Uma rede 5G para cada fábrica

Os preparativos estão a todo vapor. Em apenas alguns anos, muitas empresas poderão conectar suas plantas em rede completamente sem fio, tornando sua produção mais eficiente, autônoma e flexível do que nunca, graças às redes 5G locais.

 

Nos próximos anos, redes sem fio 5G privadas serão instaladas em locais industriais onde as empresas precisarem de redes robustas e ultrarrápidas com alta largura de banda. De sistemas automatizados de rack e linhas de produção a realidade aumentada e robôs, o novo padrão de comunicação móvel controlará centenas de milhares de dispositivos por quilômetro quadrado em tempo real.

Em seu Centro de Testes Automotivos em Nuremberg, a Siemens testa aplicações industriais em uma rede 5G privada e autônoma que foi desenvolvida para levar a tecnologia ao ponto de poder ser usada na indústria. Protótipos desta solução também foram instalados nas fábricas de Amberg e Karlsruhe.


Em 2022, os interessados ​​poderão testar seus aplicativos com muita facilidade em uma rede 5G privada. O 5G Smart Venue será inaugurado em Hanover no maior local de exposições do mundo, tornando este local uma área de teste e uma vitrine para o uso do 5G na indústria.

A atração do 5G para os usuários de smartphones é óbvia: por exemplo, permite que eles assistam a vídeos em 4K onde quiserem. Mas é muito mais importante para a indústria. É um marco no caminho para a Indústria 4.0, na qual as fábricas inteligentes se tornam mais flexíveis e produtivas graças à digitalização de ponta a ponta e à Internet das Coisas. O 5G é 10 a 20 vezes mais rápido que o LTE atual e consome apenas um milésimo da quantidade de energia por bit transferido.

“Baixas latências, larguras de banda extremamente altas, controle sobre os próprios dados, controle sobre o desempenho da rede – as redes privadas abrem oportunidades inimagináveis ​​para a indústria”, diz Sander Rotmensen, chefe de gerenciamento de produtos para comunicação sem fio industrial da Siemens.

Colaboração com empresas de telecomunicações

Mas de acordo com o cronograma, várias etapas devem ser concluídas nos próximos anos antes que as redes privadas possam se tornar uma realidade. A Alemanha completou a primeira etapa em março passado. Como parte de um leilão de frequências 5G para operadoras de redes móveis, a Bundesnetzagentur (Federal Network Agency, BNetzA), reservou parte do espectro – entre 3.700 MHz e 3.800 MHz – para redes locais na indústria, instituições de pesquisa e agricultura.

Este sucesso deveu-se em grande parte ao apoio da Siemens e de outras empresas e associações industriais de renome. Esta banda de frequência é ideal para aplicações de pequena escala. “Faz sentido que a indústria tenha acesso direto a essas frequências”, diz Rotmensen. “Conhecemos as necessidades de nossas fábricas melhor do que ninguém. Em última análise, o importante para a indústria é trabalhar da forma mais eficiente possível, o que também significa disponibilidade máxima da infraestrutura de rede.”

Demonstrações de prova de conceito

Não é surpresa que empresas alemãs como Audi, Mercedes-Benz, BASF e até Deutsche Messe AG já estejam investindo em 5G. As bases para redes 5G industriais também estão sendo lançadas em outros lugares. Por exemplo, a iniciativa Citizen Broadband Radio Service (CBRS) nos EUA está oferecendo as frequências entre 3.550 MHz e 3.700 MHz para redes locais. Ofcom, o escritório britânico de comunicações, anunciou em um white paper publicado em junho de 2019 que planeja disponibilizar as faixas de frequência de 3,8 a 4,2 GHz, 1.800 MHz, 2.300 MHz e 26 GHz para operadoras locais.

Mas antes que as empresas industriais possam trabalhar com essas frequências, o padrão 5G precisa ser desenvolvido para acomodar os requisitos industriais. O primeiro passo aconteceu em meados de 2020 com o “Release 16” do comitê internacional de rede móvel 3GPP. Isso possibilitou o início do desenvolvimento de hardware – infraestrutura e terminais – para instalações de produção locais. E uma vez que as taxas de uso de frequência também forem esclarecidas – um detalhe significativo necessário para investimentos em 5G industrial – nada impedirá as demonstrações iniciais de prova de conceito.

A comunicação sem fio está sendo desenvolvida

Os benefícios das redes privadas são óbvios. As empresas podem rastrear, armazenar, analisar, controlar e configurar com flexibilidade o tráfego de dados a seu próprio critério. Isto permite-lhes garantir a rapidez e a confiabilidade que os seus processos – todas as suas sequências logísticas e de produção – exigem. “Já está claro que o 5G é ideal para empresas que desejam acompanhar a produção em tempo real ou processar dados na “borda” de sua própria rede (aplicativos Edge) sem antes ter que enviar tudo para a nuvem.”

É verdade que a comunicação sem fio na indústria não é novidade. Com o RUGGEDCOM WIN, a Siemens já está usando uma solução de rádio WiMAX privada em vários setores, mas o foco está no ambiente de smart-grid para monitoramento e controle de redes elétricas. Além disso, já existem algumas redes LTE privadas isoladas, por exemplo, em fábricas e portos. A Siemens usa com sucesso uma WLAN industrial para comunicação sem fio na indústria há mais de 15 anos e atende a todos os requisitos necessários, incluindo segurança sem fio. Juntamente com o 5G industrial, a IWLAN também está passando por um desenvolvimento adicional, porque as frequências do setor privado para 5G não estão disponíveis em todo o mundo. No entanto, nenhuma dessas soluções oferece nem perto da gama de serviços do 5G.

O espectro privado deve ser estabelecido em todo o mundo

No entanto, no caminho para o 5G industrial também é importante que o espectro privado para aplicações locais seja estabelecido internacionalmente, porque só assim as tecnologias baseadas em 5G podem ser usadas com sucesso na indústria em todo o mundo. “Antes do lançamento de qualquer rede local da indústria”, diz Rotmensen, “a Siemens testará extensivamente soluções para a rede 5G industrial.

Atualizado em janeiro de 2022

Hubertus Breuer

 

Inscreva-se na nossa Newsletter

Fique sempre atualizado: tudo o que você precisa saber sobre eletrificação, automação e digitalização.