Entendendo o 5G - A espinha dorsal da Internet industrial

O ano de 2019 será lembrado como o ano em que a verdadeira conectividade celular para a Internet das Coisas (IoT) finalmente começou a funcionar. Atualmente, não se passa uma semana sem que haja um novo anúncio de implantação de uma nova rede 4G NB-IoT/LTE-M. No entanto, o futuro do setor já está correndo em direção à quinta geração (5G) da tecnologia de comunicação sem fio.

o 5G promete velocidade ultrarrápida, latência (ou tempo de resposta da comunicação) quase imperceptível e capacidade amplamente aumentada. Todas as quatro principais operadoras dos EUA deram sinal verde para redes de teste e implementações parciais em algumas cidades.

Os benefícios da união do mundo físico com as tecnologias digitais vêm sendo discutidos há, aparentemente, uma geração. Muitos setores poderiam usar a inteligência obtida dos sistemas conectados para obter percepções críticas sobre suas operações e como fazer melhorias que farão uma diferença genuína em seus resultados. Embora o 4G já esteja criando melhorias drásticas para os setores em todo o mundo, é o 5G que está criando o maior burburinho.

Apenas dados não são suficientes

Jani Vilenius, Diretor de Pesquisa e Tecnologia da Sandvik, diz que os dados já estão impulsionando a indústria em todo o mundo: "Todos já estão coletando e, até certo ponto, usando dados. Mas é preciso melhorar a conectividade para realmente utilizar os dados e agregar valor aos negócios. Quando adicionamos mais Inteligência Artificial (IA), aprendizado de máquina e reconhecimento de voz/imagem aos sistemas cotidianos, os requisitos de largura de banda significam que o 5G é inevitável para aproveitar os novos recursos."

O setor 4.0 deveria trazer esses benefícios, mas até agora faltava um elemento crucial. Transformar a ideia de um sistema digital industrial colaborativo, adaptável e em tempo real em realidade requer uma infraestrutura de comunicações realmente ágil.

Além da melhoria incremental

Você pode ser perdoado por pensar que a mudança do 4G para o 5G é apenas uma questão de melhorias incrementais de velocidade, com pouca necessidade de todo esse alarde. Afinal de contas, a arquitetura de comunicações 4G/LTE (Long Term Evolution) de hoje conectou aproximadamente 3 bilhões de dispositivos móveis.

Mas, na verdade, a diferença entre 4G e 5G não é como comparar um modelo de iPhone com o outro, é mais como comparar um cavalo e uma charrete com um carro de corrida elétrico.

Sim, a tecnologia 3G e 4G é mais frequentemente equiparada a smartphones. Isso se deve ao fato de os sistemas terem sido projetados para voz e dados móveis, respectivamente. E, embora seja verdade que os aumentos drásticos de velocidade do 5G significarão muito mais do que apenas streaming de maior qualidade e downloads extremamente rápidos, o fato de ter sido projetado desde o início para a conectividade de dados será o divisor de águas.

A conectividade mais rápida e a baixa ou nenhuma latência proporcionarão benefícios operacionais em todos os setores do planeta. Até o momento, só se falava nisso, mas com os sistemas de teste já instalados, esses benefícios operacionais estão ficando claros.

Levando a fábrica conectada para o próximo nível

Em um mercado que depende de aplicativos de máquinas com uso intensivo de dados, as velocidades mais altas e a baixa latência do 5G são necessárias para o uso eficaz da tecnologia de robótica autônoma, wearables e realidade virtual.

Diferentemente dos saltos anteriores nos níveis de tecnologia do setor, o 5G não reformulará fundamentalmente a linha de produção. Mas o que ele fará é oferecer aos fabricantes uma oportunidade de construir fábricas inteligentes que possam se adaptar às mudanças nas condições do mercado.

Os recursos cada vez maiores dos dispositivos inteligentes e das fábricas que os produzem não afetarão apenas a concorrência em um determinado setor. À medida que a concorrência muda de baseada em produtos para baseada em sistemas, os limites do setor que antes eram claros ficarão embaçados. As empresas de manufatura tradicionais poderão em breve descobrir que estão competindo como parte de um setor de automação muito mais amplo, por exemplo.

Saúde: Possibilitando a cirurgia remota

A baixa latência do 5G está pronta para revolucionar o setor de saúde, principalmente na sala de cirurgia. Cirurgiões experientes podem aconselhar colegas mais jovens por meio de uma conexão de vídeo ou até mesmo operar o dispositivo cirúrgico remotamente. Você pode ser perdoado por pensar que isso parece improvável, mas já aconteceu.

No início de 2019, a primeira cirurgia ao vivo do mundo por meio de assistência remota foi realizada com sucesso na China. Um cirurgião experiente inseriu um dispositivo de estimulação no cérebro de um paciente com Parkinson. A latência quase instantânea de 2 milissegundos permitiu que o cirurgião conduzisse o procedimento com precisão, como se estivesse ao lado do paciente, quando na verdade estava a 3.000 quilômetros de distância. A latência se assemelha à cirurgia usando uma solução tradicional de monitor com cabo.

Tecnologia autônoma na estrada e no subsolo

As melhorias na latência da rede darão aos aplicativos e dispositivos a capacidade de se comunicar quase em tempo real. Isso deve aliviar as preocupações de segurança dos veículos autônomos, proporcionando-lhes a capacidade de se comunicar constantemente com o ambiente em constante mudança ao seu redor.

É claro que isso terá um impacto significativo nas operações de mineração, algo de que a Sandvik está ciente. A Sandvik já assinou um acordo com a Nokia para desenvolver ainda mais soluções baseadas em tecnologia LTE e 5G privadas, grande parte das quais ocorrerá na mina de testes da Sandvik em Tampere, Finlândia.

"Nosso foco até o momento tem sido a tecnologia LTE privada, que oferece velocidade, latência, confiabilidade e benefícios de privacidade em relação ao Wi-Fi. É uma das tecnologias que nossos clientes estão pedindo agora", explica Vilenius. O benefício para a Sandvik em focar na LTE é simples. (LTE significa Long-term Evolution (Evolução de Longo Prazo) e não é tanto uma tecnologia quanto o caminho seguido para atingir velocidades 4G). Jani Vilenius, Director of Research and Technology at SandvikA demanda dos clientes existe, e o hardware pode ser facilmente atualizado para 5G quando chegar a hora.

Isso ocorre porque o 5G será usado para aumentar e aprimorar as redes LTE existentes, em vez de substituí-las. Mesmo assim, as empresas de telecomunicações estão enfrentando um investimento substancial. Mas, em vez de atrasar a implementação, esse mesmo fato pode acelerar as coisas.

A empresa de consultoria de gestão McKinsey & Company acredita que a tendência de compartilhamento de rede será acelerada, diminuindo o que, de outra forma, seria um custo assustador da implementação do 5G. O compartilhamento de rede permite que as operadoras reduzam o custo total de propriedade e, ao mesmo tempo, melhorem a qualidade da rede compartilhando equipamentos ativos e passivos. "Simulações de um caso mostraram que, ao compartilhar a implantação de pequenas células 5G e criar uma camada macro 5G IoT comum em todo o país, as operadoras poderiam reduzir os investimentos relacionados ao 5G em mais de 40%", disse um porta-voz.

Pesquisando os modelos de negócios do futuro

Além da mina de testes da Sandvik, a Finlândia também é o lar de pesquisas significativas. O Campus de Internet Industrial da Universidade de Aalto é uma plataforma interdisciplinar que fornece uma base de testes para soluções futuras para parceiros industriais, incluindo a parceira da Sandvik, a Nokia.

As áreas de projeto incluem canteiros de obras inteligentes, otimização do uso de energia em edifícios inteligentes e a fábrica do futuro. O projeto 5G encontra a Internet Industrial (5G@II) analisa como fornecer uma base econômica, globalmente segura e protegida para uma futura Internet industrial orientada por 5G. Especificamente, a equipe tem como objetivo criar um projeto de um sistema de gerenciamento de serviços 5G, testando-o em casos reais de uso industrial.