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La llegada de las cuartas y quintas generaciones de conectividad celular, con nuevo de baja potencia, los estándares tales como LTE-M, NOTA-IoT de la área extendida, y 5G, permite que usted conecte fácilmente la mayoría de la maquinaria y otros activos en la fábrica del siglo XXI. Además, las redes privadas permiten la seguridad, la aislamiento, y la confiabilidad de la conectividad celular.
Según el informe de la investigación, la “subida del empleado más elegante, más rápido, más seguro de la producción,” publicado por Ericsson, la mayoría de las empresas de fabricación espera ser por lo menos el 80 por ciento automatizado en el plazo de 10 años, con muchos esperando considerar por lo menos una subida doble del uso de herramientas TIC-permitidas en el plazo de los cinco años próximos.
Mientras que las conexiones atadas con alambre, especialmente establecimiento de una red sensible al tiempo (TSN), proporcionan la mejor trayectoria prioritaria para los datos de puntualidad crítica, las comunicaciones inalámbricas se prefieren como la manera más rápida de conectar muchos dispositivos, la maquinaria, y otros activos en la fábrica.
Desde la llegada del G/M — la segunda generación de redes celulares — en 1991, las industrias la han estado adoptando para conectar las máquinas, los sistemas de vigilancia, las alarmas, y otros sistemas. El G/M ofrece la transmisión de datos básicos en GPRS/EDGE y SMS.
Diez años más adelante, la tercera generación (3G) permitió una transmisión de datos más rápida, un espectro más amplio, y un estándar global. Un nuevo cuerpo de estándares industriales, el proyecto de la sociedad de la 3ra generación (3GPP), nació proveer de sus miembros un ambiente estable para producir los informes y las especificaciones que definen las tecnologías 3GPP. Hoy, guardando su nombre original, 3GPP define las especificaciones de cada generación de redes celulares.
En los últimos 30 años, cientos de miles de dispositivos de la Máquina-a-máquina (M2M) que utilizan las redes 2G han estado instalados. Ésos son actuadores, sensores ambientales, metros para uso general, sistemas de alarma, y otros sensores que utilizan SMS y GPRS/EDGE para la comunicación.
Una razón para invertir en la conectividad 4G y 5G para IoT es que los operadores están cerrando las redes 2G y 3G de la herencia por todo el mundo. Mientras que los dispositivos existentes podrían continuar actuando de momento en esas redes de la herencia, la ayuda eliminará y los portadores están activando no más los nuevos dispositivos 2G. Las conexiones existentes ahora están viviendo en tiempo prestado.
Como 2G, muchos portadores son impacientes a más viejas redes 3G de la puesta del sol al repurpose que espectro para apoyar 4G LTE y 5G. Los nuevos dispositivos necesitan más velocidad, y 3G remata hacia fuera aproximadamente 3 Mbps. Además de ser más rápido, 4G LTE es también más eficiente, permitiendo que más dispositivos compartan los canales y ofreciendo las tecnologías masivas de IoT tales como gato-m de LTE y NOTA-IoT.
Según inteligencia de GSMA, además de las 43 redes se cerró ya en 2020, por lo menos 64 más redes serán cerradas entre 2021 y 2025 como los operadores intentan optimizar operaciones y costes y reclamar el espectro para 4G y 5G.
La llegada de cuarta generación de redes celulares (evolución a largo plazo o 4G) significó un salto cualitativo en cómo la radio celular podría trabajar en usos industriales. No sólo una nueva radio fue diseñada por primera vez para manejar Internet masivo de las conexiones de las cosas (IoT), pero como los nuevos lanzamientos se convirtieron en estándares de baja potencia disponibles, nuevos permitidos para las nuevas aplicaciones y dispositivos más pequeños.
Dos estándares de IoT actúan encendido las redes 4G y 5G: Evolución a largo plazo para las máquinas (LTE-M) y banda estrecha IoT (NOTA-IoT), nuevo de baja potencia de ofrecimiento, conectividad de la área extendida en redes celulares. Éstos permitieron el despliegue de los usos masivos de IoT, especialmente para el uso industrial y agrícola. A lo largo de los años, LTE-M llegó a ser muy popular en los E.E.U.U., y la NOTA-IoT se convirtió en el estándar preferido en Asia y Europa.
Para la mayoría de los usos masivos de IoT que requieren el bajo consumo de energía y la seguridad y la disponibilidad de redes celulares, la NOTA-IoT y LTE-M son las soluciones preferidas. Mientras que ambos apoyan los despliegues masivos de IoT en los millares de conexiones, hay algunas diferencias: La NOTA-IoT requiere menos poder y módems más pequeños, haciéndolo ideal para dispositivos más pequeños que corren en las baterías, pero no apoya SMS (todavía) o voz. LTE-M requiere más poder, pero apoya SMS y la comunicación de voz limitada.
De la perspectiva y de la rentabilidad del proveedor de servicios celular, LTE-M permite que apoyen el servicio en las redes existentes 4G con una actualización de software, mientras que la NOTA-IoT requiere el hardware adicional.
Con la llegada de las redes 5G, LTE-M y la NOTA-IoT son parte de la especificación y apoyada así directamente. Además, para los usos de IoT que requieren más ancho de banda pero no las capacidades enteras de la red, hay 5G NR-REDCAP, que ofrece un funcionamiento similar como LTE sobre el espectro sub-gigahertz.
Con la llegada del SIM integrado (eSIM), algunas compañías, tales como Infineon, STMicroelectronics, y Sony Semiconductors, están ofreciendo chipsetes más pequeños para la conectividad celular.
Todavía necesitamos conseguir las especificaciones completas de 5G disponibles por todas partes. La mayoría de las redes 5G por todo el mundo utilizan 3GPP el lanzamiento 15, no-independiente. Esosignifica queesasredesrequierenlaayudade lainfraestructuraexistentede4GLTE.
5G independiente (3GPP Rel. 16 y arriba) permite la conectividad masiva de IoT usando solamente el poder necesario para realizar el de intercambio de datos necesario. Los dispositivos de IoT pueden conectar simultáneamente y ajustar su salida de poder por consiguiente.
Además, para los usos críticos de IoT tales como robótica y operaciones remotas, las redes 5G proporcionan la confiabilidad requerida, el estado latente ultrabajo, y el consumo de una energía más baja.
La introducción de las nuevas capacidades de radio 5G tales como NR-REDCAP, que provee de las velocidades 4G en muchas más frecuencias el consumo de una energía más baja, hará 5G una opción conveniente para muchos usuarios que requieren una seguridad más alta y conectividad uncompromised. También, los nuevos, más pequeños, y más baratos chipsetes e iSIMs ayudan a reducir uso del coste y del poder de BOM.
Según Ericsson, “3GPP el trabajo del lanzamiento 17 sobre la ayuda para los dispositivos reducidos de la capacidad NR es un paso importante más lejos para ampliar el mercado direccionable de 5G NR. Permite a un dispositivo reducido de la capacidad actuar en bandas de frecuencia unas de los de NR.”
La investigación y desarrollo del estándar siguiente de la conectividad inalámbrica celular está en curso.
Las diversos compañías y centros de investigación están trabajando con el 3GPP para definir y para probar la viabilidad de la evolución próxima de la red, 6G. Esperan que 6G proporcionen velocidades de 1 a 100 Gbps al usuario final, y la capacidad multi-MIMO de 100-1,000 haces simultáneamente dependiente-modulados, proporcionando con eficacia velocidades en el 10s de Terabyte por segundos.
Además de proporcionar la localización de la precisión a una parte una pulgada, complementando GPS, las técnicas de proyección de imagen 6G identificarán cualquier persona u objeto de mudanza. Esta infraestructura inteligente, immersive podría apoyar la realidad virtual del bajo-estado latente (VR), la realidad aumentada (AR), y el telepresence inconsútil.
Las redes privadas atadas con alambre y inalámbricas han estado alrededor durante muchos años. Muchas industrias han estado utilizando una combinación de Ethernet atada con alambre y de Wi-Fi para conectar las máquinas, los sensores, las entradas, y otros activos.
Mientras que las redes celulares proporcionan una nueva capa de seguridad y de disponibilidad, algunas industrias requieren conectividad de las en-premisas y la posibilidad localmente de asegurar datos y operaciones. LTE y 5G ofrecen la opción de desplegar las redes celulares privadas para las ubicaciones y los usos específicos.
Algunas redes privadas son apenas rebanadas virtuales que actúan en la infraestructura pública existente. Éstos son corridos por los proveedores de servicios celulares, que asignan una porción del espectro o algunas células para sus clientes industriales.
Hoy en día, algunos proveedores celulares de la infraestructura también ofrecen redes privadas fuera del ámbito de CSP. Las compañías tales como Cisco, Samsung, Huawei, Nokia, y Ericsson, entre otros, ahora están entregando sus soluciones directamente a los clientes industriales grandes.
Las “industrias pueden también desplegar una red privada usando su propio espectro de la empresa si usted puede conseguirlo del regulador,” dijeron a Sylwia Kechiche, Industry Analyst principal, empresa en Ookla, “o ellas puede arrendarlo del operador. Tan hay maneras diferentes múltiples para una empresa, dependiendo de qué clase de nivel de control quieren, si quieren estas redes privadas virtuales.”
Juniper Research pone Nokia y Ericsson como líderes en el negocio celular privado. Según la compañía, “nuestro estudio encontró que los operadores de red celulares tradicionales son a menudo detrás en la salida de las capacidades de la red privada, permitiendo que otros proveedores caminen en el papel. Los jugadores más acertados aquí son vendedores de la red con los canales del equipo que pueden utilizar para incorporar el mercado. La naturaleza flexible de 5G ha permitido a muchos operadores no tradicionales proporcionar los servicios celulares privados, particularmente donde la regulación permite el uso no autorizado del espectro 5G.”
CSPs, que son técnico capaces, todavía necesita entrenar a su personal de ventas para dirigir las necesidades de sus clientes industriales. Utilizan a sus vendedores, muchos cerca del retiro, para promover más servicios de la herencia tales como voz y datos.
Tom Loozen, líder global de las telecomunicaciones de EY, dijo a tiempos de IoT que los operadores celulares deben intensificar sus esfuerzos en el abastecimiento de soluciones de red privada. Si no, él sostuvo que otro, integradores de sistema más agresivos continuaría comiendo su almuerzo.
