A indústria 4.0 requer IoT massiva e conectividade perfeita

Para permitir os benefícios dos aplicativos e serviços da Indústria 4.0, é necessária uma implantação massiva de sensores, gateways e sistemas de computação em nuvem, com conectividade perfeita.

Algumas pessoas pensam que a Internet das Coisas (IoT) sempre requer conectividade sem fio. Esse equívoco deriva do uso maciço de dispositivos móveis, wearables e outros dispositivos conectados que não estão fisicamente conectados a uma rede com fio.

A realidade é que a maior parte da internet industrial é alcançada por redes com fio, e a Ethernet ainda é a espinha dorsal da conectividade na maioria das fábricas em todo o mundo.

Quando a conectividade sem fio é necessária, novas tecnologias, como Low-Power Wide Area Networks (LPWANs), como Sigfox, LoRaWan e NB-IoT, ajudam a gerenciar milhões de dispositivos IoT em instalações locais e remotas.

Conectividade industrial com fio e M2M existem há décadas

Muitas indústrias se beneficiaram de alguma forma de conectividade de dados com fio desde a década de 1980, principalmente usando controladores lógicos programáveis ​​(PLC) trabalhando em 24v, que é considerado o padrão de tensão global e a linguagem digital para aplicações industriais.

Em 1990, a segunda geração de redes celulares (2G) e os cartões SIM introduziram o wireless para serviços de conectividade industrial, a comunicação celular máquina a máquina (M2M).

O M2M permitiu que as indústrias acessassem e controlassem máquinas remotamente, implantassem centenas de dispositivos conectados e coletassem informações em qualquer lugar onde uma rede celular estivesse disponível. Em retrospecto, M2M é a estrutura do que hoje chamamos de IoT. A maior parte da conectividade M2M restante funciona no padrão 2G GPRS, exigindo cobertura 2G EDGE e cartões SIM.

A fábrica inteligente de hoje usa uma mistura de tecnologias com e sem fio, trabalhando juntas por meio de redes sensíveis ao tempo (TSN).

TSN é um conjunto de padrões especificados pelo IEEE 802.1 para permitir que redes Ethernet forneçam garantias de QoS para tráfego e aplicativos sensíveis ao tempo e de missão crítica. O TSN é uma caixa de ferramentas que inclui quatro categorias de ferramentas:gerenciamento de recursos, modelagem de tráfego, confiabilidade e sincronização de tempo.



Em essência, uma rede de comunicação industrial baseada em TSN é um sistema convergente que permite uma combinação de vários tipos de tráfego. Os requisitos de serviço variam do tráfego de melhor esforço ao tráfego crítico em tempo real. O TSN fornece a convergência de muitos serviços diferentes executados em uma rede compartilhada, ao mesmo tempo em que possui ferramentas para priorizar serviços de tempo crítico.

Para a maioria das conexões, as redes LPWAN são a melhor opção

Com a chegada das redes Long-Term Evolution (LTE) ou 4G, uma nova gama de serviços e possibilidades ficou disponível para indústrias e consumidores. O LTE permite vários tipos de conectividade, incluindo transmissão rápida de dados, baixa latência, Voz sobre IP (VoIP) e redes de longa distância de baixa potência (LPWAN).

As versões industriais mais comuns das redes 4G são baseadas em LTE-M, que se tornou o novo M2M, e Narrowband-IoT (NB-IoT). Ambos os serviços são projetados para IoT massiva, permitindo a conectividade de milhões de dispositivos conectados de baixa potência.

Além disso, outras redes LPWAN que não dependem de conectividade celular estão amplamente disponíveis, incluindo LoRaWAN, Sigfox e Wi-Fi HaLow (IEEE 802.11ah).

A maioria das conexões industriais não precisa de 5G, que ainda está nos estágios iniciais de implantação

Houve muito burburinho sobre o 5G e suas promessas de velocidades incríveis e latência ultrabaixa para conectividade crítica nos últimos dois anos.



Foto cortesia da Ericsson.

A realidade é que mais de 99% das conexões IoT industriais e profissionais não precisam desses recursos exclusivos. Se o serviço de celular for desejado, 4G, LTE-M e NB-IoT podem fornecer a largura de banda e a conectividade massiva de IoT necessárias para os aplicativos de hoje e de amanhã.

Além disso, as especificações completas do 5G para habilitar alguns de seus recursos mais críticos ainda estão sendo definidas pelo 3GPP e outros órgãos reguladores. Levaria mais alguns anos para que as redes 5G estivessem prontas para fornecer os serviços que alguns aplicativos críticos de IoT exigem.

“O 5G é realmente necessário quando você precisa de alguns recursos especiais. Estamos falando de maior valor, menor latência, muito mais conexões ou pontos de conexão, onde você realmente tem problemas com o congestionamento do LTE. Portanto, toda a noção de que o 5G é necessário para a IoT celular de área ampla não é realmente verdadeira.” diz Marie Hogan, chefe de IoT e Banda Larga da Ericsson.