CIOs do setor enfrentam duras verdades sobre o 5G privado

A ArcelorMittal France concebeu o 5G Steel, uma rede celular privada que atende suas siderúrgicas em Dunkerque, para apoiar seus planos de digitalização com conectividade 5G de alta velocidade em todo o local.

Mas quando ligou a rede em outubro de 2022, os dispositivos conectados a ela eram apenas 4G.

A operadora de rede pública francesa Orange construiu a rede privada, que cobre uma área de 10 quilômetros quadrados na planta da ArcelorMittal em Dunkerque. É baseado em 5G, mas os terminais que o utilizam não, pois a disponibilidade de terminais compatíveis com 5G adequados para uso em um ambiente industrial é muito limitada, diz David Glijer, Diretor de Transformação Digital da empresa.

Essas limitações de hardware também estão atrapalhando as ambições das empresas em outros lugares. Quando a fabricante de equipamentos de rede Nokia e a provedora de serviços de infraestrutura Kyndryl se uniram para lançar conectividade sem fio privada para clientes industriais, o 5G foi uma grande parte de seu discurso.

Na fabricante de produtos químicos Dow, porém, onde Kyndryl e Nokia ajudaram a construir uma rede de alta velocidade que cobre uma das maiores fábricas da empresa, o wireless é apenas 4G.

“Todo mundo está empolgado com as redes 5G, mas você precisa ter dispositivos e aplicativos que funcionem no 5G, então não vamos pular para lá ainda”, disse a CIO da Dow, Melanie Kalmar, ao CIO.com no ano passado. “Mas estaremos preparados para ir lá e fazer essa troca. A infraestrutura que implementamos poderá fazer a transição para o 5G”.

Quando o celular 5G privado foi proposto pela primeira vez como uma alternativa ao WiFi, ele foi visto como uma maneira de fornecer conectividade sem fio confiável, de alta largura de banda e baixa latência para controle em tempo real de sistemas industriais. No entanto, alguns de seus primeiros usuários em ambientes industriais, como a ArcelorMittal France, ainda não conseguiram obter todos os benefícios esperados de seus investimentos, enquanto outros, como a Dow, focaram nos benefícios imediatos do 4G enquanto planejam com antecedência para uma atualização fácil.

O que é 5G

Os CIOs que procuram garantir o futuro de seus investimentos em redes sem fio privadas precisam entender o que é 5G. Isso deveria ser fácil, apesar das tentativas de operadoras de telefonia móvel como a AT&T de fingir até conseguir, marcando suas torres 4G existentes como “evolução 5G”.

5G é um novo padrão de tecnologia de rádio que exige novos terminais móveis, novas estações base para conexão e (para obter todos os benefícios) um novo núcleo de rede que pode fornecer latência de milissegundos e divisão de rede para fornecer largura de banda e desempenho garantidos.

Falamos de um padrão de tecnologia? Bem, não exatamente. O 5G móvel é definido em uma série de padrões baseados em especificações técnicas emitidas pelo Projeto de Parceria de 3ª Geração. O 3GPP foi formado em 1998 para reunir os órgãos nacionais de padronização que definiam a então nova tecnologia móvel 3G para chegar a um acordo sobre um único padrão móvel global. A cada um ou dois anos, ela emite uma nova versão das especificações, adicionando novos recursos e melhorando o desempenho, e seus parceiros de órgãos de padronização implementam as especificações em seus padrões nacionais. O trabalho nos lançamentos geralmente se sobrepõe, então a discussão de um estará bem avançada e a conversa sobre quais recursos colocar no próximo terá começado, mesmo antes que os detalhes do anterior sejam congelados.

Às vezes, as mudanças de uma versão para a próxima são incrementais e, às vezes, marcam uma mudança para uma nova geração de tecnologia. Esse foi o caso do Release 10, o primeiro 4G verdadeiro amplamente considerado, ou Release 15, que deu início ao que hoje conhecemos como 5G.

5G: Novo Rádio

Quando a especificação para o Release 15 foi aprovada pela primeira vez em março de 2017, ela definia apenas as chamadas redes 5G não autônomas (NSA), permitindo o uso de estações base e terminais 5G New Radio em um núcleo de rede 4G. A especificação final para standalone (SA) 5G, definindo a construção de redes com um novo núcleo de baixa latência, não foi congelada até junho de 2019 – e mesmo assim, fabricantes de equipamentos e operadoras de rede tiveram que esperar até que órgãos nacionais de padronização e reguladores de telecomunicações transpusessem as especificações para as leis locais, antes que pudessem começar a trabalhar.

Isso ainda deixou as empresas interessadas em usar o 5G em sistemas de controle industrial dependentes de operadoras de rede pública, onde a latência da rede poderia ser aumentada por longas rotas de back-haul ou por atrasos de congestionamento enquanto competiam pela capacidade da rede com outros clientes.

O suporte para redes não públicas (NPNs), o termo 3GPP para 5G privado, apareceu pela primeira vez na versão 16, que foi congelada em junho de 2020. Ele também definiu alguns dos outros recursos essenciais para aplicações industriais, como comunicações ultraconfiáveis e de baixa latência (URLLC).

Os recursos da versão 17 – incluindo aprimoramentos no suporte a redes não públicas e fatiamento de rede – não foram congelados até junho de 2022, embora a discussão (e, portanto, a expectativa) deles tenha começado em 2019.

As empresas ficaram esperando por anos, esperando que os recursos críticos para casos de uso industrial, incluindo baixa latência e fatiamento de rede, fossem finalizados.

Ainda hoje, uma pergunta-chave a ser feita quando uma rede 5G privada é oferecida é qual versão das especificações ela atende. Os sistemas projetados e construídos com especificações mais antigas não terão todos os recursos dos mais novos.

Desconfie também de sistemas “prontos para 5G” que possuem um núcleo 5G com um rádio 4G ou rádios 5G prontos para serem atualizados com um verdadeiro núcleo 5G. Seus recursos serão diferentes e o custo de atualização de 5G pronto para 5G real varia de acordo com a configuração do site.

Parceria

Outra questão importante é quem planejará e construirá a rede, pois há mais no 5G privado do que instalar um ponto de acesso a cada 50 metros e executar um drop Ethernet.

“Você precisará de um bom parceiro, e esse parceiro terá que ser bem versado em 5G”, diz Alex Sinclair, veterano do setor de telecomunicações e agora CTO da GSM Association, um órgão do setor. As opções incluem operadoras de rede sem fio, que obviamente têm experiência e muitas vezes oferecem redes privadas como uma linha secundária; fornecedores de equipamentos sem fio, como Nokia, Ericsson ou Huawei; e integradores de sistemas como Tech Mahindra ou Infosys, que possuem práticas especializadas em 5G privado.

Encontrar um parceiro que conheça o seu negócio é importante porque o 5G não é mais uma coisa homogênea. “Se você vai integrá-lo a uma linha de produção de uma fábrica ou a um aeroporto, essa integração tende a ser feita sob medida”, diz ele. “Você precisa escolher os parceiros certos para lidar.

Chamada em espera

Mesmo se você construir uma verdadeira rede privada 5G, poderá usá-la? Isso tudo depende do que você deseja conectar a ela. Os smartphones 5G são comuns agora, mas os tablets robustos, o tipo de coisa que você deseja em um ambiente industrial, ainda são poucos e distantes entre si e cobram um preço premium. A Dell, por exemplo, cobra US$ 150 para adicionar um modem 4G ao seu tablet Latitude 7220 Rugged Extreme, ou US$ 348 para um modem 5G – e isso nem está pronto para aproveitar os recursos aprimorados do núcleo de rede das redes 5G independentes.

Para os chips que alimentam os modems sem fio, ainda há uma enorme diferença de preço entre os sistemas 4G e 5G. Isso é o suficiente para desencorajar os fabricantes de dispositivos a oferecer opções 5G por enquanto, especialmente para aplicações industriais de nicho. E quando o fizerem, adicionarão uma margem de lucro considerável, o que reduz ainda mais a demanda.

A escassez de terminais é uma história antiga na indústria móvel. Ele remonta à introdução do padrão móvel digital inicial conhecido como PCS, nos EUA, e GSM, em todos os outros lugares. Os brincalhões da indústria afirmaram que GSM significava ‘God Send Mobiles’, diz Sinclair.

O ciclo de adoção

“Faz parte de um ciclo que agora entendemos muito bem”, diz Sinclair. “Estamos na metade do ciclo de adoção do 5G agora, mas o 4G ainda vai durar muito tempo. Isso também significa que, para redes privadas, há muitos requisitos que você pode atender de maneira bastante adequada com o rádio 4G no momento”.

Inevitavelmente, o 4G será mais barato hoje, mas o custo dos dispositivos 5G cairá exponencialmente, como aconteceu com todas as gerações anteriores de tecnologia móvel, diz Sinclair, portanto, os CIOs precisam considerar quando dar o salto.

“Está tudo bem em dizer que vou conseguir um preço melhor e que seja mais bem compreendido e haja mais suporte para 4G”, diz ele. “Mas se você vai colocá-lo em um aplicativo que estará lá por 10 anos, você realmente deveria estar pensando em 5G apenas para estar seguro no futuro”.