Industria 4.0 requiere IoT masivo y conectividad perfecta

Para habilitar los beneficios de las aplicaciones y los servicios de la Industria 4.0, es necesaria una implementación masiva de sensores, puertas de enlace y sistemas de computación en la nube, con una conectividad perfecta.

Algunas personas piensan que el Internet de las cosas (IoT) siempre requiere conectividad inalámbrica. Este concepto erróneo se deriva del uso masivo de dispositivos móviles, wearables y otros dispositivos conectados que no están conectados físicamente a una red cableada.

La realidad es que la mayor parte de Internet industrial se logra mediante redes cableadas, y Ethernet sigue siendo la columna vertebral de la conectividad en la mayoría de las fábricas de todo el mundo.

Cuando la conectividad inalámbrica es necesaria, las nuevas tecnologías, como las redes de área amplia de baja potencia (LPWAN), como Sigfox, LoRaWan y NB-IoT, ayudan a administrar millones de dispositivos IoT en instalaciones locales y remotas.

La conectividad industrial por cable y M2M existen desde hace décadas

Muchas industrias se han beneficiado de alguna forma de conectividad de datos por cable desde la década de 1980, principalmente mediante controladores lógicos programables (PLC) que funcionan a 24 V, que se considera el estándar de voltaje global y el lenguaje digital para aplicaciones industriales.

En 1990, la segunda generación de redes celulares (2G) y las tarjetas SIM introdujeron la tecnología inalámbrica para servicios de conectividad industrial, la comunicación celular de máquina a máquina (M2M).

M2M permitió a las industrias acceder y controlar máquinas de forma remota, implementar cientos de dispositivos conectados y recopilar información en cualquier lugar donde hubiera una red celular disponible. En retrospectiva, M2M es el marco de lo que hoy llamamos IoT. La mayor parte de la conectividad M2M restante funciona con el estándar 2G GPRS, lo que requiere cobertura 2G EDGE y tarjetas SIM.

La fábrica inteligente de hoy utiliza una combinación de tecnologías cableadas e inalámbricas, trabajando juntas por Time-Sensitive Networking (TSN).

TSN es un conjunto de estándares especificados por IEEE 802.1 para permitir que las redes Ethernet brinden garantías de QoS para el tráfico y las aplicaciones sensibles al tiempo y de misión crítica. TSN es una caja de herramientas que incluye cuatro categorías de herramientas:administración de recursos, modelado de tráfico, confiabilidad y sincronización de tiempo.

En esencia, una red de comunicación industrial basada en TSN es un sistema convergente que permite una combinación de varios tipos de tráfico. Los requisitos del servicio van desde el tráfico de mejor esfuerzo hasta el tráfico crítico en tiempo real. TSN proporciona la convergencia de muchos servicios diferentes que se ejecutan en una red compartida y al mismo tiempo tiene herramientas para priorizar los servicios de tiempo crítico.

Para la mayoría de las conexiones, las redes LPWAN son la mejor opción

Con la llegada de las redes Long-Term Evolution (LTE) o 4G, se puso a disposición de industrias y consumidores una nueva gama de servicios y posibilidades. LTE permite múltiples tipos de conectividad, incluida la transmisión de datos rápida, baja latencia, voz sobre IP (VoIP) y redes de área amplia de baja potencia (LPWAN).

Las versiones industriales más comunes de las redes 4G se basan en LTE-M, que se ha convertido en el nuevo M2M, y Narrowband-IoT (NB-IoT). Ambos servicios están diseñados para IoT masivo, lo que permite la conectividad de millones de dispositivos conectados de bajo consumo.

Además, otras redes LPWAN que no dependen de la conectividad celular están ampliamente disponibles, incluidas LoRaWAN, Sigfox y Wi-Fi HaLow (IEEE 802.11ah).

La mayoría de las conexiones industriales no necesitan 5G, que aún se encuentra en las primeras etapas de implementación

Ha habido mucho alboroto sobre 5G y sus promesas de velocidades ultrarrápidas y latencia ultrabaja para conectividad crítica en los últimos dos años.

Imagen cortesía de Ericsson.

La realidad es que más del 99 % de las conexiones de IoT industriales y profesionales no necesitan esas características únicas. Si se desea un servicio celular, 4G, LTE-M y NB-IoT pueden proporcionar el ancho de banda y la conectividad IoT masiva necesaria para las aplicaciones de hoy y de mañana.

Además, el 3GPP y otros organismos reguladores aún están definiendo las especificaciones completas de 5G para habilitar algunas de sus características más críticas. Tomaría algunos años más tener las redes 5G listas para proporcionar los servicios que requieren algunas aplicaciones críticas de IoT.

“La 5G es realmente necesaria cuando necesitas algunas características especiales. Estamos hablando de mayor valor, menor latencia, muchas más conexiones o puntos de conexión, donde realmente tienes problemas con la congestión de LTE. Por lo tanto, toda la idea de que se necesita 5G para IoT celular de área amplia no es realmente cierta”. dice Marie Hogan, directora de IoT y banda ancha en Ericsson.