No campo da automação, qual é a diferença entre redes 5G não{0}}autônomas (NSA) e autônomas (SA)?
Ludger Boeggering
Do ponto de vista técnico, com base nas informações fornecidas pelo 3GPP, a distinção está na lógica de controle. As redes 5G não{2}}autônomas (NSA) devem utilizar a infraestrutura 4G/LTE para gerenciar as comunicações, enquanto as redes 5G autônomas (SA) representam uma implementação completa da tecnologia 5G.
Do ponto de vista do usuário, isso significa que as redes 5G privadas-baseadas em SA (redes não{2}}públicas, abreviadas como NPN) são mais simplificadas e exigem menos esforço.
Do ponto de vista da aplicação, as redes SA podem suportar maior disponibilidade e confiabilidade, ao mesmo tempo que reduzem os tempos de ciclo, especialmente no contexto de NPN.
Quais aplicações industriais podem se beneficiar da tecnologia 5G?
Ludger Boeggering
Por definição, o 5G abrange múltiplas tecnologias, incluindo eMBB, uRLLC, eMTC e RedCap, permitindo suporte para uma ampla gama de aplicações.
Por exemplo, manutenção preditiva, monitoramento ambiental, serviço e configuração, ferramentas conectadas e trabalhadores conectados seguros podem aproveitar os recursos definidos no eMTC e no RedCap. O eMTC já é compatível com LTE-M e NB-IoT, enquanto o 3GPP continua a avançar nas aplicações da tecnologia 5G.
Além disso, soluções de montagem industrial, controle de automação de processos, interfaces homem{0}}máquina (HMI), assistência de realidade aumentada, logística de fábrica, robôs móveis, robôs colaborativos e AGVs podem aproveitar os recursos RedCap e uRLLC. Nesses domínios, os requisitos fundamentais são tempos de resposta confiáveis, largura de banda suficiente e produtos-com boa relação custo-benefício.
Nos próximos anos, a tecnologia 5G será adotada em todas as indústrias verticais relevantes, incluindo a indústria transformadora (máquinas, aeroespacial, automóvel, semicondutores), química e petroquímica, farmacêutica, petróleo e gás, energia e serviços públicos, e tratamento de água e águas residuais. Esta adopção depende não só da tecnologia em si, mas também dos quadros regulamentares e da utilização do espectro dedicado.
Como a tecnologia 5G alcança-desempenho de EVM de nível instrumental em automação industrial? (Como a tecnologia 5G recebe sinais para melhorar o desempenho em termos de magnitude do vetor de erro na automação industrial?)
Ludger Boeggering
Primeiro, devemos considerar as características que distinguem a tecnologia 5G das gerações anteriores.
Em aplicações que exigem alta confiabilidade e disponibilidade, a baixa latência é fundamental. Em comparação com as gerações anteriores de redes móveis, a tecnologia 5G foi projetada para reduzir significativamente a latência e aumentar a disponibilidade.
A tecnologia 5G suporta o fatiamento de rede, permitindo o fornecimento de redes virtuais personalizadas, adaptadas a aplicações específicas ou requisitos de serviço. Consequentemente, a automação industrial pode acessar fatias dedicadas otimizadas para suas necessidades específicas, garantindo ao mesmo tempo alta confiabilidade e desempenho.
A computação de borda se tornará cada vez mais vital no futuro. 5As redes G permitem que a computação de ponta processe dados mais perto de dispositivos e sensores. Isto reduz o tempo e a energia necessários para transmitir dados para data centers remotos, encurtando assim os tempos de resposta e melhorando o desempenho nos processos de automação industrial.
Por último, mas não menos importante, a tecnologia 5G suporta mMTC, permitindo que um grande número de dispositivos comuniquem simultaneamente. Na automação industrial, isso significa permitir que grandes quantidades de sensores, atuadores e dispositivos na mesma rede interajam entre si. Isto aumenta significativamente a eficiência global, tanto em termos de utilização como de investimento.
Como a tecnologia 5G na automação reduz o tempo de inatividade das máquinas, elimina erros, melhora a rastreabilidade dos materiais e permite que os funcionários se concentrem em tarefas que exigem habilidades manuais complexas?
Ludger Boeggering
A própria tecnologia 5G tem um impacto direto limitado sobre estes parâmetros. A chave está em implementá-lo como parte de um sistema integrado. 5G que permite ambientes de comunicação seguros usando espectro alocado. As soluções{4}}sem fio também se integram de maneira mais fácil e flexível aos ambientes industriais.
Consequentemente, a tecnologia permite uma coleta e análise mais direcionada de dados de processo. Com esses recursos, as empresas podem estabelecer sistemas gêmeos digitais e/ou garantir monitoramento confiável das condições para implementar medidas preventivas a qualquer momento.
Ao aproveitar essa tecnologia de maneira eficaz, as empresas podem executar diversos processos de maneira confiável e estabelecer modelos flexíveis "como-um-serviço". Isto minimiza o tempo de inatividade ao mínimo absoluto, evita erros de produção e garante a alocação direcionada de pessoal e materiais.
Como é que o 5G acelera a digitalização e permite poupanças de energia?
Ludger Boeggering
A tecnologia 5G representa outra pedra angular crucial para enfrentar os desafios da digitalização. Fundamentalmente, esta tecnologia facilita uma automação mais rápida e leva as empresas a uma maior flexibilidade. Seus principais atributos incluem disponibilidade e confiabilidade.
Que desafios e limitações podem surgir ao implementar o 5G na automação industrial?
Ludger Boeggering
Em primeiro lugar, gostaria de enfatizar que os avanços tecnológicos inevitavelmente geram desafios específicos-de aplicativos. Os pontos fortes e as limitações do 5G são inseparáveis. Por exemplo, aplicativos-de tempo crítico que exigem tempos de resposta de milissegundos ou mesmo microssegundos ainda exigem conexões com fio. Atualmente, ninguém investiu recursos significativos para desenvolver soluções 5G correspondentes para tais cenários.
Mesmo no futuro, os ambientes de automação industrial contarão com tecnologias coexistentes. Não existe uma solução universal.
Se ainda quiser beneficiar de flexibilidade e vantagens como cobertura de zonas independentes e seguras semelhantes às redes de campus, deverá estabelecer a infra-estrutura correspondente, o que requer um investimento inicial.
O primeiro desafio a ser superado na adoção da tecnologia 5G na automação industrial está na gestão das expectativas. Mais soluções de construção-de infraestrutura surgirão no futuro, e implantações-em pequena escala também se tornarão viáveis.
Além disso, a mesma infra-estrutura deve ser utilizada para o maior número possível de cenários de aplicação, maximizando assim os benefícios para os utilizadores. O projeto da infraestrutura de rede deve levar em conta esses diversos requisitos e os fornecedores devem fornecer equipamentos adequados.
Um aspecto crítico da implementação da tecnologia 5G em ambientes de automação é a rastreabilidade-a-de ponta a ponta. Os operadores ou integradores que adotam soluções 5G devem ser sempre capazes de analisar todas as partes da infraestrutura de comunicação para identificar rapidamente falhas e restaurar a operação normal.
Quais bandas de frequência distintas a tecnologia 5G utiliza para automação industrial? Quais são as respectivas vantagens dessas bandas?
Ludger Boeggering
Esta questão é bastante ampla, por isso irei abordá-la do ponto de vista da aplicação. Para cenários como manutenção preditiva ou monitoramento ambiental, o foco está na cobertura profunda, na alta densidade de assinantes e na fácil integração com a infraestrutura existente. Isto envolve principalmente o uso de bandas tradicionais de provedores de rede pública.
Em outros cenários, como controle de automação de processos e aplicativos assistidos por realidade aumentada, a disponibilidade e a confiabilidade são fundamentais. Nesses casos, as vantagens das redes privadas-incluindo a segurança de dados-desempenham um papel significativo. Essas instalações podem utilizar o espectro de banda média de 3,xx a 4,xx GHz, onde os reguladores há anos concedem licenças para uso local sob termos relativamente atraentes.