Industria 4.0 exige despliegue masivo de IoT y conectividad ininterrumpida

Para habilitar los beneficios de aplicaciones y servicios de Industria 4.0, es necesario un despliegue masivo de sensores, gateways y sistemas de cloud computing, con conectividad sin fisuras.

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

La realidad es que la mayor parte del internet industrial se logra mediante redes cableadas, y Ethernet sigue siendo el backbone de conectividad en la mayoría de fábricas mundiales.

Cuando la conectividad inalámbrica es necesaria, nuevas tecnologías como Redes de Área Amplia de Baja Potencia (LPWANs) como Sigfox, LoRaWAN y NB-IoT ayudan a gestionar millones de dispositivos IoT en instalaciones locales y remotas.

Conectividad industrial cableada y M2M llevan décadas existiendo

Muchas industrias se han beneficiado de alguna forma de conectividad de datos cableada desde los años 80, mayormente usando Controladores Lógicos Programables (PLC) trabajando a 24V, considerado el estándar global de voltaje y lenguaje digital para aplicaciones industriales.

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

M2M permitió a las industrias acceder y controlar máquinas remotamente, desplegar cientos de dispositivos conectados y recopilar información donde hubiera red celular disponible. En retrospectiva, M2M es el marco de lo que hoy llamamos IoT. La mayor parte de la conectividad M2M restante funciona sobre el estándar 2G GPRS, requiriendo cobertura 2G EDGE y tarjetas SIM.

La fábrica inteligente actual usa una mezcla de tecnologías cableadas e inalámbricas, trabajando juntas mediante Time-Sensitive Networking (TSN).

TSN es un conjunto de estándares especificados por IEEE 802.1 para permitir que redes Ethernet den garantías QoS para tráfico sensible al tiempo y aplicaciones críticas. TSN es una caja de herramientas que incluye cuatro categorías: gestión de recursos, modelado de tráfico, fiabilidad y sincronización temporal.

En esencia, una red de comunicación industrial basada en TSN es un sistema convergente que permite una mezcla de varios tipos de tráfico. Los requisitos de servicio van desde tráfico de mejor esfuerzo a tráfico crítico en tiempo real. TSN provee la convergencia de muchos servicios diferentes corriendo en una red compartida mientras mantiene herramientas para priorizar servicios críticos en tiempo.

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

Con la llegada de Long-Term Evolution (LTE) o redes 4G, un nuevo rango de servicios y posibilidades se abrió para industrias y consumidores. LTE permite múltiples tipos de conectividad, incluyendo transmisión rápida de datos, baja latencia, Voice-over-IP (VoIP) y redes de área amplia de baja potencia (LPWAN).

Las versiones industriales más comunes de 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, permitiendo la conectividad para millones de dispositivos conectados de baja potencia.

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

La mayoría de conexiones industriales no necesitan 5G, que aún está en fases tempranas de despliegue

Ha habido mucho revuelo sobre 5G y sus promesas de velocidades vertiginosas y latencia ultra-baja para conectividad crítica en los últimos dos años.

Imagen cortesía de Ericsson.

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

Además, las especificaciones completas de 5G para habilitar algunas de sus características más críticas aún están siendo definidas por 3GPP y otros organismos reguladores. Tomará unos años más tener redes 5G listas para proporcionar los servicios que algunas aplicaciones IoT críticas requieren.

«5G se necesita realmente cuando necesitas características especiales. Hablamos de mayor valor, menor latencia, muchas más conexiones o puntos de conexión, donde realmente tienes problemas con LTE congestionado. Así que la noción de que 5G se necesita para IoT celular de área amplia no es realmente cierta». dice Marie Hogan, head of IoT and Broadband en Ericsson.