Magnus Frodigh, forsknings- och utvecklingschef inom Ericsson, gav under Embedded Conference en bild av hur nya 4G-tekniker och 5G, med upp till 3,5 miljarder uppkopplade ting, kommer att påverka vårt samhälle under kommande fem år.

Det handlar om 30 procents årlig tillväxt av IoT, uppkopplade via mobilnäten, till 3,5 miljarder enheter 2023. Under samma tidsperiod växer kortdistansuppkopplade enheter med 17 procent årligen, till ca 16 miljarder. Antalet uppkopplade mobiltelefoner har dock stagnerat, med en årlig tillväxt av 2 procent. Totalt kommer det att finnas 8,9 miljarder abonnenter i världen år 2023.

Applikationerna inom 5G rymmer allt från låga datahastigheter hos saker med oregelbunden användning till megabithastigheter och extremt tillförlitliga uppkopplingar utan fördröjningar.

Just de låga fördröjningarna gör att 5G generellt sett kan användas för industriella applikationer som är knutna till speciella fall.

Magnus Frodigh gav med en kort video ett exempel på vad kort fördröjningstid betyder: En robot höll balansen genom en återkopplad slinga ”i molnet” med överföring via 5G. Successivt ökades fördröjningstiden (”latency”) till dess att roboten inte längre kunde hålla balansen. Det inträffade i det aktuella exemplet när fördröjningstiden närmade sig 50 ms. Med realistiska tider under 10 millisekunder blir det möjligt att i realtid, och på distans, styra maskiner med precision.

Nu rullas 5G ut
Först ut med att implementera 5G var Schweiz där SBB fjärrstyr tåg. Med 6 Gbit/s överförs telemetri och video för att styra tågen i realtid.

Den 1 april körde Verizon igång sitt 5G-nät, AT&T har sin start inom några veckor och T-mobile tar sitt 5G-system i bruk under 2019, liksom Vodaphone. Kina tar 5G-nät i bruk nästa år.

Två vägar för 4G
Två alternativa uppkopplingsmetoder används redan inom 4G: Cat-M1 och NB-IoT.
* Cat-M1 når hastigheterna 0,8/1 Mbit/s och har 1,4 MHz bandbredd.
* NB-IoT (Narrow Band IoT) innebär smalbandig överföring (200 kHz) för att spara effekt och tillämpar därför alltid viloläge. Den mindre bandbredden ger också NB-IoT 4 dB känsligare mottagare.

T-mobile tänker erbjuda NB-IoT-abonnemang för 6 dollar per år plus 5 dollar i modulkostnad i USAs första NB-IoT-nät.

I Kina kommer alla tre operatörerna att erbjuda NB-IoT och de räknar med att uppnå 580 miljoner IoT-anslutningar mot slutet av året. I fler än 200 städer kommer man att ha projekt för ”smart city”.

Fraunhofer, MTV och Ericsson utvecklar tillsammans 5G-teknik som bygger på 5G NR (New Radio).

Automatiserad hamn
Rotterdams hamn blir den första i världen med automatiserad containertrafik med hjälp av 5G. Beställarna säger:
– Vi ville bort från WiFi eftersom det innebär ett sårbart protokoll och sårbar teknik. Säkerhet och tillförlitlig uppkoppling är en nyckelfaktor för vår industri. Efter en tuff anbudsprocess valde vi Ericssons lösning som vi använde för autonoma och bemannade fordon liksom för de surfplattor vi använder på terminalen.

Edge computing
Även om svarstiderna försöker man lägga så mycket intelligens som möjligt ute i noderna. Givna argument för att använda ”edge computing” är ökad tjänstekapacitet, kortare reaktioner och för att begränsa rättigheter inom företaget och dess domäner.

I styrslingor kan en svarstid på mindre än 1 ms krävas medan exempelvis transportband kan klara sig med 5 ms.

Digitalt/verklig miljö
”Mixed reality” är ett annat tillämpningsområde för 5G, dvs en miljö där man kombinerar digital informationsbehandling med användarmiljö i realtid. Det kan handla om fjärrstyrda processer som kontrolleras av människor, hjälp vid komplicerade uppgifter, att effektivisera lagerhantering, utökad inlärning eller att visualisera data och analyser.

Helheten påverkas av ökad systemkomplexitet, ökad kryptering, användning av virtualisering eller delade resurser, ett mobilt ”cyber-fysiskt” system, säkerhetstänkande med hänsyn till lagar och regler, att större utsatthet kräver ett försvar på djupet och krav på allt starkare identiteter. Sammantaget drivs förändringarna av teknologitrender inom säkerhet.

Magnus Frodig sammanfattar sin presentation med följande:
– Mobilsystemtekniken har visat sig vara överlägsen i industrimiljöer. Tekniken fungera såväl över stora områden som inomhus. 5G är en multianvändningars plattform för diverse applikationer med säker separation av olika användare. Globala spelare kan få globala lösningar.

Lena Norder, vd Svensk Elektronik, presenterar här första dagens key-not-speaker under Embedded Conference: Magnus Frodigh, forskningschef Ericsson.

Filed under: SvenskTeknik