taux de transfert maximum (pour une antenne relais dans des conditions idéales)

1 million.

nombre d’appareils au kilomètre carré avec une qualité de transmission garantie (demande)

100 mds.

nombre d’appareils de téléphonie mobile pouvant communiquer simultanément dans le monde (smartphones, par ex.)

De la 4G à la 5G

La norme de télécommunication 5G offre une bande passante encore bien supérieure à celle de l’UMTS, de la LTE (Long Term Evolution) et de la LTE-Advanced (4G). Le transfert de données depuis la station de base et l’appareil en réseau est beaucoup plus rapide que dans un réseau LTE. L’association avec l’Edge Computing garantit également une nette accélération du temps de réponse, ce qui est important pour les applications sensibles au temps comme les systèmes de transport autonomes et à l’avenir, la commande de machines à distance par exemple. La technologie transfère l’analyse de données à partir d’un Cloud éloigné et la rapproche des stations de base. Si deux appareils s’échangent des données dans le périmètre de l’une de ces stations de base via le réseau de téléphonie mobile, la distance de transmission des données est réduite et le nombre de composants de réseau intermédiaires diminue fortement. Cela réduit le temps de transmission (latence).

Le terme 5G ne désigne pas seulement un protocole radio rapide. Les standards pour la téléphonie mobile du futur disposent également de nouvelles fonctionnalités intelligentes dans le réseau de téléphonie mobile. « La 5G est un écosystème complet qui se compose de nombreux éléments », explique Michael Einhaus, professeur à l’École supérieure de télécommunication à Leipzig.

Grâce à la technologie intelligente du network slicing (découpe virtuelle d’un réseau en plusieurs tranches), plusieurs réseaux virtuels peuvent être rattachés à une même infrastructure réseau physique. Cela permet de transmettre des données de chaque catégorie d’application via un réseau de téléphonie mobile virtuel qui a été optimisé spécifiquement pour cette catégorie d’application. Ainsi, d’autres flux de données ne vont pas interférer avec ces derniers et les applications peuvent se poser sur la fonctionnalité du réseau optimale adaptée. C’est essentiel au bon fonctionnement de nombreuses applications, et souvent impossible avec le WLAN.

Réseau de campus chez OSRAM

Pour sa production d’ampoules, OSRAM commande des robots à distance dans son usine intelligente. C’est possible grâce au premier réseau de campus en son genre. L’entreprise l’exploite en collaboration avec Telekom. Un exemple d’IoT pour la Smart Factory de l’industrie 4.0 dans laquelle les robots communiquent entre eux par Internet.

Le réseau de campus 5G comme service managé

Deux hommes d’affaires munis d’une tablette discutent devant un site industriel moderne

La majorité des « objets » connectés de l’industrie 4.0 communiquent encore sur la base du WLAN dans une zone rapprochée. Mais cette technologie arrive à ses limites. En même temps, la qualité de transmission de la téléphonie mobile augmente. T-Systems profite de cette opportunité et propose des réseaux de campus 5G comme services managés aux entreprises.

Telekom met à disposition de ses clients un réseau privé local 5G comme faisant partie des réseaux de campus 5G. Ce dernier est entièrement séparé du réseau de téléphonie mobile public. Les entreprises de l’industrie 4.0 l’utilisent donc exclusivement pour la Smart Factory. C’est pourquoi Telekom installe de la technologie sans fil supplémentaire sur le site de l’entreprise.

5G : la solution idéale pour la communication mobile de la Smart Factory

T-Systems assure, outre la construction et la gestion opérationnelle de l’infrastructure locale, la qualité des connexions radio exigeantes grâce à des bandes passantes plus élevées et des latences extrêmement faibles. En effet, un transfert de données fiable, rapide et sûr est primordial pour le bon fonctionnement de nombreuses applications IoT dans la Smart Factory.

Selon la variante de service sélectionnée, les données sont directement transférées à partir du réseau radio privé doté d’une latence très faible à un Cloud Campus Edge ou au réseau local de l’entreprise. Ces données sont ensuite transférées dans un Cloud Operator Edge à proximité sur le réseau mobile. À défaut, elles parviennent chiffrées via Internet au réseau étendu de l’entreprise.

Les collaborateurs et les clients en bénéficient aussi sur le site. Ils obtiennent une bien meilleure réception pour la transmission de la voix et de données sur le site de la Smart Factory par rapport au réseau LTE. De plus, les prestataires et les fournisseurs externes peuvent, le cas échéant, se connecter via le réseau public. Cela permet de maintenir des systèmes par exemple. En cas de besoin, l’entreprise peut sécuriser séparément cette connexion avec un logiciel spécial. Les réseaux de campus 5G sont donc la solution idéale pour la communication mobile dans la Smart Factory. Ils sont également adaptés à l’intralogistique moderne de l’industrie 4.0. En règle générale, ils peuvent être utilisés partout où les exigences en matière de performance, la portée et la sécurité dépassent les possibilités des réseaux existants.

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