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Los costes y la cobertura limitada, principales razones por las que no explota su uso en el ámbito industrial

El 5G se hace esperar

Weidmuller
Routers de Seguridad Industrial Weidmüller. Con conectividad a internet por cable o móvil, admiten el servicio de acceso remoto u-link/openVPN/ IPSec. Integrados con soluciones Firewall y testeados por entidades externas frente a Ciberataques. FOTO: Wei
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La quinta generación de tecnología para las comunicaciones móviles, el 5G, ha llegado para quedarse, al menos durante un tiempo. Pero, su implantación y uso en aplicaciones para la industria se hace esperar. Por el momento, existen pocas referencias de equipos que aprovechen de forma nativa el ancho de banda, ultradisponibilidad, baja latencia y conexión a millones de dispositivos que promete 5G. Preguntamos a los líderes para conocer su apuesta por esta tecnología. 

 

PREGUNTAS

 

1. ¿Por qué no explota la demanda de hiperconectividad inalámbrica que ofrece 5G?

2. ¿Está suficientemente desarrollada esta tecnología para ser utilizada desde ya o hay que esperar un tiempo para obtener todas las prestaciones que se prometen?

3. ¿Con qué otras redes inalámbricas compite 5G? ¿Cuáles son de forma resumidas las ventajas e inconvenientes de cada una de estas alternativas?

4. ¿Qué equipos o casos de uso propone su compañía que tengan como base el uso de redes 5G?

 

David Moreno
David Moreno, Automation Sales Specialist en Weidmüller

 

1. Existen varias razones por las cuales la demanda de hiperconectividad inalámbrica 5G puede no estar explotando completamente en la actualidad:

 

  • Cobertura limitada: Aunque la tecnología 5G ha avanzado significativamente, la cobertura aún no es universal y está limitada a ciertas áreas geográficas y a ciertos operadores de telecomunicaciones. Esto significa que no todas las personas tienen acceso a la red 5G, lo que limita la adopción de la tecnología.
  • Costo: La adaptación de la parte activa a las redes 5G, core e infraestructura, requiere de grandes inversiones por parte de las operadoras. Esto está suponiendo despliegue estratégico y puntual en determinadas áreas. Además, la adopción temprana de la tecnología 5G requiere la adquisición de nuevos dispositivos compatibles con las nuevas redes y contrataciones de los planes para el 5G, lo que resulta una inversión costosa para muchos usuarios. 
  • Falsas expectativas: La tecnología 5G ha sido promocionada como una solución a muchos de los problemas de conectividad, velocidad de descarga, eficiencia energética y automatización industrial. Sin embargo, algunas de estas expectativas, bien sea por alguno de los puntos que hemos descrito anteriormente o falta de maduración de la tecnología, en la práctica no se han cumplido y eso ha llevado a la decepción de los usuarios y a una menor adopción de la tecnología.


En resumen, aunque la tecnología 5G ofrece muchas ventajas, todavía hay barreras para su adopción generalizada, como la limitada cobertura, el costo y las expectativas exageradas que no se han cumplido.


2. La tecnología 5G ya está suficientemente desarrollada y ha sido implementada en muchas partes del mundo. En algunos lugares, la cobertura y la calidad de la señal pueden ser limitadas, pero esto se debe más a la falta de infraestructura de red 5G que a problemas con la tecnología en sí. En términos generales, las redes 5G actuales ofrecen velocidades de descarga significativamente más rápidas que las redes 4G existentes, así como latencia más baja y capacidad para conectar más dispositivos a la vez. Esto ya ha permitido el desarrollo de aplicaciones y servicios que requieren altas velocidades de transferencia de datos, como video de alta definición, juegos en línea, aplicaciones de realidad virtual aumentada y aplicaciones industriales de monitorización en tiempo real. Sin embargo, al tratarse de una tecnología en desarrollo, es posible que se descubran nuevas formas de aprovechar al máximo la tecnología 5G en el futuro. Por ejemplo, la capacidad de la red 5G para admitir una mayor densidad de dispositivos y la capacidad de procesamiento mejorada podrían permitir el desarrollo de aplicaciones de automatización industrial y de vehículos autónomos.

 

3. 5G compite con varias redes inalámbricas existentes, siendo las más relevantes bajo mi opinión las siguientes:

 

  • 4G LTE: Es la red inalámbrica actualmente más utilizada en todo el mundo y ofrece velocidades de descarga de hasta 1 Gbps. La principal ventaja de 4G es que ya está disponible en muchos lugares y es compatible con la mayoría de los dispositivos móviles. Sin embargo, la latencia es relativamente alta en comparación con 5G y la capacidad de la red puede verse limitada en áreas con alta densidad de usuarios.
  • Wi-Fi: Es una red inalámbrica de corto alcance que se utiliza principalmente para conectarse a Internet en hogares, oficinas y lugares públicos. Wi-Fi es ampliamente disponible y compatible con la mayoría de los dispositivos, y ofrece velocidades de descarga rápidas en áreas pequeñas. Sin embargo, la señal puede verse afectada por obstáculos físicos, ruido industrial y la velocidad puede disminuir con un gran número de usuarios conectados.
  • Redes de baja potencia y área amplia (LPWAN): Son redes inalámbricas de largo alcance y baja velocidad utilizadas para dispositivos IoT de bajo consumo de energía. Algunos ejemplos incluyen LoRaWAN y Sigfox. La principal ventaja de LPWAN es su bajo consumo de energía y su bajo costo, lo que los hace adecuados para dispositivos de IoT que funcionan con baterías. Sin embargo, las velocidades de datos son muy limitadas en comparación con 5G y no son adecuados para aplicaciones que requieren velocidades de descarga rápidas.
  • Redes satelitales: Son redes inalámbricas que utilizan satélites en órbita para proporcionar conectividad global. La principal ventaja de las redes satelitales es su alcance global y su capacidad para proporcionar conectividad en áreas remotas y poco pobladas. Sin embargo, la latencia es alta y la velocidad de descarga es limitada en comparación con 5G, lo que hace que no sea adecuado para aplicaciones que requieren una gran cantidad de ancho de banda.


Resumiendo, cada red inalámbrica tiene sus propias ventajas e inconvenientes en términos de velocidad, alcance y capacidad de la red. 5G ofrece una combinación de velocidad y capacidad de red que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren altas velocidades de descarga y baja latencia.


4. En el ADN de Weidmüller, está el impulsar nuevas soluciones al mercado industrial y el 5G no va a ser una excepción. Creemos enérgicamente en las posibilidades que nos ofrece el 5G y por eso ya estamos desarrollando equipos que se beneficien de esta tecnología. Inicialmente empezamos por las comunicaciones industriales, el desarrollo de un Router 5G es una prioridad para nuestros compañeros de la división de Ethernet, pero no sólo nos vamos a quedar en las comunicaciones. Debido a la baja latencia del 5G y a la gran cantidad de dispositivos conectados que puede soportar este tipo de redes, son ideales para procesos de automatización en los que añadamos la digitalización y nos ofrece nuevas posibilidades muy potentes en el mundo el IoT. Nuestros desarrolladores ya están trabajando en soluciones 5G para nuestros equipos de Edge Computing. Poder añadir esta funcionalidad a soluciones de Smart Cities o Smart Agro nos va a dar una potencia de solución difícilmente alcanzable con otras tecnologías.


 

Ramon quiros
Ramón Quirós Menéndez, Jefe de Producto Industry Management and Automation en Phoenix Contact


1. Hay varias razones que justifican que hoy, a 2023, todavía no sea un mercado que termine de explotar:

 

  • La principal razón atiende a que los reléase tecnológicos 16 mMTC para IoT y 17 uRLLC para comunicación inalámbrica compatibles con bus de campo no están ni mucho menos desarrollados y siguen en algún caso bajo investigación con lo que digamos que 5G aún no esta a su máximo potencial ni a nivel de módulos ni chips, y por tantos de equipos. Hoy sólo podríamos aprovechar con equipos la tecnología del reléase 15 que permite un alto ancho de banda, lo cual, ya es una gran mejoría para ciertas aplicaciones disponibles, pero no para que aporte algo tan diferencial tecnológicamente como se prometía.
  • El escenario actual de implantación de Industria 4.0 o IoT en muchas empresas sigue en fase temprana lo que ganar en hiperconectividad con 5G no es algo que pueda ser aún visto como un paso a implementar todavía hasta un estadio más avanzado.
  • El costo del HW industrial 5G es casi el mismo que el 4G, pero se necesitan mayor número de antenas lo que hace que el punto de conexión se incremente en inversión. Por otro lado, no todas las empresas pueden permitirse implantar una red privada que es la opción realmente interesante el día de mañana para explotar el potencial de la hiperconectividad con una independencia más alta del proveedor de servicios y unos riesgos de ciberseguridad más bajos.
  • La escasez de componentes y chips han paralizado o retrasado muchos desarrollos de equipos industriales con conectividad 5G.
  • Las diferentes bandas entre zonas del mundo obligan a las marcas a hacer varios productos y no es fácil tener uno que sirva para todo tipo de rangos de frecuencias o que sea válido a la vez en redes privadas y públicas tanto Stand Alone o Non Stand Alone.

 

2. No, es necesario esperar un tiempo aún, pues los reléase 16 y 17 carecen todavía de equipos industriales que puedan aprovechar las prestaciones que harían realmente diferencial esta tecnología. A día de hoy, sólo podemos contar en industria con equipos conforme al reléase 15.

 

3. Existen ciertas tecnologías inalámbricas ya implantadas en industria como Trusted Wireless, Wifi o Bluetooth también Lora,Zigbee Enocean pero ninguna aportaría una combinación de tan buena, de alcance, latencia tan baja y un ancho de banda tan grande como 5G. Pero sin duda el coste de los puntos a conectar y de la infraestructura 5G va a ser superior para aprovechar todas sus ventajas. En el caso de Phoenix Contact tenemos Trusted Wireless con la que existe la mayor red Wireless de Europa, hecha en España en una refinería con la que podemos conectar nodos dispersos a kilómetros y transmitir varios miles de señales permitiendo hacer redes privadas en bandas ISM libres con encriptación y una gran versatilidad en cuanto a topología, pero no estaría habilitado para ultrabaja latencia o llevar buses de campo como se espera los reléase 16 y 17. Todavía hay un gran parque de equipos industriales instalados con conectividad remota 4G y 3G donde no se necesita visibilidad directa entre emisor y receptor. En 5G se necesita una línea de visión y conexión directa entre emisor y receptor pero el ancho de banda es muy superior.
 

4. Phoenix Contact desarrolló conjuntamente con Ericson y Quectel el primer router industrial 5G del mundo en 2020 para pruebas de redes privadas 5G. Aquel equipo se llamaba TC PRIVNET RPUTER 5G. De ahí salieron cerca de 100 proyectos interesantes que acometemos a día de hoy con nuestro nuevo TC ROUTER 5004T-5G EU. Este equipo consta de 4 puertos RJ45 con velocidad Gigabit, temperatura extendida de -40ºC a +70ºC, ranura de tarjeta microSIM y microSD para replicar fácilmente configuraciones.
 

Es posible usarlo en la bandas permitidas de Europa,Africa y Oriente Medio (también Brasil),tanto en redes privadas como en redes públicas 5G con cualquier SIM de un operador, igual da que sean redes Stand Alone (solo 5G) o Non Stand Alone (5g y 4g). Si no hay cobertura en 5G hace fallback a $G y consta de 4entradas digitales y 2 salidas digitales que al igual que en nuestros router anteriores 4G se pueden usar para desencadenar diferentes túneles VPN tanto Ipsec como OpenVpn (hasta 3 simultáneamente). Consta de Stateful Inspection Firewall para la ciberseguridad, tanto fuera como dentro del propio túnel VPN, y es posible activar salidas con SMS o mediante llamadas pérdidas si estamos dentro de los números autorizados en la agenda.


 

Foto JL
José Luis García Sánchez, Ingeniero Senior de Automatización en Dicomat/Wago

 

1. Los beneficios de la utilización de 5G frente a lo que se utiliza en la actualidad son innumerables. Las compañías de comunicación tienen que ofrecer ese servicio y a su vez los usuarios deben disponer del dispositivo con esa tecnología. Pero su implantación está siendo más paulatina de lo que se esperaba en un primer momento. Los costes por parte tanto de compañía como de usuario para renovar los dispositivos para actualizar a esta tecnología y la falta de la total implantación a nivel nacional están siendo un freno para su uso cotidiano. Esto repercute también en la actualización de la tecnología en el sector industrial.

 

2. 5G se encuentra disponible en más de la mitad de los países del mundo, mientras que en la otra mitad ya se están realizando pruebas para desarrollar su implementación. En España, ya son varias el número de compañías de comunicaciones que han empezado a ofrecer a los usuarios este servicio. Pero, para llegar al total de la población, todavía es necesario multiplicar el número de antenas instaladas, y realizar una renovación del núcleo de la red móvil, que permitirá reducir la latencia de las conexiones. Con el nuevo espectro en la banda llegará el 5G con todo su potencial.


3. Quien no ha actualizado a 5G, actualmente trabaja con las tecnologías 4G y LTE. Debido al mejor uso del ancho de banda y el incremento de puntos de conexión, 5G ofrece un servicio más rápido, fiable y eficaz que 4G, lo que ayuda a disminuir el consumo de energía y reducir el consumo de datos y por ende los gastos asociados. Por el contrario, su implementación es más difícil ya que necesita aumentar los transmisores de señal. Imprimir ciberseguridad en la red y los dispositivos y usuarios conectados es el otro aspecto destacable que sigue siendo tema pendiente.

 

4. Wago es miembro desde su fundación de la 5G-ACIA, (Alianza para las Industrias Conectadas y la Automatización), foro mundial central para dar forma a 5G en el ámbito industrial. Es una plataforma, con un gran número de empresas del sector, donde están creando conjuntamente un nuevo ecosistema de ICT y OT, estableciendo las bases para un mercado emergente muy atractivo. Disponemos de un PLC programable con conectividad 4G especialmente diseñado para el sector de la energía con ciberseguridad integrada. Es un producto evolucionado del 3G que, viendo la respuesta de los clientes por esta tecnología, se espera evolucionar a la 5G para cubrir la futura demanda.

 

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Este artículo aparece publicado en el nº 547 de Automática e Instrumentación págs. 48 a 51.

   La tecnología 5G permite la fabricación flexible

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