一、5G的三大基本特點

1、高速度

相對于4G，5G要解決的第一個問題就是高速度。網絡速度提升，用戶體驗與感受才會有較大提高，網絡才能面對VR/超高清業(yè)務時不受限制，對網絡速度要求很高的業(yè)務才能被廣泛推廣和使用。因此，5G第一個特點就定義了速度的提升。

對于5G的基站峰值要求不低于20Gb/s，當然這個速度是峰值速度，不是每一個用戶的體驗。隨著新技術使用，這個速度還有提升的空間。

這樣一個速度，意味著用戶可以每秒鐘下載一部高清電影，也可能支持VR視頻。這樣的高速度給對速度有很高要求的業(yè)務提供了機會和可能。

2、低時延

5G的一個新場景是無人駕駛、工業(yè)自動化的高可靠連接。人與人之間進行信息交流，140毫秒的時延是可以接受的，但是如果這個時延用于無人駕駛、工業(yè)自動化就無法接受。5G對于時延的最低要求是1毫秒，甚至更低。這就對網絡提出嚴酷的要求。而5G是這些新領域應用的必然要求。

工業(yè)自動化過程中，一個機械臂的操作，如果要做到極精細化，保證工作的高品質與精準性，也是需要極小的時延，最及時地做出反應。這些特征，在傳統(tǒng)的人與人通信，甚至人與機器通信時，要求都不那么高，因為人的反應是較慢的，也不需要機器那么高的效率與精細化。而無論是無人駕駛飛機、無人駕駛汽車還是工業(yè)自動化，都是高速度運行，還需要在高速中保證及時信息傳遞和及時反應，這就對時延提出了極高要求。

3、泛在網

隨著業(yè)務的發(fā)展，網絡業(yè)務需要無所不包，廣泛存在。只有這樣才能支持更加豐富的業(yè)務，才能在復雜的場景上使用。泛在網有兩個層面的含義。一是廣泛覆蓋，一是縱深覆蓋。

廣泛是指我們社會生活的各個地方，需要廣覆蓋，以前高山峽谷就不一定需要網絡覆蓋，因為生活的人很少，但是如果能覆蓋5G，可以大量部署傳感器，進行環(huán)境、空氣質量甚至地貌變化、地震的監(jiān)測，這就非常有價值。5G可以為更多這類應用提供網絡。

縱深是指我們生活中，雖然已經有網絡部署，但是需要進入更高品質的深度覆蓋。我們今天家中已經有了4G網絡，但是家中的衛(wèi)生間可能網絡質量不是太好，地下停車庫基本沒信號，現在是可以接受的狀態(tài)。5G的到來，可把以前網絡品質不好的衛(wèi)生間、地下停車庫等都用很好的5G網絡廣泛覆蓋。

一定程度上，泛在網比高速度還重要，只是建一個少數地方覆蓋、速度很高的網絡，并不能保證5G的服務與體驗，而泛在網才是5G體驗的一個根本保證。

二、5G無線控制優(yōu)缺點

有線傳輸受環(huán)境的影響較大，不利于工業(yè)控制。而采用無線傳輸的形式進行數據的交互，可以減少環(huán)境對傳輸設計的影響。早期的工業(yè)控制采用金屬線路進行數據的傳輸，與無線相比存在一些問題，以下是有線與無線對比:

1、5G無線控制優(yōu)點

①傳輸距離：如RS232雙絞線傳輸方式等，即使增加驅動電路，但仍然受到很大的限制，一般通訊距離小于50m。5G無線控制不存在距離問題，只要有信號覆蓋真正做到了橫跨五大洲。

②數據衰減：如現在用于工業(yè)控制的RS485雙絞線有線傳輸方式，網線傳輸方式，這兩種傳輸方式提高了傳輸距離，但隨著傳輸距離的擴大，線路的阻抗對信號產生很大的衰減。

③信號干擾：許多設備由于現場環(huán)境、空間受限，信號電纜鋪設時與大動力電纜、變頻等設備距離過進而產生干擾，通過5G無線信號控制直接避免了與大動力電纜、變頻等設備交集。

④繼電隔離：設備由于體積結構問題，一般設備廠家在設計端子時動力與信號靠的比較近，現場設備受環(huán)境、腐蝕、密封等因素影響有雨水進入，造成強電竄入，輕者損壞終端控制設備，重者危及人身安全。為避免此類問題發(fā)生，傳統(tǒng)做法是增加繼電隔離，這無疑會加大成本，而通過5G無線信號控制就直接避免此類問題，因為動能無法通過無線傳播。（電動頭進水）

⑤人工材料成本：有線電纜鋪設時無法滿足長距離運動部件的控制需求，投資增加。有線控制方式通過線纜傳輸信號，長距離傳輸時需增加相應的線纜托架，增大設備布置空間，增加設備驅動負荷，并且線纜在頻繁往復運動過程中易出現故障。遠距離鋪設時考慮線徑、信號放大?？紤]架設環(huán)境電纜終端頭預留、電纜接頭、拐彎處、夾層內、隧道及豎井等難度。以上情況在有線電纜鋪設時都會增加成本和浪費。

⑥柔性布局：利?5G其自身無可比擬的獨特優(yōu)勢，助?柔性化?產的?規(guī)模普及。5G?絡進???，在減少設備與控制室之間線纜成本的同時，利??可靠性?絡的連續(xù)覆蓋，使設備在移動過程中活動區(qū)域不受限，按需到達各個地點，在各種場景中進?不間斷?作以及?作內容的平滑切換。（濾油機、潛水泵等）

⑦云端計算：在工業(yè)4.0的大環(huán)境下，邊緣計算需求越來越大，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)無法實現智慧控制，需要外部設置邊緣計算機。而邊緣計算機價格昂貴，有線數據的傳輸必須就近設置邊緣計算機，通過5G無線傳輸在云端計算直接租用即可，大大的降低了成本。

2、5G無線控制缺點

①穩(wěn)定性：有線網絡有一個最大的優(yōu)點是目前的無線網絡所無法比擬的，這就是快且穩(wěn)定。就我國的網絡環(huán)境來說，由于房屋基本都是鋼筋混凝土結構，并且格局復雜多樣，環(huán)境對無線信號的衰減嚴重，因而無線網絡的不穩(wěn)定性是不可避免的。對于一個網絡來說，無論是企業(yè)網絡還是家庭網絡，穩(wěn)定性是最重要的，因為時斷時續(xù)的網絡，是沒有企業(yè)可以承受的。當然，也并不是說，無線網絡的穩(wěn)定性一點保障都沒有，只是有線網絡勝它一籌而已。

②安全性：工業(yè)網絡組網的一個重要問題就是網絡安全的保障，特別是當你使用無線連接時這點尤為重要。雖然無線技術有很多的優(yōu)點，但是無線網絡的安全性永遠也沒有辦法和有線網絡的安全性相提并論，除非你部署了端到端的加密技術，否則都無法保障無線網絡所謂的真正的安全通信。有線網絡可以處理非常高速的帶寬，并且可以提供較好的安全性，因為有線網絡不需要在網絡中廣播信息的，只要硬件在控制中就可以保障網絡的安全。而無線網絡是通過特定的無線電波傳送的，所以在這個發(fā)射頻率的有效范圍內，任何具有合適的接收設備的人都可以捕獲該頻率的信號，這必然會影響到一個局域網絡中的安全，因而，無線網絡用戶對于重要數據需要特別加密以增加安全性。

③維護費用：有線網絡的布線成本高，勞動強度高。雖然設備成本較低，但網絡本身組建、維護和升級的費用都比較高，無線網絡組建容易，設置和維護都比較簡單。只是前期投入成本較高，與控制規(guī)模成反比。

隨著生產規(guī)模擴大，生產環(huán)境復雜化，多個生產廠房之間的物理距離成為有線網絡布線的障礙。如果采用一個廠房對應一個控制中心的方案，會造成重復建設，多個控制中心之間也會存在不同步的問題，因此大規(guī)模工業(yè)生產中需要引進無線通信組網，采用一對多的控制—生產模式。為了克服以上問題，無線控制技術成為了主要的研究方向，隨著5G無線網絡技術的發(fā)展，尤其是隨著計算機網絡技術使得無線通訊網絡得到了廣泛的應用。WLAN(無線局域網絡)技術能夠在工業(yè)控制中，為各種智能設備、機器人以及各種自動化設備之間的通信提供高帶寬的無線數據鏈路和靈活的網絡拓撲結構，在很大程度上彌補了有線網絡的不足，在無線射頻領域，工業(yè)控制也有很大的發(fā)展，各種通信模塊被大量使用，從而進一步完善了工業(yè)控制網絡的通信性能。

三、無線通信工業(yè)控制的場景運用

1、基于溫度采集模塊的無線通訊工業(yè)控制

2、基于原始信號采集模塊的無線網絡工業(yè)控制

3、基于PC機的無線網絡工業(yè)控制

從有線到無線，現代的工業(yè)控制越來越趨向于無線控制，通信協(xié)議也將越來越標準化，無線通訊網絡與無線通訊模塊的結合會使得工業(yè)控制變得更加的完善，PC機的使用將擴大WLAN局域網的使用，這些都會令操作人員的控制的范圍越來越大。除此之外，現代無線通訊在網絡安全和數據傳輸速度上和傳統(tǒng)的有線傳輸相比還存在很大的不足，這些問題還有待于研究開發(fā)人員要進一步的完善，無線控制將對未來工業(yè)控制起到重要的作用。