工業(yè)4.0實時數(shù)據傳輸 有賴高速、穩(wěn)定5G網絡

 5G可望提供高速低延遲、高可靠性的網絡傳輸，將有助車聯(lián)網和物聯(lián)網(IoT)發(fā)展，吸引官產學界投入相關研發(fā)工作。

根據ScienceDaily報導，開發(fā)并建置5G無線通信標準，堪稱當代最有雄心壯志的計劃之一，5G數(shù)據傳輸速度可達到每秒鐘10GB，延遲率1毫秒，如此高速低延遲的網絡，正是實現(xiàn)感知網絡(tactile internet)的必備條件，可望帶來新的工業(yè)、運輸和醫(yī)療應用。

一個德國研究團隊正積極為5G鋪路，不只要高速低延遲，還要兼具可靠性。弗朗霍夫通訊研究院海因里希-赫茲研究所(Fraunhofer Institute for Telecommunications, Heinrich-Hertz-Institut HHI)無線通信網絡部門負責人Slawomir Stanczak表示，他們在實驗室證明5G網絡確實可能每秒傳輸10GB數(shù)據，延遲率1毫秒，同時兼具高度可靠性，未來將針對幾個應用領域推出方案，其中一個領域就是工業(yè)4.0，高速無線網絡讓遙控機器人更方便。

數(shù)據傳輸速度達到每秒10GB，比4G LTE快了30倍，但除了傳輸速度和延遲率，5G網絡的可靠性也值得關注。說到遠程操控或交通管制，數(shù)據傳輸必須可靠而安全，如今無線數(shù)據傳輸?shù)姆€(wěn)定性仍低于光纖網絡。盡管無線通信網絡有這些局限，研究團隊仍相信5G產品方案有問世的一天。

2017年春季工業(yè)工廠通訊計劃(IC4F)正式啟動，海因里希-赫茲研究所也有參與這項計劃，該計劃獲得德國聯(lián)邦經濟與能源部(BMWi)逾1,000萬歐元補助，由此可見弗朗霍夫的研究機構正積極結合產業(yè)界的力量，共同開發(fā)可靠的通訊技術和運算設施，以達到實時傳輸數(shù)據的目標。

值得注意的是，邊際運算(edge computing)也會扮演重要的角色，亦即趁數(shù)據傳輸之前，先過濾傳感器所收集到的數(shù)據，把延遲率降到最低，以免影響敏感數(shù)據的傳輸。

為了優(yōu)化數(shù)據傳輸，可在網絡節(jié)點采用認知機制，無論是傳輸或接收模塊，皆會利用智能算法和動態(tài)學習軟件，事先偵測錯誤進而做出回應。Stanczak舉例說明，若堆高機經過工廠機器時，可能會干擾數(shù)據傳輸，系統(tǒng)就會預測到這個情況，實時做出回應，事先調整數(shù)據傳輸路徑。

為了在全歐建立5G標準，弗朗霍夫研究團隊也參與FANTASTIC-5G等其他計劃，為5G無線通信網絡開發(fā)有彈性、一體適用、可擴充的接口。海因里希-赫茲研究所跟英特爾(Intel)、諾基亞(Nokia)、華為和三星電子(Samsung Electronics)合作進行FANTASTIC-5G計劃，并獲得歐盟800萬歐元補助。