Os primeiros utilizadores do setor académico, industrial e militar escolheram o 5G privado pela sua largura de banda, características de propagação e fiabilidade.
Por Jeff Vance
O entusiasmo em torno do 5G vai desde o futurismo à maneira dos Jetsons até às teorias da conspiração mais profundas. Do lado do consumidor, o 5G ainda está a ser menos do que o esperado, principalmente porque a tecnologia é tão nova, os aparelhos tão poucos e a infraestrutura ainda é maioritariamente 4G LTE ou anterior, pelo que os programadores ainda estão a descobrir como tirar partido das suas capacidades.
No entanto, nas empresas, o futuro do 5G já está a começar a tomar forma fora do escritório, nas fábricas e nos campos.
Embora os carros sem condutor possam estar ainda muito longe, os projetos-piloto 5G empresariais reais vão desde empilhadores autónomos a colhedores de morangos guiados por laser, permitindo o controlo remoto de plataformas petrolíferas offshore durante tufões. As empresas também estão a estudar formas de combinar 5G, robótica e IA para colmatar lacunas na contratação, com dispositivos como ceifeiras automatizadas, robôs empregados de mesa e drones autónomos que substituem os trabalhadores humanos.
Cal Poly implementa 5G para estimular inovação
Para ajudar a desbloquear a promessa inovadora do 5G, a California Polytechnic State University (Cal Poly) está a trabalhar com a AWS e a Federated Wireless para instalar uma rede 5G privada em todo o campus, que irá melhorar a conectividade em todo o campus de San Luis Obispo, Califórnia, ao mesmo tempo que sustenta o novo Digital Transformation Hub (DxHub) da universidade.
“A Cal Poly é um ambiente carregado de dados onde, para desbloquear o verdadeiro valor desses dados, estes devem mover-se constantemente para onde são necessários”, disse Bill Britton, vice-presidente de serviços de TI e CIO da Cal Poly. Infelizmente, as redes Wi-Fi da universidade estavam em esforço com o peso desses dados. Antes de investigar as opções 5G, a equipa de TI da Cal Poly auditou as suas redes para ver como, onde e porque é que os dados sobrecarregavam as redes existentes. A utilização foi rastreada até ao nível dos componentes e descobriram coisas como uma única Xbox que descarregava cerca de 2 terabytes de dados, uma vez que a consola de um único estudante servia de centro de jogos para mais de 1500 outras pessoas em todo o mundo, consumindo toda a largura de banda da Cal Poly.
“O que acontece se uma Xbox estiver a consumir essa largura de banda durante as inscrições ou os exames finais? perguntou Britton. “Existe o mito de que se pode simplesmente adicionar mais largura de banda, mas com o Wi-Fi, a própria infraestrutura será sempre o principal fator limitador”, afirmou. Sem os dispendiosos add-ons de gestão de tráfego, o Wi-Fi antigo tem graves limitações, incluindo problemas com hand-offs, interferências e capacidades insuficientes de roaming.
Com o lançamento da rede 5G da Cal Poly, a universidade pode aproveitar as vantagens baseadas na nuvem do SaaS e o uso do 5G da largura de banda do Citizen’s Broadband Radio (CBRS) de espectro compartilhado. “Estamos a impulsionar a inovação para edifícios inteligentes e agricultura inteligente, introduzindo novos dispositivos e aplicações, e agora temos uma forma mais fiável de obter dados do ponto A ao ponto B. A Federated Wireless e a AWS estão a dar-nos a espinha dorsal 5G para tornar o campus digital uma realidade”, disse Britton.
Professores e alunos de várias disciplinas estão a trabalhar em projetos que incluem estufas inteligentes, agricultura autónoma e um piloto de gestão de construção para criar um gémeo digital do campus.
As capacidades multi-tenancy da rede 5G permitem à Cal Poly dividir os recursos para diferentes requisitos e grupos de utilizadores. Isto significa que os recursos 5G privados podem ser dimensionados para acomodar quaisquer projetos que os alunos e professores desenvolvam, mas também podem aplicar políticas automaticamente, para que, por exemplo, uma consola de jogos não retire largura de banda às salas de aula.
Del Conca USA apoia a automação de fábrica com 5G
Um exemplo é a Del Conca USA, uma subsidiária do Del Conca Group, um fabricante global de azulejos com sede em Itália. Opera uma fábrica em Loudon, Tennessee, que depende de uma variedade de sistemas automatizados e dispositivos IoT. “Como operamos num ambiente de fabrico grande e desafiante, a mobilidade e a conectividade sem fios fiáveis são vitais para o nosso sucesso operacional”, afirmou Luca Chichiarelli, Director de Operações de TI da Del Conca USA.
A Del Conca opera dezenas de veículos guiados automaticamente (AGV) que trabalham em conjunto com empilhadores operados por humanos, ambos comunicando sem fios com os sistemas de controladores lógicos programáveis (PLC) que os ajudam a mover paletes de azulejos italianos pelas instalações. Os trabalhadores também utilizam tablets portáteis para se ligarem ao sistema de gestão do armazém e, na linha de produção, o pessoal da fábrica utiliza a rede sem fios para comunicar problemas com o equipamento, questões de controlo de qualidade e outros desafios relacionados com a produção.
Quando a interferência, o congestionamento ou a obstrução do sinal interrompem as ligações da IoT à rede, o processo de produção da Del Conca para. Os dispositivos na sua rede Wi-Fi também eram frequentemente prejudicados pela fraca intensidade do sinal (frequentemente abaixo de -80dBm), que não era suficientemente forte para os AGV e empilhadores manterem ou estabelecerem ligações fiáveis aos PLC. Como o sistema Wi-Fi antigo da Del Conca falhava continuamente, os tempos de carregamento dos camiões tornavam-se mais longos, os erros de carregamento eram mais frequentes, os operadores perdiam tempo à procura de mercadorias e a fábrica sofria atrasos na produção.
“O nosso sistema Wi-Fi antigo era simplesmente instável e não conseguia proporcionar a fiabilidade e o tempo de funcionamento necessários para suportar os processos de produção críticos que são fundamentais para o nosso negócio”, acrescentou Chichiarelli.
Para resolver esse problema, a Del Conca USA começou a investigar opções de 5G privadas. Depois de avaliar vários serviços privados sem fios e de operadoras públicas, a equipa de TI da Del Conca selecionou o sistema privado sem fios da Celona, que oferece uma gama de opções de cobertura, incluindo 4G LTE e 5G.
Uma vantagem de uma rede 5G privada em relação ao Wi-Fi é que as redes celulares usam uma banda de frequência mais ampla e têm um mecanismo de processamento de sinal mais eficiente, reduzindo os problemas de cobertura e mobilidade. Na rede da Celona, mesmo quando o sinal é tão baixo quanto -110 dBm, os AVG e as empilhadeiras podem manter conexões e transmitir dados de forma confiável.
Os trabalhadores da linha de produção da Del Conca podem agora utilizar dispositivos portáteis com suporte nativo de CBRS através da infraestrutura sem fios privada da Celona para confirmar o rendimento da produção, comunicar métricas de progresso e acompanhar os detalhes da produção. Os funcionários da Del Conca também podem aceder a streaming de vídeo para monitorizar remotamente atividades críticas de produção.
Estação Aérea Naval de Whidbey Island escolhe 5G privado
Redes sem fio confiáveis não são apenas uma infraestrutura crítica para a agricultura e a indústria, mas também para a segurança nacional, como a defesa da Ucrânia contra a Rússia vem provando quase diariamente desde o início da invasão.
As forças armadas dos EUA há muito que se orgulham de serem tecnologicamente superiores aos seus rivais globais, mas, como demonstraram várias invasões de alto nível e fugas de dados, a postura de cibersegurança das forças armadas tem de evoluir para combater as ameaças modernas.
O Departamento de Defesa concedeu recentemente um contrato de 18 milhões de dólares à Hughes Network Systems, DISH Networks e outros fornecedores para construir uma rede 5G privada na Naval Air Station Whidbey Island, no estado de Washington. A Hughes é o contratante principal para a implantação e contará com o espectro da DISH Wireless, que fornece uma combinação de espectro de banda baixa, média e alta (mmWave).
Esta implantação, lançada oficialmente em março, faz parte da experimentação 5G do DoD em curso e incluirá tecnologia de outros fornecedores sem fios, incluindo a Cisco, a Intel, a Dell, a Boingo Wireless e a JMA Wireless.
O programa foi concebido para aumentar a prontidão das aeronaves através do processamento de grandes quantidades de dados a alta velocidade. O 5G melhorará a coordenação da comunicação em tempo real em toda a linha de voo, o que reduzirá o tempo de manutenção e diminuirá o tempo de preparação necessário entre as missões. A rede 5G também apoiará as operações e a gestão do tráfego aéreo.
5G expande o edge da empresa
Na Cal Poly, Del Conca USA e Naval Air Station Whidbey, o 5G privado está a ajudar as organizações a digitalizar os limites externos das suas organizações. O 5G oferece as vantagens de mobilidade, roaming e cobertura móvel, juntamente com muitos dos recursos avançados de segurança e gestão de WAN que o SD-WAN e o SASE fornecem, como criptografia de ponta a ponta, roteamento inteligente e aplicação automática de QoS.
Cada implantação ainda está na fase piloto ou inicial, portanto, certamente haverá obstáculos a serem superados antes que o 5G possa ser considerado uma opção de WAN convencional. Mas, por enquanto, as empresas que precisam de mais conectividade, inteligência e segurança edge podem considerar o 5G privado como uma tecnologia viável e em constante melhoria.