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A fabricação pode operar sem fio em um mundo 5G / Wi-Fi 6?


Com a recente disponibilidade de soluções Wi-Fi 6, o lançamento de projetos-piloto 5G e novas políticas de espectro de licença compartilhada, muitos estão se perguntando:A manufatura pode ir mais longe no caminho sem fio? A resposta curta é sim. A longa resposta é que existem inúmeras nuances e complicações relacionadas a “quando”, “como” e “a que custo” de implementação sem fio na fabricação.

Para começar, a indústria de manufatura depende de equipamentos com um ciclo de vida esperado de pelo menos 10 a 15 anos. Aproximadamente 80 por cento da conectividade atual de fábrica é com fio. Embora haja a capacidade de atualizar de Wi-Fi para Wi-Fi 6 e compatibilidade com versões anteriores, 5G não é uma questão tão simples. Portanto, as atualizações 5G ocorrerão por um longo período, conforme os investimentos em tecnologia forem atualizados ou substituídos. O equipamento de usuário 5G para fábricas não está prontamente disponível neste momento, uma vez que o mercado é inicial e os padrões ainda estão em evolução.

Para fábricas, os principais casos de uso incluem força de trabalho móvel, Remote Expert vinculado a equipamentos de planta seguros, rastreamento de localização de força de trabalho, rastreamento de localização de ativos, instrumentação de máquina sem fio, veículos autônomos e máquinas móveis, segurança física, otimização de fluxo de trabalho e sensibilidade sem fio. Outros casos de uso provavelmente surgirão relacionados à robótica, AR / VR, gêmeos digitais e muito mais.

As necessidades desses vários casos de uso variam em termos de determinismo, latência e taxa de transferência. Uma das principais áreas de foco em wireless é atender aos recursos de baixa latência tradicionalmente vinculados à conectividade com fio e definidos pelo IEEE 802.1Q. Rede sensível ao tempo (TSN) ou comunicação de baixa latência ultra-confiável 5G (URLLC) está ligada a aplicativos que exigem latência muito baixa de 1 a 10 milissegundos (por exemplo, sistemas de automação e controle). Para atender à latência mais baixa fornecida pelo TSN de 1 milissegundo é muito desafiador para as tecnologias sem fio. Há um esforço significativo em organizações como 3GPP e 5G-ACIA em direção a essa capacidade.

Outro fator é a localização geográfica da fábrica. Os 10 principais países industrializados estão mudando progressivamente para algum tipo de espectro dedicado que poderia apoiar necessidades industriais e verticais semelhantes. Na Alemanha, por exemplo, as empresas podem licitar e garantir o espectro privado LTE / 5G em blocos de 10 MHz por períodos de 10 anos com uma opção de renovação. Em um anúncio recente, uma grande montadora alemã afirmou que operará sua própria rede 5G em suas fábricas. Com espectro dedicado, as empresas industriais podem escolher entre manter o controle total de sua rede ou contratar um provedor de serviços para implementar e executar 5G.

Outra opção é o espectro compartilhado, como o Citizens Band Radio System (CBRS) nos EUA. O CBRS tem três níveis de usuário:titulares, licenças de acesso prioritário (PALs) e acesso de autorização geral (GAA). Observe que o CBRS é compartilhado, portanto, há o potencial de ter interrupções de serviço / espectro dos operadores históricos (a Marinha dos EUA) ou usuários PAL se você for GAA. Além do mais, construir uma rede 5G requer um investimento em novo rádio (NRs), placas de interface de rede (NICs) e equipamentos finais ou adaptadores de equipamentos de rede.

O “quando” da implantação sem fio depende do (s) caso (s) de uso e das necessidades da rede, bem como do custo de propriedade e da disponibilidade do plano de serviço do espectro ou serviços de SP para suportar os requisitos de QoS como uma “fatia” de rede 5G ou espectro 5G dedicado.

Para os fabricantes, um ambiente multiacesso - ou seja, um que combine com fio, Bluetooth, LoRa, Wi-Fi, Wi-Fi 6, LTE e 5G - provavelmente será a melhor opção. Cada um oferece vantagens distintas, dependendo das necessidades e do nível de controle desejado. Hoje, as fábricas são multiacesso e continuarão a aproveitar várias opções de conectividade no futuro.

Construir ou comprar?

Além disso, os fabricantes enfrentarão uma questão central sobre como implantar o 5G. É uma variação da clássica decisão de construir versus comprar:um fabricante deve proteger seu próprio espectro dedicado e, em seguida, construir e operar uma rede 5G privada? Ou deve trabalhar com um provedor de serviços que possa oferecer à empresa sua própria “fatia” dedicada do espectro, juntamente com implantação de rede, operações e serviços de suporte?

Maior controle é o principal benefício de construir e manter uma rede privada. Entre as desvantagens:uma curva de aprendizado acentuada para treinar a equipe para operar uma rede 5G e as dores de cabeça de lidar com quaisquer problemas que surjam; custo potencialmente mais alto para equipamento 5G de espectro dedicado; e provavelmente um acesso mais lento aos melhores e mais recentes recursos em comparação com o equipamento 5G do mercado de massa. Por outro lado, terceirizar para um provedor de serviços garantirá o acesso às tecnologias mais recentes, ao mesmo tempo em que alivia a carga de gerenciamento do dia-a-dia, mas ao custo de perder o controle da rede.

Para os fabricantes, o melhor “como” dependerá dos casos de uso pretendidos. Para a maioria, um ambiente multiacesso - juntamente com uma abordagem híbrida para a rede 5G - pode ser a melhor opção. Existem custos e problemas de controle muito diferentes que devem ser realizados em qualquer implantação.

Custos a considerar

Quando se trata de fazer investimentos em 5G e / ou Wi-Fi 6, pode haver uma pergunta "o que vem primeiro?" dilema. Conforme observado anteriormente, a maioria dos fabricantes opera pisos de fábrica com equipamentos predominantemente cabeados. Extrair e substituir ou retrofit para se tornar sem fio seria um caso difícil de fazer, bem como um desafio para a equipe de OT. No entanto, também pode ser um desafio justificar investimentos em tecnologias avançadas, como 5G, quando pouco ou nenhum equipamento pode fazer uso dessas inovações.

Enquanto prevemos que os fabricantes irão, em última instância, sem fio, acreditamos que cada empresa precisará desenvolver um roteiro de longo prazo para saber como chegará lá. É semelhante à abordagem que adotamos na Cisco. Temos um roteiro em constante evolução para garantir que nossos clientes possam fazer investimentos em rede seguros e prontos para o futuro. O roteiro pode levá-lo de hoje até 5G e além - ajudando a desbloquear um valor maior ao longo do caminho.

Para obter mais detalhes sobre as tendências sem fio e as diferentes fases de adoção de tecnologia, consulte nosso novo white paper, Wi-Fi 6 e Tecnologia LTE / 5G Privada e Modelos de Negócios em IoT Industrial ou leia o Resumo Executivo para saber mais!

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