L'émergence de la technologie 5G a apporté une révolution dans la façon dont nous communiquons et interagissons avec la technologie. L'une des évolutions les plus prometteuses dans ce domaine est la combinaison des réseaux privés 5G avec la mise en réseau sensible au temps (TSN). Cette puissante combinaison devrait entraîner un changement de paradigme dans le mode de fonctionnement des industries, en ouvrant de nouvelles possibilités d'automatisation, de communication en temps réel et de sécurité renforcée. Dans ce billet de blog, nous allons examiner de plus près ce que sont la 5G privée et le TSN, et explorer comment leur intégration est prête à changer la donne pour l'industrie. Nous nous pencherons également sur certains des principaux avantages que cette technologie peut apporter et examinerons certains des cas d'utilisation où elle est déjà mise en œuvre.
Pour comprendre pourquoi cela change tellement la donne pour le secteur, il faut comprendre ce qui se cache derrière la 5G privée et le TSN.
Les réseaux 5G privés désignent les réseaux sans fil qui sont détenus et exploités par une seule organisation ou entité, plutôt que d'être partagés par plusieurs utilisateurs comme c'est le cas pour les réseaux 5G publics. Les réseaux 5G privés sont souvent utilisés par des entreprises ou des organisations qui doivent garantir des niveaux élevés de sécurité, de fiabilité et de performance pour leurs communications, et peuvent être configurés pour couvrir une zone ou un emplacement spécifique. Techniquement, vous pouvez créer une 5G privée qui sera partagée par plusieurs utilisateurs, comme dans un aéroport par exemple. Les réseaux 5G privés peuvent offrir plusieurs avantages aux organisations qui doivent garantir des niveaux élevés de sécurité, de fiabilité et de performance pour leurs communications. Voici quelques avantages potentiels des réseaux 5G privés :
En résumé, les réseaux 5G privés peuvent fournir aux organisations un moyen sûr et fiable de communiquer et de transmettre des données, avec la flexibilité et le contrôle supplémentaires qui accompagnent l'exploitation de leur propre infrastructure réseau.
Pour parler des réseaux sensibles au temps, il faut d'abord parler d'Ethernet. Si la vitesse d'Ethernet s'est améliorée au fil du temps, le déterminisme est un autre facteur crucial de performance. Les réseaux déterministes transmettent les données avec précision et avec une latence déterminée, alors qu'Ethernet, qui repose sur le principe du "best effort", n'est pas déterministe. Actuellement, l'Ethernet déterministe n'est disponible que par le biais de solutions propriétaires, mais le Time Sensitive Networking (TSN) vise à rendre l'Ethernet déterministe par conception. TSN fait référence à un ensemble de normes IEEE 802 qui rendent Ethernet déterministe par défaut. TSN est une nouvelle technologie à venir qui se situe sur la couche 2 du modèle ISO/OSI. Elle ajoute des définitions pour garantir le déterminisme et le débit dans les réseaux Ethernet.
L'étape suivante est le TSN sans fil, qui est un ensemble de normes et de technologies permettant la communication en temps réel sur un réseau. Le TSN garantit que les données critiques sont transmises et reçues dans un délai précis. Il est utilisé dans des applications où une faible latence et une grande fiabilité sont essentielles, comme dans l'automatisation industrielle, les transports et les soins de santé.
Les réseaux 5G privés qui intégreront la technologie TSN peuvent être particulièrement utiles dans les secteurs où des niveaux élevés de coordination et de contrôle sont nécessaires, comme dans la fabrication ou les transports.
Les systèmes de production intelligents reposent sur la communication à l'échelle de l'entreprise. Pour les cas d'utilisation industrielle, ces réseaux de communication doivent répondre à certaines exigences. En particulier, ils doivent garantir une haute disponibilité, un débit élevé, une transmission en temps réel, une faible latence et une faible gigue. Pour répondre à ces exigences, diverses technologies de communication ont été introduites, comme les solutions basées sur Ethernet telles que Profinet.
Profinet est un protocole de communication industrielle largement utilisé, basé sur Ethernet. Il est principalement utilisé pour connecter des dispositifs d'automatisation industrielle tels que des automates programmables (PLC), des capteurs et des actionneurs dans les environnements de fabrication et de contrôle des processus. L'un des principaux avantages de la 5G privée et du TSN pour Profinet est qu'il permet l'intégration de systèmes de contrôle et d'information en temps réel sur le même réseau. Cela peut conduire à des économies importantes et à une efficacité accrue dans les environnements industriels.
La bonne nouvelle est que les utilisateurs de Profinet n'ont rien à faire pour se préparer à passer au TSN sans fil. Parce qu'il est construit sur une norme commerciale largement adoptée comme Ethernet, Profinet suit l'évolution vers des vitesses plus élevées et d'autres fonctionnalités, comme le TSN. Le moment venu, Profinet l'utilisera tout comme il utilise aujourd'hui l'Ethernet standard.
Les systèmes de contrôle du mouvement sont un exemple d'utilisation industrielle de Profinetis. Dans les systèmes traditionnels de contrôle du mouvement, les dispositifs sont connectés à un réseau de contrôle en temps réel distinct afin d'assurer une communication déterministe. Avec Profinet, les dispositifs de contrôle du mouvement peuvent être connectés au même réseau que d'autres dispositifs d'automatisation, ce qui élimine le besoin d'un réseau séparé et réduit les coûts.
Autre exemple, dans la production d'énergie, Profinet peut être utilisé pour synchroniser la communication entre les éoliennes et entre l'éolienne et le réseau.
Outre des économies et une efficacité accrue, le TSN peut également améliorer les performances globales des systèmes industriels en permettant un contrôle plus rapide et plus précis des dispositifs. Les fonctions de synchronisation temporelle du TSN le rendent bien adapté aux applications qui nécessitent une coordination précise entre plusieurs dispositifs, comme dans le domaine de la robotique et de l'automatisation industrielle, où le mouvement à grande vitesse et de haute précision de plusieurs axes robotiques est nécessaire pour une opération fluide, efficace et sans erreur.
Grâce aux réseaux privés 5G, les industries peuvent faire évoluer leurs activités vers un monde sans fil. L'utilisation d'un réseau sans fil sensible au temps (TSN) par rapport à un réseau basé sur Ethernet dans les environnements industriels présente plusieurs avantages :
Lorsque la 5G privée rencontre la mise en réseau sensible au facteur temps, cela permettra de gérer les données de manière plus efficace et plus sûre. La mise en réseau sensible au temps fournit la qualité de service nécessaire aux applications critiques en termes de temps en gérant dynamiquement les ressources du réseau, tandis que la 5G privée permet d'améliorer le temps de réponse et d'éviter les perturbations. C'est ce qui s'est passé avec le consortium stic5G (Safe TSN for Industrial-Grade Real-Time Campus 5G). Airbus utilisera les résultats pour améliorer sa chaîne de production interne. Grâce à la convergence de l'informatique et de la technologie de l'information, ainsi qu'à une connectivité plus élevée, une efficacité accrue est attendue, sans câblage supplémentaire, avec une infrastructure réseau compatible avec PROFINET (commutateurs, etc.) et une connectivité transparente pour toutes les machines.
