5G será mejor que las generaciones anteriores?

5G será mejor que las generaciones anteriores?

Lo mediático de la nueva tecnología de redes wireless 5G da la impresión de que es la primera vez que se puede usar wireless en aplicaciones industriales. Pero no es tan así… Desde hace más de 20 años, distintas tecnologías wireless, tales como Wireless LAN industrial, WiMAX y las diferentes redes wireless móviles (2G, 3G, 4G) han sido implementadas con éxito en una gran variedad de aplicaciones industriales.

En consecuencia, hoy en día, es importante pensar en qué podrá aportar el nuevo estándar 5G a la industria y cómo serán las redes wireless industriales del futuro.

Unos 40 años antes hacía su aparición la primera red celular, centrada principalmente en el dominio público, por ejemplo, teléfonos móviles. Cada década desde entonces fue testigo de una nueva generación, con sólo pequeñas innovaciones.

Pero ahora esto cambia con la tecnología de redes celulares de 5ta generación. Al respecto, Siemens, junto con otras empresas, decidieron participar del proyecto 3GPP (3rd Generation Partnership Project) para garantizar que los requerimientos industriales fueran parte del futuro estándar 5G.

Las perspectivas para 5G en la industria son muy buenas, pero aún queda mucho camino por recorrer. Y antes de mirar hacia el futuro, quizás sea útil recordar de qué forma la tecnología wireless móvil cambió el mundo en el que vivimos hoy en día.

La primera red celular comercial, lanzada en Japón en 1979, permitía comunicarse instantáneamente vía voz aun estando en movimiento. La segunda generación en 1991 habilitó mensajería de texto, mientras 3G ofrecía aplicaciones de Internet móvil en 2002 y 4G streaming de música y video en 2009.

La industria también encontró beneficios a partir de este desarrollo. Con 1G, las aplicaciones en la industria eran casi inexistentes. 2G aportó mensajes de texto y luego incluso una transferencia simple de datos para aplicaciones industriales de control remoto y telecontrol. 3G hizo posible telecontrol semi en vivo y acceso remoto en lugares donde los usuarios podían interactuar con aplicaciones remotas, mientras 4G facilitó un acceso remoto total y en vivo.

Pero esto no termina aquí... 5G apunta a mayores anchos de banda, mayor confiabilidad, menor latencia y más dispositivos conectados.

 

El potencial de 5G

5G ofrece enormes beneficios, pero también es importante tener en cuenta que no todas sus funciones estarán disponibles desde el principio y que, además, las funciones no podrán ser utilizadas simultáneamente en toda su extensión.

3GPP es responsable de la estandarización global de las redes celulares, inclusive la 5ta generación. Al iniciarse el desarrollo de la última generación, se elaboró una visión para 5G que incluye tres conceptos principales.

El primer concepto es eMBB (Enhanced Mobile Broadband), que incorpora mejoras de 4G y cuyo objetivo principal es responder a aplicaciones basadas en datos que requieren altas tasas de transmisión de datos con amplias áreas de cobertura. Un ejemplo es la creciente necesidad de streaming de música y video de alta calidad y alta definición a dispositivos móviles, tales como teléfonos inteligentes, gafas de realidad virtual, etc.

El segundo concepto es el más exigente y se refiere a la comunicación URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communication), que abarca requerimientos de alta confiabilidad y baja latencia para aplicaciones de misión crítica. Como ejemplos se puede mencionar robots móviles, logística autónoma, vehículos guiados automatizados (AGVs), aplicaciones de seguridad en entornos de control industrial, etc.

El tercer concepto es mMTC (Massive Machine Type Communication), que apunta a una gran cantidad de dispositivos en un área más pequeña. Se lo puede implementar en aplicaciones de IIoT que contienen muchos sensores y dispositivos conectados en una pequeña área donde no es necesario enviar y/o recibir datos de manera continua.

Para cumplir con el calendario preestablecido, 5G ha sido dividida en múltiples versiones. La Versión 15 fue entregada en diciembre de 2018 y estaba dedicada a eMBB. Las Versiones 16 y 17 agregarán soporte para URLLC y mMTC, mejorando las aplicaciones industriales.

 

Redes privadas

Hay distintas variables a la hora de implementar una red 5G, una de las cuales es ‘pública versus privada’. Las primeras redes públicas ya están disponibles, pero las redes privadas para la industria sólo llegarán en un par de años con la Versión 16, que soportará las características que importan a la industria.

Las redes privadas serán la clave para la industria cuando los usuarios podrán tener y controlar su red y personalizarla según la aplicación. En varias industrias, URLLC y mMTC aportarán más beneficios que eMBB. Con una implementación privada, el usuario final podrá determinar qué parámetros configurar y, por lo tanto, correr la red de una manera óptima. Además, la privacidad de los datos queda garantizada bajo su propia responsabilidad.

Para sus redes privadas, la industria necesita tener un espectro disponible. En Alemania, BNetzA (Bundesnetzagentur) ha decidido reservar 100 MHz de 3,7 GHz a 3,8 GHz para uso local en entornos industriales, lo que permite contratar espectro para tener una privacidad óptima de los datos. Otros países, tales como Reino Unido, están mirando a Alemania para tener también la posibilidad de ofrecer licencia de espectro de modo que las empresas puedan establecer redes privadas sin que nadie más pueda acceder. Es un importante beneficio para la industria y abre el camino a las fábricas flexibles del futuro.

 

5G industrial

Para que 5G sea realmente apto para la industria, es necesario esperar la Versión 16. En ese momento, el tema dependerá de los proveedores de silicio que deberán suministrar los primeros chips que permitan a los proveedores industriales elaborar productos de calidad industrial.

Además del hardware, otro factor importante es el soporte de soluciones para redes privadas. Estas redes wireless muy robustas y confiables deben brindar una seguridad óptima conservando los datos a nivel local y utilizando estándares globales en un entorno propio. Esto es importante ya que confiabilidad es igual a tiempo de operación. También significa que una red industrial no tan confiable puede tener como resultado una parada más prolongada en la producción y una pérdida de producción. Además, es necesario disponer de soporte para protocolos industriales, tales como OPC UA o PROFINET.

Mientras tanto, por ejemplo en Siemens, se está testeando el estándar 5G actual en un entorno industrial para garantizar su funcionalidad correcta, sin importar cuán exigentes sean las condiciones de operación.

En definitiva, considerando las promesas de 5G (comunicación de baja latencia, ultraconfiabilidad, más dispositivos finales en un área más pequeña, redes públicas y/o privadas), estos nuevos conceptos de comunicación wireless parecen muy prometedores. Las redes privadas en particular allanarán el camino hacia soluciones que antes no habían sido posibles, por ejemplo, robots que trabajen juntos en lugar de uno al lado del otro, o soluciones intralogísticas totalmente autónomas.

5G está bien preparado para su implementación en aplicaciones industriales. Sin embargo, antes de que se le dé luz verde a la fábrica wireless inteligente del futuro, hará falta una solución 5G verdaderamente industrial que cumpla con todos los requerimientos de las aplicaciones de misión crítica.

 

Preparado en base a una presentación de Eckard Eberle, CEO de Siemens Process Automation.

Modificado por última vez en Jueves, 05 Noviembre 2020 16:53
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