5G, la última generación en comunicaciones móviles digitales, está en manos de todos: la expansión de la red está progresando y los primeros dispositivos están disponibles.
Todos los estándares de radio globales anteriores, desde las primeras redes móviles en la década de 1980 hasta las redes LTE actuales, siempre se han centrado en las personas. Con la primera generación de comunicaciones móviles, los teléfonos móviles llegaron al mercado y realizaron la telefonía móvil. Las redes móviles de segunda generación permitieron servicios como mensajes de texto y mensajes simples con imágenes y dieron lugar a GSM, el primer estándar mundial de comunicaciones móviles. Con la introducción de las redes móviles de 3ª generación (UMTS), grandes cantidades de datos pudieron transferirse a velocidades previamente inimaginables por primera vez: el contenido multimedia y los sitios web reales también prevalecieron en los teléfonos.
Con LTE, los datos podían transferirse a velocidades extremadamente altas y los paquetes de datos se volvieron asequibles. Esto llevó a un cambio flagrante en el comportamiento de los usuarios: servicios de streaming como Spotify y YouTube, entre otros, pudieron establecerse en dispositivos móviles y allanaron el camino para aplicaciones basadas en video como Snapchat, Instagram o TikTok. Hasta ahora, sin embargo, los saltos generacionales no han tenido un impacto grave en el entorno industrial.
Los profesionales de OROC, una compañía de telefonía móvil en proceso de expansión que en breve ofrecerá 5G a sus clientes, nos indican cómo está funcionando la 5ª generación de comunicaciones móviles a nivel comunicativo e industrial.
Mejora de la calidad funcional
El paso de LTE a 5G ha sido más o menos comparable a la introducción simultánea de televisión HD y televisores de pantalla plana para aplicaciones de Industria 4.0, movilidad inteligente y muchas otras verticales. Una amplia variedad de nuevas aplicaciones en el entorno industrial puede ser posible gracias a las altas velocidades, las bajas latencias y la alta densidad del dispositivo.
Probablemente la característica más conocida y más publicitada es la alta velocidad. Idealmente, 5G puede transferir un DVD completo en 4 segundos. Mucho más cercano a la industria, pero no tan llamativo, es la baja latencia teóricamente de hasta 1ms. Esto es particularmente relevante para el tiempo de reacción de robots o vehículos. Además, se pueden conectar hasta 5 veces más dispositivos por km² con 100G que con 4G. Cada máquina y cada rueda de ajuste importante en una máquina se puede suministrar con una conexión de radio segura y disponible: Smart Dust se convierte en una realidad.
Además de estas características, hay muchas funciones nuevas que se necesitan especialmente en el sector profesional (edge computing, localización, etc.).
Valor añadido a través del 5G
El 5G ofrece potenciales y reservas para implementar los casos de uso más exigentes en Industria 4.0, pero también Smart City y Movility, mientras que las tecnologías de radio existentes ya están llegando a sus límites en sus áreas de aplicación actuales. Interdependencias debidas a solapamientos de frecuencias (WiFi), latencias demasiado altas, desconexiones del vehículo autónomo entre los puntos de acceso o simplemente un número demasiado pequeño de dispositivos IoT son algunos de los problemas que se producen hoy en día.
La alta flexibilidad inherente a la naturaleza basada en software del estándar inalámbrico y la adaptabilidad de 5G, significan que 5G se puede adaptar a casos de uso individuales y luego incluso puede transmitirlos independientemente desde una estación base.
Además de su flexibilidad y potencial, 5G ofrece un enorme potencial de ahorro de costos, ya que es una red multipropósito y puede reemplazar las tecnologías de red utilizadas anteriormente (por ejemplo, WLAN o Bluetooth) en bandas con licencia y sin licencia. A través de la segmentación de la red, 5G puede transferir cantidades extremadamente altas de datos en una red y, por lo tanto, suministrar la red de la oficina, por ejemplo, mientras que otra porción suministra a la producción una red casi en tiempo real en paralelo y por separado. Sin embargo, una red de radio privada también puede aprovechar el posible potencial de ahorro de costos, al tiempo que aumenta la eficiencia y la eficacia de la red.
Aspectos técnicos
En particular, la disponibilidad y confiabilidad extremadamente altas del 99.999% se pueden enfatizar en el entorno industrial. La producción contínua con sistemas móviles requiere un plan flexible, que solo se puede lograr con tecnología de radio confiable, ya que no se pueden conectar cables. Sin embargo, la fiabilidad y la baja latencia son necesarias en casos de uso como vehículos pesados operados a distancia, interacciones hombre-máquina en producción, pero también en operaciones remotas.
Con la ayuda de la itinerancia ininterrumpida entre las celdas de radio, 5G permite conexiones de red sin interrupciones y satisface las altas demandas de la industria. Atrás quedaron los días en que un sistema de vehículo guiado automatizado perdía la conectividad de red entre dos puntos de acceso Wi-Fi.
Los dispositivos se pueden colocar en la red inalámbrica 5G con una precisión de hasta 10 cm, incluso en interiores y completamente sin GPS. Esto es útil, por ejemplo, para el seguimiento y localización en intralogística e interlogística o en el entorno de movilidad.
Una parte integral de 5G y un elemento clave es la computación de borde. Las señales se pueden procesar directamente en las proximidades de las estaciones base y no tienen que enrutarse a través de la red central para su procesamiento.
Además, la comunicación dispositivo a dispositivo permite que los dispositivos 5G se comuniquen entre sí y transmitan señales sin utilizar la red central. Por ejemplo, la información importante basada en la ubicación se puede intercambiar rápidamente entre diferentes participantes.
Por último, pero no menos importante, una red con segmentación 5G se puede dividir en diferentes capas independientes: mientras que una capa ofrece bajas latencias y disponibilidad garantizada, otra capa puede transferir grandes cantidades de datos. Por ejemplo, las compañías de telecomunicaciones pueden proporcionar turnos privados para las empresas, o los aeropuertos pueden separar las comunicaciones de tiempo crítico del resto de las comunicaciones.
Además de la segmentación de la red, 5G también admite redes privadas. Se pueden solicitar frecuencias 5G en el rango de 3.7 a 3.8 GHz. En esta red de radio propia, se puede planificar, configurar y operar una infraestructura de radio separada e individual, que corresponde completamente a las propias necesidades. Debido a la separación de frecuencia y SIM, estas redes tienen un mayor nivel de seguridad y las redes pueden alinearse con precisión con los requisitos y, por lo tanto, pueden corresponder exactamente a la calidad de servicio deseada que se requiere.
Redes privadas
Básicamente, 5G admite una gama increíblemente amplia de redes privadas, que van desde redes de radio autooperadas en su propio espectro y redes centrales, hasta redes híbridas y segmentos privados en la red de un proveedor de telecomunicaciones, hasta centros de datos de borde privado en una red pública.
Los diferentes tipos de redes privadas difieren mucho en términos de diseño del servicio, complejidad de la infraestructura, configuración y costos operativos. En una red completamente privada, por ejemplo, la red central en sí misma puede/debe diseñarse y operarse, los componentes individuales de la red seleccionados y combinados entre sí, y optimizados para el caso de uso específico.
En comparación con una red Wi-Fi, una red 5G es muchas veces más costosa, tanto en términos de configuración como de operación. Al configurar la red, se debe tener cuidado para garantizar que las antenas y estaciones base se distribuyan lo mejor posible en el área u objeto a iluminar, no se irradien a la propiedad vecina y deben actualizarse constantemente, ya que 5G opera en un rango de frecuencia con licencia.
Sin embargo, 5G puede ser significativamente más rentable que Wi-Fi en áreas críticas. Un ejemplo de esto es un sistema de transporte sin conductor que se mueve a través de varias naves de fábrica. Si bien esto solo se puede lograr con WLAN con el uso de docenas de puntos de acceso y algunas interrupciones de señal, es trivial de implementar debido a la funcionalidad de roaming de 5G, mientras que en paralelo se puede controlar la calidad de servicio del AGV y los otros dispositivos conectados.
La pregunta de si una empresa debe solicitar u operar una red privada 5G no se puede responder de manera general, sino que depende de las condiciones de la empresa y los casos de uso. Una red 5G privada también puede ser de interés para empresas medianas con amplios motivos para la logística de la planta, o para proporcionar Internet rápido en todas las instalaciones de la fábrica para casos de uso de realidad mixta, por ejemplo.
Nativo 5G y optimizado para 5G
El enfoque de la 5ª generación de comunicaciones móviles está en la conexión en red de máquinas y la comunicación de dispositivos entre sí. Por supuesto, esto también fue posible con los estándares de radio móviles anteriores, como 3G y 4G, y se realizó, por ejemplo, mediante IoT de banda estrecha. Por lo tanto, los casos de uso de 5G se pueden dividir en casos de uso nativos de 5G y casos de uso optimizados para 5G.
Los casos de uso nativos de 5G se refieren a posibles aplicaciones que solo son posibles mediante el uso de 5G, como la operación remota de equipos de minería o las teleoperaciones.
Los casos de uso optimizados para 5G son casos de uso que tienen un alto potencial de optimización debido a la baja latencia de transmisión de extremo a extremo, alta disponibilidad o capacidades de localización.
