Vídeo explicativo da tecnologia 5G
A tecnologia 5G explicada de modo simples YouTube

O que se entende por 5G industrial?

5G é um padrão de rede móvel que, dependendo da demanda, promete uma enorme largura de banda na gama de Gigabit, capacidade de tempo real ou números elevados de participantes com confiabilidade e segurança extremamente elevadas.

Ao contrário das gerações anteriores de telefonia móvel como, p. ex., 3G e 4G, o 5G cumpre pela primeira vez também demandas industriais que permitem garantir uma comunicação sem fio inteligente entre máquinas e aplicações. Com o 5G industrial também é possível realizar, p. ex., redes privadas, de forma a poder cumprir todos os pré-requisitos para uma integração de rede flexível e orientada para o futuro em aplicações móveis ou altamente flexíveis.

Até na área da Indústria 4.0 o 5G industrial encontra sua atribuição. Graças ao seu elevado nível de flexibilidade, versatilidade, utilidade e eficiência, o 5G torna possível a Indústria 4.0, fábricas inteligentes e a Industrial Internet of Things (IIoT).

Triângulo com características do 5G industrial e atribuição de áreas de aplicação individuais dentro do triângulo

Dependendo da aplicação, podem ser utilizadas as diferentes características do 5G industrial

Características e propriedades da tecnologia 5G

O 5G industrial oferece ao usuário uma multiplicidade de serviços, comparando com os padrões de rede móvel anteriores. Para além de características como os tempos de latência reduzidos (Ultra-Reliable Low-Latency Communication, URLLC), densidades de conexão elevadas (Massive machine type communication, mMTC) e largura de banda elevada (enhanced Mobile Broadband, eMBB), esta tecnologia oferece também características como uma conectividade IIoT e uma flexibilidade elevadas.

Contudo, o 5G industrial não oferece todos os superlativos de uma só vez, mas sim permite a atribuição específica dessas características às respectivas áreas de aplicação, bem como uma atribuição de recursos individuais em uma rede 5G privada. Dessa forma, oferece um triângulo de funções que podem ser utilizadas dependendo da possibilidade de utilização.

Isso significa: onde até agora eram utilizadas muitas tecnologias de rádio diferentes (p. ex. WLAN, WirelessHART, GSM, LTE, etc.) ou também meios com fio devido às diversas demandas, de futuro pode ser utilizada uma rede 5G contínua e privada, adaptada à respectiva aplicação.

Redes privadas – a oportunidade para a indústria

Para a indústria existe a particularidade essencial da tecnologia 5G de construir redes privadas e, dessa forma, poder controlar automaticamente as características e confiabilidade da rede 5G. Uma rede privada deve ser vista de forma distinta de uma rede pública. Por isso, são também chamadas de redes não-públicas (non-public networks NPN) ou redes locais.

Para iluminar, p. ex., um pavilhão de fábrica ou um terreno privado, em uma rede 5G privada são conectadas várias antenas a uma estação de base 5G. Dessa forma, existe uma infraestrutura de comunicação completamente independente. Os equipamentos sem fio afetados se interligam com a rede sem fio autoestabelecida, em vez de com a rede de telefonia móvel pública.

A interligação sem fio na automação industrial por meio de uma rede 5G industrial privada

Interligação sem fio dentro da automação industrial

As vantagens de uma rede privada consistem no fato de as empresas conseguirem seguir, guardar, controlar e configurar de forma flexível o tráfego de dados conforme desejado. Oferece dessa forma uma vantagem decisiva face às soluções sem fio convencionais, que utilizam bandas de frequência sem licença segundo o princípio Best-Effort (melhor esforço) e, em caso de ocupação forte do espetro de frequência, assumem perdas de potência.

Para além desta variante da rede 5G privada isolada, existem também formas mistas em que a rede privada e a rede pública partilham recursos comuns como, p. ex., a estação de base ou as tarefas de controle da rede. Também é possível uma integração completa da estação de base privada na rede pública. Neste caso, para permitir uma Quality of Service, são realizados "recursos de rede privados virtuais", p. ex., através de fatiamento de rede ou APN.

Áreas de aplicação do 5G industrial

Por princípio, existe uma infinidade de aplicações possíveis para o 5G industrial. Graças à elevada escalabilidade e capacidade de adaptação do sistema podem ser integradas as mais diversas aplicações com as mais diversas demandas:

Visão geral das diferentes áreas de aplicação do 5G: infraestrutura, energia, automação de processos e automação industrial
Automação industrial
Serviço remoto, transportador elétrico suspenso, controle e monitoramento de sistemas autônomos, conectividade para equipamentos finais móveis, conectividade padronizada para sensores, ligação de máquinas e instalações em redes de nível superior
Automação de processos
Manutenção preventiva, acompanhamento de objetos, monitoramento do estado da instalação, monitoramento de produtos, realidade aumentada, gerenciamento da capacidade da instalação, serviço remoto, alarmes de incêndio e gás
Infraestrutura
Monitoramento em redes hídricas/águas residuais, monitoramento e controle em redes de transportes distribuídas, sinalização de tráfego, monitoramento por vídeo (segurança pública)
Energia
Monitoramento e circuito em redes de energia distribuídas
Logotipo da 5G Alliance for Connected Industries and Automation

A 5G-ACIA defende os interesses da indústria no desenvolvimento do 5G

Nosso empenho na área 5G industrial

A Phoenix Contact desenvolveu juntamente com as empresas Quectel e Ericsson o primeiro roteador 5G industrial para aplicações industriais locais em uma rede 5G privada. Com a ajuda desse roteador 5G, as aplicações industriais como máquinas, controladores e outros aparelhos podem ser ligadas a uma rede 5G privada, permitindo a coordenação ao nível da utilização de recursos, prioridades e comportamentos.

Para além disso, a Phoenix Contact é cofundadora, membro ativo e membro do conselho da 5G-ACIA (5G Alliance for Connected Industries and Automation). Esta aliança luta pelos interesses da indústria na normalização e
regulação do 5G. Para além disso, a 5G-ACIA tem o objetivo de discutir e avaliar aspetos técnicos, regulamentares e comerciais relacionados com o 5G industrial.

Assim o 5G avança na indústria

Apesar de há muito tempo se falar de 5G e de entretanto as frequências terem sido aumentadas na maioria dos países, o tema do 5G na indústria ainda tem muito a ser explorado. Uma vez que o 5G não é uma tecnologia definida de uma só vez e que depois é colocada no mercado. Na verdade, é introduzida no mercado em vários passos ou fases, que envolvem diferentes funções.

A primeira fase começou no final do ano 2018 com o Release 15, que disponibilizou uma largura de banda elevada. O segundo passo foi dado através do Release 16 em julho de 2020 com a função de densidades de conexão elevadas. Por último, se espera a realização da terceira fase em dezembro de 2021. Através da Release 17 no futuro são asseguradas características como uma elevada confiabilidade e um tempo de latência reduzido.

Para fornecer soluções 5G universais e integrar os padrões mais recentes em nossos equipamentos o mais rapidamente possível, a Phoenix Contact coopera com fornecedores de infraestruturas 5G. Desse modo, você está sempre atualizado.

Outras novas tecnologias de comunicação Comunicação universal até o campo

De momento, em muitos organismos e projetos de padronização estão sendo criados padrões de comunicação como OPC UA, TSN, SPE e 5G. No entanto, estas novas tecnologias não devem ser vistas independentemente umas das outras, formando juntas a comunicação do futuro.
Como líder tecnológico com mais de 30 anos de experiência no setor da tecnologia industrial de comunicação, a Phoenix Contact está envolvida em todos os organismos de padronização mais importantes. Aí ajudamos a criar para você o novo padrão de comunicação independente do fabricante para a automatização.

Saiba mais nas nossas páginas sobre os novos padrões.