¿Puede la fabricación ser inalámbrica en un mundo 5G / Wi-Fi 6?

Con la reciente disponibilidad de soluciones Wi-Fi 6, el lanzamiento de proyectos piloto 5G y nuevas políticas de espectro de licencia compartida, muchos se preguntan:¿Puede la fabricación avanzar más en el camino inalámbrico? La respuesta corta es sí. La respuesta larga es que existen numerosos matices y complicaciones relacionados con el "cuándo", "cómo" y "a qué costo" de implementar la tecnología inalámbrica en la fabricación.

Para empezar, la industria manufacturera depende de equipos con un ciclo de vida esperado de al menos 10 a 15 años. Aproximadamente el 80 por ciento de la conectividad actual de fábrica está cableada. Si bien existe la capacidad de actualizar de Wi-Fi a Wi-Fi 6 y compatibilidad con versiones anteriores, 5G no es un asunto tan simple. Por lo tanto, las actualizaciones de 5G se llevarán a cabo durante un período prolongado a medida que las inversiones en tecnología se actualicen o reemplacen. El equipo de usuario 5G para fábricas no está disponible en este momento, ya que el mercado es temprano y los estándares aún están evolucionando.

Para las fábricas, los casos de uso clave incluyen mano de obra móvil, experto remoto vinculado a equipos de planta seguros, seguimiento de la ubicación de la mano de obra, seguimiento de la ubicación de activos, instrumentación de máquinas inalámbricas, vehículos autónomos y máquinas móviles, seguridad física, optimización del flujo de trabajo y sensibilización inalámbrica. Es muy probable que surjan otros casos de uso relacionados con la robótica, AR / VR, gemelos digitales y más.

Las necesidades de estos diversos casos de uso varían en términos de determinismo, latencia y rendimiento. Una de las principales áreas de enfoque en la tecnología inalámbrica es cumplir con las capacidades de baja latencia tradicionalmente ligadas a la conectividad por cable y definidas por IEEE 802.1Q. Las redes sensibles al tiempo (TSN) o la comunicación 5G ultra confiable de baja latencia (URLLC) están vinculadas a aplicaciones que requieren una latencia muy baja de 1 a 10 milisegundos (por ejemplo, sistemas de automatización y control). Cumplir con la latencia más baja proporcionada por TSN de 1 milisegundo es un gran desafío para las tecnologías inalámbricas. Hay un esfuerzo significativo en organizaciones como 3GPP y 5G-ACIA hacia esta capacidad.

Otro factor es la ubicación geográfica de la fábrica. Los 10 principales países industrializados se están moviendo progresivamente hacia algún tipo de espectro dedicado que podría soportar necesidades industriales y verticales similares. En Alemania, por ejemplo, las empresas pueden ofertar y asegurar el espectro LTE / 5G privado en bloques de 10Mhz por períodos de 10 años con una opción de renovación. En un anuncio reciente, un importante fabricante de automóviles alemán declaró que ejecutará su propia red 5G en sus fábricas. Con espectro dedicado, las empresas industriales pueden elegir entre mantener el control total de su red o contratar a un proveedor de servicios para implementar y ejecutar 5G.

Otra opción es el espectro compartido, como Citizens Band Radio System (CBRS) en EE. UU. CBRS tiene tres niveles de usuario:titulares, licencias de acceso prioritario (PAL) y acceso de autorización general (GAA). Tenga en cuenta que el CBRS es compartido, por lo que existe la posibilidad de tener interrupciones en el servicio / espectro de los titulares (la Marina de los EE. UU.) O de los usuarios de PAL si es GAA. Es más, la construcción de una red 5G requiere una inversión en nuevas radios (NR), tarjetas de interfaz de red (NIC) y equipos finales o adaptadores de equipos de red.

El "cuándo" de la implementación inalámbrica depende de los casos de uso y las necesidades de la red, así como del costo de propiedad y la disponibilidad del plan de servicio del espectro o los servicios SP para soportar los requisitos de QoS como un "segmento" de red 5G o espectro 5G dedicado.

Para los fabricantes, es probable que un entorno de acceso múltiple, es decir, uno que combine cableado, Bluetooth, LoRa, Wi-Fi, Wi-Fi 6, LTE y 5G, sea la mejor opción. Cada uno ofrece ventajas distintivas según las necesidades y el nivel de control deseado. Hoy en día, las fábricas son de acceso múltiple y continuarán aprovechando múltiples opciones de conectividad en el futuro.

¿Construir o comprar?

Más allá de eso, los fabricantes enfrentarán una pregunta central sobre cómo implementar 5G. Es una variación de la clásica decisión de construir versus comprar:¿Debería un fabricante asegurar su propio espectro dedicado y luego construir y ejecutar una red 5G privada? ¿O debería trabajar con un proveedor de servicios que pueda ofrecer a la empresa su propia "porción" dedicada de espectro junto con el despliegue de la red, las operaciones y los servicios de soporte?

Un mayor control es el beneficio principal de construir y mantener una red privada. Entre las desventajas:una curva de aprendizaje empinada para capacitar al personal para administrar una red 5G y los dolores de cabeza de manejar cualquier problema que surja; costo potencialmente más alto para equipos 5G de espectro dedicado; y probablemente un acceso más lento a las últimas y mejores funciones en comparación con el equipo 5G del mercado masivo. Por otro lado, la subcontratación a un proveedor de servicios garantizará el acceso a las tecnologías más nuevas y, al mismo tiempo, aliviará las cargas de la gestión diaria, pero a costa de perder el control de la red.

Para los fabricantes, el mejor "cómo" dependerá de los casos de uso previstos. Para la mayoría, un entorno de acceso múltiple, junto con un enfoque híbrido de la red 5G, podría ser la mejor opción. Hay costos y problemas de control muy diferentes que deben tenerse en cuenta en cualquier implementación.

Costos a considerar

Cuando se trata de realizar inversiones en 5G y / o Wi-Fi 6, puede haber un "¿qué viene primero?" adivinanza. Como se señaló anteriormente, la mayoría de los fabricantes operan plantas de fábrica con equipos predominantemente cableados. Extraer y reemplazar o modernizar para que sea inalámbrico sería un caso difícil de hacer, así como un desafío para el equipo de OT. Sin embargo, también puede ser un desafío justificar inversiones en tecnologías avanzadas como 5G cuando poco o ningún equipo puede hacer uso de estas innovaciones.

Si bien prevemos que los fabricantes finalmente se convertirán en inalámbricos, creemos que cada empresa deberá desarrollar una hoja de ruta a largo plazo sobre cómo llegar allí. Es similar al enfoque que hemos adoptado en Cisco. Tenemos una hoja de ruta en constante evolución para garantizar que nuestros clientes puedan realizar inversiones de red seguras y preparadas para el futuro. La hoja de ruta puede llevarlo desde hoy hasta 5G y más allá, lo que lo ayudará a obtener un mayor valor en el camino.

Para obtener más detalles sobre las tendencias inalámbricas y las diferentes fases de adopción de la tecnología, consulte nuestro nuevo informe técnico, Tecnología Wi-Fi 6 y modelos de negocio y tecnología LTE / 5G privada en IoT industrial o lea el Resumen ejecutivo para obtener más información.