Os intervenientes do setor industrial estão a acelerar os investimentos em redes 5G privadas para viabilizar casos de utilização de IoT e IA de ponta que sejam seguros, com baixa latência e elevada fiabilidade. Iniciativas de grande visibilidade, como a rede nacional de IoT industrial da Aramco, destacam uma mudança mais ampla: as empresas estão a deixar de depender de redes públicas e a optar por uma conectividade controlada pela própria empresa, com vista a apoiar operações críticas.

Ao mesmo tempo, o panorama da conectividade da IoT continua fragmentado.

A IoT de banda estreita (NB-IoT) e a Long-Term Evolution para máquinas (LTE-M) continuam a dominar as implementações de IoT de baixo consumo energético, nas quais a longa duração da bateria, a cobertura em espaços interiores profundos e a baixa complexidade dos dispositivos são mais importantes do que a largura de banda. Os casos de utilização típicos incluem contadores inteligentes, monitorização ambiental e sensores de infraestruturas de serviços públicos. O 5G, incluindo a Reduced Capability (RedCap), surge para aplicações que exigem maior largura de banda e menor latência (por exemplo, análise de vídeo, automação).

Isto cria uma necessidade evidente de orientação estratégica no que diz respeito à seleção de tecnologias, à arquitetura e à concretização do caso de negócio.

Como o 5G privado e a IoT se complementam

A rede 5G privada funciona como a camada de infraestrutura fundamental que permite uma IoT industrial escalável.

As abordagens de implementação variam consoante o caso de utilização:

• As redes privadas localizadas (por exemplo, portos, aeroportos, fábricas) utilizam normalmente bandas de frequência mais elevadas (por exemplo, 3,5 GHz) e centram-se em aplicações de banda larga e baixa latência
• As redes privadas de área alargada (por exemplo, serviços públicos, petróleo e gás, infraestruturas nacionais) utilizam bandas de frequência mais baixas (por exemplo, 450 MHz) e centram-se na cobertura, na penetração profunda e num grande número de dispositivos IoT de baixa largura de banda

Posicionamento tecnológico:

As diferentes tecnologias de conectividade respondem a diferentes requisitos operacionais. O NB-IoT está otimizado para dispositivos estáticos de baixo consumo energético que requerem uma cobertura abrangente, enquanto o LTE-M suporta casos de utilização orientados para a mobilidade, tais como a localização de ativos e dispositivos vestíveis para os trabalhadores. As capacidades emergentes do 5G RedCap situam-se entre o LTE IoT tradicional e o 5G completo, destinando-se a dispositivos industriais que requerem largura de banda moderada e menor complexidade do dispositivo. É fundamental referir que as tecnologias baseadas em LTE continuarão a ser essenciais, uma vez que, atualmente, nenhuma alternativa 5G verdadeira se equipara ainda ao NB-IoT e ao LTE-M para casos de utilização com consumo de energia ultrabaixo.

Dinâmica do mercado

O investimento do setor em infraestruturas privadas de LTE e 5G continua a acelerar, à medida que as organizações expandem as suas iniciativas de automatização, IoT industrial e computação de ponta. Embora as previsões de mercado variem significativamente entre os diferentes institutos de investigação, a maioria das avaliações do setor aponta para um crescimento sustentado, impulsionado pela modernização da indústria transformadora, pela digitalização dos serviços públicos, pela automatização da logística e pela crescente procura de resiliência na conectividade industrial.

As implementações no mundo real demonstram o valor operacional:

Produção

A indústria transformadora tem-se revelado um dos principais setores privados na adoção da tecnologia 5G, uma vez que as fábricas necessitam cada vez mais de conectividade para a automação, a robótica, a visão computacional e a manutenção preditiva. Várias implementações lideradas por fornecedores como a Ericsson, a Nokia e a Huawei demonstram melhorias operacionais através da redução da complexidade da infraestrutura sem fios, de um melhor suporte à mobilidade e da consolidação de múltiplos casos de utilização industrial numa plataforma de rede comum.

Por exemplo, a «5G Smart Factory» da Ericsson nos EUA[1] utiliza uma rede 5G privada para ligar equipamentos de produção, sistemas de transporte autónomos, sensores e aplicações de fabrico digital numa plataforma sem fios comum. Isto permitiu aos fabricantes monitorizar a produção em tempo real, adaptar mais facilmente a disposição das fábricas e apoiar equipamentos móveis e processos automatizados com uma conectividade mais fiável.

 

Portos e logística

Os operadores portuários e logísticos estão a utilizar redes LTE e 5G privadas para melhorar a visibilidade dos ativos, automatizar as operações e facilitar a coordenação em tempo real em grandes ambientes operacionais. No Porto de Antuérpia-Bruges[2], foi implementada uma infraestrutura sem fios privada para apoiar operações logísticas conectadas, o rastreio de ativos, veículos autónomos e serviços portuários digitais. O impacto tangível resulta da maior visibilidade de contentores, veículos e ativos operacionais, permitindo uma tomada de decisões mais rápida e uma coordenação mais eficiente em ambientes portuários complexos. A conectividade sem fios dedicada também apoia operações remotas e iniciativas de automatização que seriam difíceis de concretizar de forma consistente utilizando apenas soluções de conectividade tradicionais.

Energia, serviços públicos e mineração

As organizações dos setores da energia, dos serviços públicos e da mineração estão a recorrer cada vez mais ao LTE privado e ao 5G privado para apoiar a modernização das redes inteligentes, a monitorização remota, as comunicações de segurança industrial e as operações autónomas em ambientes geograficamente desafiantes, onde a cobertura das redes públicas pode ser limitada ou inconsistente. Estas implementações requerem frequentemente arquiteturas de conectividade híbridas que combinam NB-IoT, LTE-M, infraestruturas sem fios privadas e plataformas de computação de perifeira para suportar ambientes de sensores em grande escala, comunicações críticas e integração de tecnologia operacional em ativos industriais dispersos. A iniciativa da rede privada industrial da Saudi Aramco[3] demonstra a forma como a infraestrutura sem fios privada pode apoiar implementações de IoT em grande escala em instalações e ativos operacionais geograficamente dispersos. O impacto inclui uma melhor visibilidade das operações no terreno, uma conectividade mais fiável para sistemas de monitorização remota, uma menor dependência de inspeções manuais e uma resposta mais rápida a incidentes operacionais.

O Push-to-Talk para Missões Críticas (MCPTT) está também a tornar-se um caso de utilização cada vez mais importante para redes LTE e 5G privadas, particularmente nos setores dos serviços públicos, da mineração, dos portos e do petróleo e gás, onde comunicações fiáveis entre os trabalhadores são fundamentais para a segurança operacional e a coordenação. Nestes cenários, a infraestrutura sem fios privada pode proporcionar maior controlo da cobertura, resiliência e priorização de serviços do que os ambientes tradicionais de redes públicas.

Cuidados de saúde

As organizações do setor da saúde estão a começar a avaliar as redes LTE privadas e 5G privadas, à medida que os hospitais se tornam cada vez mais dependentes de dispositivos médicos conectados, fluxos de trabalho clínicos baseados na mobilidade e dados operacionais em tempo real. A implementação da rede 5G privada[4] da Cleveland Clinic constitui um dos melhores exemplos da adoção do 5G privado no setor da saúde. Construído com uma rede 5G privada, o hospital está a utilizar a plataforma para dar suporte a dispositivos médicos conectados, rastreamento de ativos, serviços digitais aos doentes e aplicações futuras, tais como realidade aumentada, imagiologia avançada e apoio clínico remoto. O impacto alcançado traduz-se numa maior fiabilidade e segurança para os sistemas hospitalares críticos, maior mobilidade para os profissionais de saúde, acesso mais rápido à informação clínica e uma base sólida para operações de cuidados de saúde mais conectadas e orientadas por dados.

Principais desafios

Do ponto de vista da Salience, o principal desafio para as empresas não é a seleção de uma única tecnologia de conectividade, mas sim a conceção de um modelo operacional capaz de integrar múltiplas camadas de conectividade, aplicações industriais e ambientes de borda/nuvem. Existem também desafios específicos de cada domínio:

• Desafios tecnológicos
  • Ecossistema ainda imaturo para o 5G nas bandas baixas
  • Aumento gradual da disponibilidade dos dispositivos (especialmente o RedCap)
  • Integração entre as camadas LTE, NB-IoT e 5G
  • Desafios relacionados com a eficiência das aplicações na Internet das Coisas (IoT) (consumo da bateria, otimização dos recursos de rádio)
• Desafios empresariais
  • Compromissos entre redes privadas totalmente autónomas, soluções integradas em operadores de redes móveis (por exemplo, segmentação de rede, núcleo partilhado) e modelos híbridos
  • Acesso ao espectro e restrições regulamentares
  • Fragmentação dos fornecedores (operadoras de telecomunicações, hiperescaladores, fabricantes de equipamento original)
• Desafios do modelo operacional
  • Modelos de propriedade (empresa vs. operador vs. híbrido)
  • Integração com ambientes de TI/OT e de perifeiria/nuvem
  • Provisionamento de dispositivos e gestão do ciclo de vida (por exemplo, eSIM para a IoT, GSMA SGP.32)

 

Para onde se dirige o mercado

Na nossa opinião, as estratégias de conectividade industrial estão a afastar-se cada vez mais das decisões isoladas sobre redes, orientando-se para um planeamento mais abrangente da arquitetura operacional. Espera-se que as empresas combinem redes privadas LTE/5G, redes públicas, Wi-Fi e plataformas de computação de ponta, consoante os requisitos de cobertura, mobilidade, desempenho e custos. É provável que o LTE-M e o NB-IoT continuem a ser importantes para implementações de IoT de baixo consumo energético, enquanto se prevê que o 5G RedCap se expanda para casos de utilização industrial mais avançados.

Prevemos também que setores como os serviços públicos, a indústria transformadora, a logística e a mineração adotem modelos de conectividade mais personalizados, alinhados com os requisitos operacionais e regulamentares. Ao mesmo tempo, as operadoras de telecomunicações e os hiperescaladores estão, cada vez mais, a ir além da conectividade, rumo a modelos de serviços integrados que combinam infraestrutura de rede, nuvem, computação de ponta e capacidades de plataformas industriais.

A adoção de redes 5G privadas e da IoT não é uma decisão puramente tecnológica, mas sim um desafio de transformação estratégica. A Salience pode atuar como consultora independente de fornecedores, fazendo a ponte entre as telecomunicações, a IoT e as operações industriais, apoiando os clientes desde a estratégia inicial até à implementação em grande escala.

As principais áreas de consultoria oferecidas pela Salience são: Estratégia e viabilidade do projeto; Tecnologia e arquitetura; e Implementação e modelo operacional

 

Autor

Vasko Najkov

Consultor Principal