O que o 5G pode fazer que o WiFi não pode

Uma nova geração de redes privadas 5G está surgindo para atender a exigências críticas de comunicação sem fio em segurança pública, operações industriais e infraestrutura crítica. Essas redes privadas são sistemas celulares físicos ou virtuais que foram implantados para uso privado por um governo, empresa ou grupo de empresas.

Capacidades Críticas na Era do 5G

Capacidades críticas são recursos essenciais de redes que garantem a operação de serviços fundamentais, sejam eles missão-críticos—como segurança pública e fornecimento de eletricidade—ou negócios-críticos, indispensáveis para o sucesso das empresas, como produção e vendas.

O Papel das Tecnologias 4G e 5G

As tecnologias 3GPP 4G e 5G oferecem uma plataforma robusta, incorporando alta confiabilidade, menor latência e segurança aprimorada, atendendo às necessidades de aplicações críticas em diversas áreas. Esses avanços estão impulsionando a migração de redes legadas, como Ethernet, fibra, Wi-Fi, WiMAX, CDMA450, Bluetooth e redes LMR (P25 e TETRA), que ainda apresentam desafios na resolução de problemas-chave dos clientes.

Dado que falhas na comunicação podem impactar negativamente negócios e operações—e, em casos extremos, resultar em perda de vidas—existe uma crescente demanda por redes mais seguras e eficazes. Como resposta, empresas e governos estão migrando para redes baseadas no padrão 3GPP.

A Evolução das Redes Privadas 5G

Uma nova geração de redes privadas 5G está emergindo para atender aos requisitos críticos de comunicação sem fio nos setores de segurança pública, infraestrutura e indústria. Essas redes, conhecidas pelo termo Non-Public Network (NPN) no padrão 3GPP, são sistemas celulares implementados para uso exclusivo de organizações, garantindo maior controle sobre segurança e qualidade de serviço.

A digitalização industrial está impulsionando a adoção do 5G e da Internet das Coisas (IoT), além da modernização dos sistemas Land Mobile Radio (LMR). O ponto-chave desse avanço é que todas essas transformações estão ocorrendo simultaneamente nos mesmos setores, permitindo que uma única rede atenda a diversos casos de uso.

Oportunidades e Desafios

A migração para redes 3GPP é motivada por diversos fatores, como:

- Descontinuação de redes narrowband missão-críticas, especialmente no setor de segurança pública, impulsionando a adoção do 5G por outras indústrias essenciais.

- Benefícios da Indústria 4.0, incluindo produção mais flexível, mobilidade ampliada e conectividade empresarial.

- Aumento das demandas por segurança cibernética, para proteger ativos críticos e permitir uma personalização dinâmica da rede.

- Casos de uso de alto consumo de dados, como realidade aumentada (AR), realidade virtual (VR) e vídeos em alta definição (HD) para inspeção remota e monitoramento.

- Investimentos contínuos em tecnologias 3GPP, tornando-as cada vez mais atraentes para empresas e governos.

A Revolução Digital na Indústria

A transformação digital continua sendo prioridade para empresas de diversos setores, impulsionando segurança, produtividade e automação. Algumas das aplicações mais comuns incluem:

- Automação industrial

- Monitoramento e diagnóstico em tempo real (sensores, vídeo HD, análise preditiva)

- Otimização do uso de máquinas e gerenciamento de riscos

- Controle remoto de ativos e monitoramento por sensores

- Segurança ocupacional, incluindo soluções de comunicação instantânea (push-to-talk) e AR/VR

A consolidação de múltiplos casos de uso na mesma rede fortalece a dependência dos serviços móveis. Para garantir qualidade de serviço (QoS), muitas empresas optam por redes privadas operando em espectro licenciado. Vários países, como EUA e Alemanha, já estão licenciando frequências de 4G e 5G para aplicações industriais e missão críticas.

Fechando o Gap na Comunicação

As capacidades críticas são projetadas para atender aos principais indicadores de desempenho (KPIs) em soluções de conectividade móvel 3GPP. Antes do 5G, redes móveis eram voltadas para voz e serviços de melhor esforço, sem foco na comunicação crítica. Isso mudou com o LTE Rel-12, que introduziu funcionalidades para segurança pública, enquanto o LTE Rel-13 trouxe suporte para dispositivos IoT de baixo consumo.

O 5G foi desenvolvido desde o início para comunicações críticas, incluindo o recurso Ultra Reliable Low Latency Communication (URLLC) no 3GPP Rel-15. Evoluções no Rel-16 ampliam a adoção industrial, com integração de redes 5G e time-sensitive networking (TSN)—uma extensão do padrão Ethernet IEEE para comunicações determinísticas e de baixa latência, essenciais para redes industriais futuras.

Requisitos das Redes Privadas 5G

Redes privadas para aplicações missão críticas e industriais são projetadas para garantir continuidade do serviço, mesmo diante de eventos inesperados. A meta é assegurar que funções essenciais tenham acesso a comunicação de alta qualidade, mesmo quando partes do sistema falham.

Em resumo, a transformação digital das redes críticas é um ponto de inflexão para diversos setores, impulsionando um futuro de conectividade confiável, segura e ultrarrápida.

5G

Disponibilidade Alta disponibilidade significa que o usuário final pode sempre usar o serviço. Na prática, a rede deve ser construída para que o tempo de inatividade seja praticamente zero e qualquer manutenção do sistema possa ser controlada, garantindo a máxima disponibilidade. Isso pode incluir soluções robustas e construções de redundância de elementos críticos.

Confiabilidade A confiabilidade refere-se à capacidade de transmitir uma determinada quantidade de tráfego dentro de uma duração predeterminada com alta probabilidade de sucesso. Isso requer cobertura e capacidade de rede suficientes, bem como funcionalidades robustas de transição.

Interoperabilidade A interoperabilidade com redes públicas é uma capacidade importante.

Muitos serviços críticos, como ambulâncias, precisam de continuidade de serviço ao se mover de uma rede para outra, por exemplo, de uma rede privada para uma rede pública. Isso requer um nível de integração entre redes.

Qualidade de serviço ou QoS abrange throughput, latência, jitter, taxa de perda de pacotes e mais. Executar redes privadas em espectro dedicado.

Rede 5G

5G nas Industria Mineradora .

Executar redes privadas em espectro dedicado oferece a possibilidade de controlar cada uma delas.

Além disso, o desempenho do sistema e o uso de recursos para diferentes serviços podem ser adaptados às necessidades específicas dentro da implementação da rede privada.

Segurança Redes privadas devem fornecer segurança completa de ponta a ponta para garantir que informações, infraestrutura e pessoas estejam protegidas contra ameaças.

Isso envolve a implementação de medidas para preservar os três principais princípios de segurança: confidencialidade, integridade e disponibilidade.

Redes privadas utilizam isolamento de rede, proteção de dados e autenticação de dispositivos/usuários para proteger ativos-chave.

As empresas também podem controlar a retenção e a soberania de dados para garantir que informações sensíveis sejam mantidas no local.

IoT Industrial

A Rel-16 aborda um novo conjunto de demandas específicas da automação industrial, assim como a integração do 5G com TSN.[6]

Como a comunicação industrial crítica é um campo emergente, o trabalho continuará em futuras versões do NR. Os tópicos em discussão para a Rel-17 incluem melhorias na IoT industrial e URLLC. No entanto, o escopo da Rel-17 ainda deve ser determinado.

Ao todo, o processo da 3GPP está abraçando os requisitos industriais com uma evolução contínua para casos de uso industrial avançados.

Modelos de implantação

Um não prestador de serviços pode precisar cooperar com um prestador de serviços para fornecer serviços de comunicação crítica. Exemplos onde a cooperação pode ser necessária para a continuidade do serviço incluem roaming dentro e fora da rede do não prestador de serviços e acesso a regiões do espectro para suportar serviços de alta largura de banda em implantações de grande área. Existem inúmeras outras razões, principalmente relacionadas à eficiência dos negócios, como gerenciamento de rede local e aproveitamento de funções no.

Prestador de Serviço 5G + Prestador de Servico Local