El mundo está pasando rápidamente de la fabricación dirigida por humanos utilizando líneas de montaje computarizadas a fábricas inteligentes en gran parte automatizadas que fabrican de manera más eficiente utilizando datos en tiempo real. Considerada por muchos como la cuarta revolución industrial, o 'Industria 4.0', esta transformación requiere un conjunto de tecnologías para cumplir su promesa de comunicaciones ultra confiables de baja latencia (URLLC). Desde dispositivos inteligentes hasta sistemas de aprendizaje automático y comunicaciones generalizadas, la necesidad de velocidades ultrarrápidas y confiabilidad requiere tecnologías que puedan conectarse en una variedad de situaciones sin dejar de cumplir con las regulaciones regionales. Los proveedores de tecnología y telecomunicaciones han creado una solución, redes privadas 5G, para enfrentar el desafío.

La industria manufacturera está explorando la tecnología 5G a un ritmo acelerado, en gran parte para permitir casos de uso impulsados ​​por IA, como la fabricación de ciclo cerrado, la fabricación adaptativa , el análisis predictivo para el mantenimiento y la capacitación y seguridad de los trabajadores basada en la realidad extendida (XR), dice Jagadeesh. Dantuluri, gerente general de redes privadas y dedicadas de Keysight Technologies. "No se trata de una línea de montaje estática que realiza la misma acción una y otra vez, sino de una que puede cambiar según sus necesidades", dice. "Las redes privadas esencialmente permiten nuevos modelos de negocios en la fabricación".

Sin embargo, los beneficios de las redes privadas 5G se extienden más allá de la fabricación. Debido a que la tecnología ofrece una conectividad más confiable, tasas de datos más rápidas y menor latencia, y mayor escalabilidad, seguridad y control de red que las tecnologías de comunicaciones anteriores, las redes privadas 5G impulsarán las innovaciones en muchos sectores industriales y empresariales.

Los beneficios de las redes privadas 5G

Una red celular privada se basa en estándares definidos por el Proyecto de asociación de tercera generación (3GPP) (como LTE o 5G), pero ofrece cobertura local dedicada. Esto es importante para instalaciones remotas donde no existen redes públicas o donde la cobertura interior no es sólida. Una red privada también hace uso exclusivo de la capacidad disponible; no hay contención de otros usuarios de la red, como en una red pública. Los operadores privados también pueden implementar sus propias políticas de seguridad para autorizar a los usuarios, priorizar el tráfico y, lo que es más importante, garantizar que los datos confidenciales no salgan de las instalaciones sin autorización.

​​La naturaleza dedicada de las redes privadas 5G junto con un servicio personalizado, control intrínseco y capacidades URLLC proporciona una comunicación inalámbrica industrial más confiable para una amplia variedad de casos de uso, dice Dantuluri: "Las aplicaciones incluyen control inalámbrico, en tiempo real y de circuito cerrado y automatización de procesos, y producción basada en IA y diseño basado en AR/VR para trabajadores in situ y remotos”, explica. “Además, la conectividad de bajo costo permite que los sensores se implementen fácilmente en una variedad más amplia de escenarios, lo que permite a las empresas crear aplicaciones innovadoras y recopilar datos en tiempo real”.

​El sector industrial se dirige hacia una transformación digital masiva, y la integración de los sistemas de tecnología de la información (TI) con los sistemas de tecnología operativa (OT) acelerará este proceso. Las tecnologías digitales también permitirán muchos casos de uso nuevos, como la fabricación automatizada.

Una red privada 5G permite que una instalación sincronice e integre datos de seguimiento en su flujo de trabajo, lo que permite configurar las líneas de producción en tiempo real, dice Dantuluri. “Dado que las líneas de montaje y la infraestructura de la fábrica, como los brazos robóticos, los robots móviles autónomos (AMR), los vehículos guiados autónomos (AGV) y los sensores, están conectados de forma inalámbrica, configurar o mover elementos de montaje bajo demanda es mucho más fácil. Este caso de uso exige cobertura y conectividad inalámbrica de baja latencia y alta confiabilidad, y tasas de datos potencialmente altas tanto en el enlace ascendente como en el enlace descendente, y tal vez soporte para redes sensibles al tiempo (TSN) en el futuro. Esta aplicación de caso de uso solo se puede lograr con redes privadas 5G”.

Fuera del sector industrial, las redes privadas 5G permiten aplicaciones móviles de realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR), lo que permite, por ejemplo, que los ingenieros vean planos superpuestos, los soldados tengan pantallas de visualización frontal y las empresas tengan reuniones virtuales. en el campo o trabajando de forma remota. "Si se debe reparar una máquina, y un técnico o un trabajador de la fábrica tiene gafas AR, pueden tener información técnica superpuesta en el dispositivo del mundo real para ver qué está mal", dice Dantuluri. "Y el centro de datos puede enviar instrucciones sobre cómo hacer las reparaciones, paso a paso".

A medida que las empresas se den cuenta de los beneficios de la conectividad generalizada, de baja latencia, alto ancho de banda y segura, las aplicaciones de las redes privadas 5G se expandirán. Para fines de 2024, los analistas esperan que la inversión en redes privadas 5G ascienda a decenas de miles de millones de dólares . Un análisis separado realizado por el brazo de investigación de la firma de inversión JP Morgan predice que la oportunidad empresarial global para 5G superará los $ 700 mil millones para 2030 .

Mejor seguridad

Las redes privadas 5G han mejorado la seguridad de la red independiente 4G anterior y pueden abordar mejor varias amenazas de seguridad existentes. Como la mayoría de las tecnologías nuevas, es probable que las redes privadas 5G tengan problemas de seguridad que deben abordarse, pero la seguridad se ha convertido en una consideración primordial tanto en el desarrollo de los estándares para 5G como en los enfoques de implementación. Además, las empresas pueden aumentar aún más esas funciones de seguridad con tecnologías novedosas , como esquemas de encriptación más robustos y una arquitectura de confianza cero, ya que las redes privadas brindan un control total a su propietario, un beneficio que no es posible en las redes públicas.

El enfoque en mejorar la seguridad impulsará aplicaciones nuevas e innovadoras, especialmente en áreas de alta seguridad como puertos marítimos y aeropuertos, dice Dantuluri. 'Las redes privadas brindan la flexibilidad de movimiento que requieren los puertos marítimos', dice. "En los aeropuertos, después de que aterriza un avión, los datos del motor pueden comenzar a descargarse incluso antes de que el avión atraque en la puerta de embarque, lo que ahorra mucho tiempo y ayuda a las aerolíneas a cumplir con el cronograma".

Flexibilidad inalámbrica

La mayoría de los robots de fabricación están conectados a redes cableadas, pero una conectividad mejorada y una mejor seguridad significan que los dispositivos conectados pueden moverse más fácilmente y permanecer conectados a los sistemas y datos necesarios. Además, las redes 5G están diseñadas para permitir que los dispositivos permanezcan conectados cuando se mueven entre celdas, mientras que muchas redes Wi-Fi requieren que los dispositivos se vuelvan a conectar después de moverse.

Esta ventaja vale la pena en escenarios donde una red inalámbrica debe cubrir un área grande, dice Dantuluri. 'Instalaciones como minas, aeropuertos y puertos marítimos requieren una cobertura geográfica significativa del orden de varios kilómetros cuadrados', dice. "Otras tecnologías inalámbricas tienen un alcance muy limitado, lo que las hace inadecuadas para estos casos de uso".

Además, también hay beneficios para las aplicaciones remotas. Hoy en día, la mayoría de las plataformas petroleras en alta mar, por ejemplo, dependen de redes locales y de comunicaciones por satélite separadas. Las conexiones de red privada 5G no solo son más seguras e interoperables, sino que reducen el costo de las comunicaciones híbridas, combinando redes de área local, celulares y satelitales.

Una revolución en conectividad

La industria ha evolucionado rápidamente en las últimas dos décadas, desde máquinas impulsadas por vapor que automatizan la fabricación hasta líneas de ensamblaje que simplifican la producción y sistemas computarizados que crean productos más precisos. El aprendizaje automático y la conectividad rápida y confiable prometen hacer posible la próxima revolución industrial, la Industria 4.0.

Cada industria aplicará los avances de la Industria 4.0 para ayudar a mejorar sus operaciones. Las redes privadas 5G serán cruciales para ese esfuerzo. "Hoy en día, la automatización es significativa, pero todo se hace con cables, por lo que los sistemas (industrias, robótica, sensores) son difíciles de personalizar rápidamente", dice Dantuluri. "A medida que aumente la adopción de redes privadas 5G, todos los sistemas se automatizarán y conectarán con tecnología inalámbrica de baja latencia, lo que permitirá modelos comerciales adaptables".

Este contenido fue producido por Insights, el brazo de contenido personalizado de MIT Technology Review. No fue escrito por el equipo editorial de MIT Technology Review.