Anatel acompanha testes de conectividade em rede 5G

A Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI) e a WEG/V2COM firmam nova parceria para dar continuidade à execução de testes práticos de conectividade em rede 5G, desta vez, com base no Release-16 do 3GPP, que permitirá um nível mais disruptivo e adequado ao uso das redes para serviços de IoT (Internet das Coisas).

Os testes em ambiente real já começam em dezembro e também serão conduzidos pelo projeto Open Lab 5G WEG-V2COM, estabelecido por meio de um acordo de cooperação técnica firmado entre a ABDI e a empresa WEG-V2COM. A execução é acompanhada pela Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel), que, desde 2020, tem com a ABDI Acordo de Cooperação Técnica para permitir a realização de experimentos de redes privativas de 5G em três ambientes: indústria, agricultura e cidades inteligentes.

A primeira fase dos testes em ambiente industrial foi iniciada em novembro de 2020. O foco dos experimentos teve como base o Release-15 do 3GPP. O relatório executivo da WEG/V2COM foi entregue à ABDI e à Anatel. O principal objetivo era testar a conectividade de diversos dispositivos IoT à rede 5G em um ambiente real de produção na fábrica da WEG Drives & Controls, localizada em Jaraguá do Sul (SC), para avaliar a viabilidade de conexão nessa nova tecnologia e identificar os benefícios que podiam ser obtidos com a transição para o 5G.

Os testes práticos indicaram que a quinta geração móvel oferece, para aplicações industriais, desempenho superior ao Wi-Fi atualmente utilizado, com maior confiabilidade, cobertura de rede e capacidade de maior densificação da malha de conexões. O relatório concluiu que a tecnologia está madura para adoção imediata em plantas fabris.

Quanto à viabilidade econômica da tecnologia, os experimentos revelaram que a relação custo/benefício melhora com a quantidade de pontos conectados na indústria. De maneira geral, a expectativa de massificação da adoção do 5G industrial se dará em um prazo de três anos.

Os experimentos também mostraram que o 5G vai permitir casos de uso baseados principalmente em transmissão massiva e estável de pacotes de dados, como realidade imersiva, realidade aumentada e computação distribuída. As capacidades técnicas da nova rede móvel permitem a instalação de casos de uso inovadores, não possíveis em redes de Wi-fi industriais, como robôs de inspeção e câmeras inteligentes.

“O 5G e as redes privativas são as peças que faltavam para o avanço da indústria 4.0. Os testes realizados pela WEG/V2COM comprovam isso e apontam um caminho para a adoção das tecnologias. Esperamos que esse conhecimento adquirido seja útil para todo o setor produtivo”, afirmou o presidente da ABDI, Igor Calvet.

“Os testes demonstraram o potencial que a tecnologia 5G possui para elevar a produtividade e a competitividade da indústria brasileira. A quinta geração do serviço móvel tem, de fato, um impacto disruptivo nas cadeias de produção de bens e serviços”, avalia o presidente da Anatel, Carlos Baigorri.

Os testes práticos contaram com a participação dos parceiros Qualcomm no suporte técnico para a execução do projeto, das empresas Claro, Nokia e Ericsson. E foram implementados a partir de duas redes privativas, sendo uma mista (integrada), em parceria com a operadora Claro, usando infraestrutura Ericsson. E outra, independente, em parceria com a Nokia. 

A execução do projeto é acompanhada pela Anatel, uma vez que os dados gerados subsidiaram decisões da Agência em relação à tecnologia 5G, de acordo com os limites técnicos especificados na Consulta Pública 30/21, bem como na Consulta Pública 11/22, que trata dos requisitos técnicos e operacionais para uso em bandas de ondas milimétricas.

Os testes verificaram três grupos de casos de uso: Internet das Coisas (IoT) industrial, robótica e dispositivos inteligentes, a partir de três indicadores, que são o Throughput (velocidade de transmissão de dados), a densificação de malha de conexões (comparando 5G e Wi-Fi) e a confiabilidade de conectividade 5G em ambiente indoor.

Resultados

Segundo Guilherme Spina, Diretor da V2COM, os testes indicaram três ganhos práticos ao colocar o 5G em um ambiente real da indústria.

“Do ponto de vista técnico, conseguimos validar os parâmetros de limites físicos definidos pela Anatel, suportando a regulamentação das faixas de frequência dedicadas ao 5G. Na perspectiva mercadológica, avaliamos o grau de maturidade da oferta de soluções neste momento, seja na camada de infraestrutura, seja na camada de aplicações. E, por fim, sob o ângulo econômico, encontramos o caminho de viabilidade para a adoção do 5G na indústria, entendendo os detalhes de custos e benefícios dessa tecnologia frente às alternativas no caso específico da WEG e extrapolando o provável cenário geral”.

No caso de uso de IoT industrial, foi conectado o Coletor de Dados da empacotadora no setor de montagem. O 5G proporcionou melhora na verificação dos dados, sem atrasos, maior precisão devido à baixa latência, sem sobrecarga de energia no seu uso excessivo e assertividade na contabilização de peças e embalagens produzidas.

Na aplicação de robótica, foram conectados robôs logísticos e as esteiras inteligentes que interagem com eles no transporte de equipamentos. A comunicação, realizada com o 5G, superou pontos escuros que o Wi-fi não poderia atender, levando maior assertividade e menor tempo de resposta para as decisões tomadas pelo robô.

A WEG/V2COM também implementou um robô de inspeção com uso de realidade virtual. Esse robô conta com uma câmera 360 graus e necessita alta capacidade de transmissão de dados e baixa latência, um cenário típico de conexão 5G.

No caso de uso dos dispositivos inteligentes, o 5G permite aumentar o número de dispositivos conectados e prover maior capacidade de tráfego de dados, o que permite a escala massiva de dispositivos na indústria. No experimento com câmeras inteligentes, por exemplo, o 5G substituiu a conectividade cabeada, permitindo ampliação no número desse tipo de equipamento e instalação flexível em pontos de interesse não alcançáveis nos dias de hoje.

Nos testes de Throughput (velocidade de transmissão de dados), o 5G apresentou capacidade 12 vezes maior do que as redes Wi-fi, sendo 4 vezes maior em upload e 46 vezes maior em download. Isso significa melhor desempenho com 5G no fornecimento de um canal de dados mais amplo seja para aplicações críticas ou que tenham múltiplos dispositivos. Além disso, o 5G ofereceu uma constância, sem grandes variações, na transmissão de dados. A latência observada foi menor e de comportamento estável em relação ao Wi-fi, mesmo em testes de estresse.

Entre as redes privativas independente e integrada, ambas tiveram performance similares. Nos testes de Throughput por número de dispositivos, o 5G se comportou de maneira adequada com a inserção de novos dispositivos em sua malha. A quinta geração móvel pode suportar diversas aplicações com consumo de dados em casos de uso críticos simultaneamente sem prejuízo para o desempenho dos casos de uso.

Viabilidade econômica

Comparados os custos para digitalização entre as redes 5G e Wi-fi, com o uso de robôs logísticos e esteiras inteligentes, verificou-se que as redes Wi-fi são, hoje, mais econômicas para os casos de uso atuais que não requerem alta transmissão de dados e baixa latência. Mas o custo já alcança o equilíbrio a partir do segundo múltiplo de pontos, em função da flexibilidade da infraestrutura oferecida pelo 5G.

Dessa forma, o relatório indica que, para fábricas novas (green field) que requeiram a conexão de múltiplos pontos, é mais vantajoso iniciar a jornada com 5G. Para indústrias existentes, o 5G é adequado para os casos em que se deseja a conexão de mais de 200 pontos por célula.

Considerando casos de uso com computação visual e realidade virtual imersiva que exigem alta transmissão de dados e baixa latência, não fornecidas pelo Wi-fi industrial, o custo/benefício do 5G é melhor.

Para redes integradas independentes, onde a infraestrutura 5G ficará na indústria, e com número de pontos acima de 500 dispositivos conectados, é esperado o retorno de investimento entre o terceiro e quarto ano, podendo ser acelerado pelo aumento do número desses pontos conectados.

Nova fase de testes no Release-16

O Release-16 é responsável por traçar o funcionamento da internet das coisas dentro do ambiente 5G. Neste conjunto de protocolos, estão as especificações para sensores, direção autônoma, direção remota e aplicações industriais móveis. É no Release-16 que se determina o mínimo necessário para se estabelecer uma URLLC (comunicação ultra confiável e de baixa latência).

“A segunda fase do projeto possibilitará a geração de dados estratégicos fundamentais para a evolução das políticas públicas na área de telecomunicações móveis, tendo em vista o fato de que o Release-16 não apenas aprimora a sólida base tecnológica do Release-15, mas contribui de modo significativo para a melhoria do desempenho e da eficiência do sistema 5G, viabilizando, tecnologicamente, uma infraestrutura de telecomunicações capaz de promover a transformação digital de diversos setores”, avalia Igor Calvet, presidente da ABDI.

Além dos objetivos apresentados na primeira fase do projeto, a segunda fase, com o Release-16, irá validar as aplicações relacionadas às caraterísticas CoMP e URLLC, onde o CoMP (Coordinate Multi-Point) permite conexões com várias estações base ao mesmo tempo e o URLLC viabiliza a comunicação ultra confiável e de baixa latência.

Também se pretende confirmar as melhorias incrementais ao standalone, trazidas pelo Release-16, ao detalhar como a tecnologia pode acessar frequências abertas para ampliar a largura de banda e ao trazer especificações que garantem a possibilidade de localização de um objeto, com margem de erro de 3 a 10 metros, através da rede celular.

Os testes vão gerar indicadores que deverão confirmar o desempenho de redes privativas 5G às novas tecnologias de IOT, bem como de cada dispositivo em relação à cobertura da rede, de forma a entender o ponto de equilíbrio em termos de custo-benefício da nova tecnologia, tendo importância fundamental neste período de transição, em que são tomadas decisões relevantes de investimentos.

Ao final do projeto, todos os indicadores serão disponibilizados publicamente à sociedade e à Anatel, para que possam ser utilizados por todos os setores da economia.