Redes Privativas 4G-5G

Até poucos anos atrás, se uma empresa quisesse implantar uma rede wireless privativa, adicionando dispositivos IoT e soluções de automação, as opções existentes seriam limitadas a Wi-Fi ou tecnologias de rede proprietárias, como LoRaWAN ou Sigfox. Essas redes eram adequadas para conectar dispositivos à Internet e para casos de uso simples. As limitações de cobertura, mobilidade e segurança, sua incompatibilidade com as redes celulares públicas, bem como seus altos custos de gerenciamento dificultaram sua adoção abrangente.

Recentemente, novos tipos de Redes Privativas que utilizam tecnologias 4G LTE ou 5G NR, começaram a ser implantadas em todo o mundo por milhares de empresas. Como essas redes usam tecnologias celulares padronizadas pelo 3GPP, elas oferecem às organizações muitos dos recursos de cobertura, mobilidade e segurança necessários para aplicações mais avançadas. Além disso, os custos de gerenciamento de longo prazo dessas redes costumam ser menores do que outras tecnologias sem fio.

No entanto, as empresas enfrentam muitas dúvidas ao considerar se devem implantar uma Rede Privativa LTE/5G, incluindo como essas redes funcionam e quais são as vantagens específicas que elas oferecem sobre outras tecnologias. Este artigo ajudará a responder a essas e outras perguntas, além de fornecer informações sobre recursos técnicos adicionais que as empresas podem utilizar.

O que são Redes Privativas?

Nos últimos anos, empresas do Brasil e do mundo estão passando por uma transformação digital sem precedentes, impulsionada pela adoção de aplicativos e serviços nativos em nuvem, internet das coisas (IoT), data analytics, inteligência artificial, realidade aumentada, blockchain entre outras. Embora o grau de implementação dessas tecnologias varie em cada segmento, um fator comum se mantém verdadeiro: a necessidade de conectividade e mobilidade em uma rede rápida, segura e estável.

Uma Rede Privativa (LTE ou 5G) é uma rede que fornece conexões de comunicação para usuários pertencentes a uma organização, ao mesmo tempo em que oferece serviços específicos adaptados às necessidades de cada negócio. Para aplicações industriais, a implantação de redes móveis privativas – para atender aos requisitos de confiabilidade, latência e segurança de aplicações críticas – é fundamental para as novas tecnologias conhecidas como Indústria 4.0.

As Redes Privativas funcionam da mesma forma que as redes públicas das operadoras:

1. Os dispositivos habilitados usam espectro licenciado da Anatel para receber/transmitir dados de/para estações radiobase;
2. A infraestrutura da rede de acesso (RAN) pode ser composta de rádios de diferentes capacidades, de picocells (para ambientes indoor, como shopping centers e manufaturas) até macrocells (para cobertura em uma fazenda, por exemplo).
3. A infraestrutura em fibra óptica então transporta esses dados da RAN para o Core de rede 4G/5G, seja ele local e independente ou compartilhado com a operadora;
4. Esses dados podem ser tratados internamente na localidade ou serem enviados pela internet.

A alocação de frequências para estabelecer Redes Privativas foram introduzidas e normatizadas em vários países nos últimos anos. No Brasil houve a alocação de várias frequências, incluindo 100 Mhz de banda entre 3.7-3.8 GHz. As novas frequências para uso de Redes Privativas são expressas em vários termos, como frequências não licenciadas, privativas, locais ou compartilhadas.

Quem pode implementar uma Rede Privativa?

Qualquer empresa pode configurar e operar sua própria Rede Privativa LTE/5G. Para isso, a empresa precisa de:

• Espectro de radiofrequência privado autorizado pela Anatel (via solicitação) ou fornecido por uma operadora;
• Infraestrutura LTE/5G: estações radiobase, Core, Edge Computing e outros equipamentos adquiridos de fornecedores de equipamentos de infraestrutura de rede;
• Smartphones, módulos IoT, roteadores, gateways e outros dispositivos de borda com SIMcards apropriados para se conectar à Rede Privativa LTE/5G.

Como implementar uma Rede Privativa?

As Redes Privativas podem ser implementadas em diversos modos, classificados em:

• Independente: quando toda a infraestrutura pertence à empresa contratante, sem nenhuma conexão com a rede móvel pública;
• Compartilhada com a rede pública: quando apenas parte da infraestrutura fica na empresa e existe o uso de serviços da operadora móvel (como RAN, Core ou Edge compartilhado);
• Compartilhada com uma ISP/CSP: idem acima, com o uso de um Core remoto pertencente a uma empresa que comercializa redes privativas.

As figuras abaixo descrevem esses modos de implantação:

Quais são as vantagens das Redes Privativas?

As vantagens típicas de uma Rede Privativa podem ser resumidas da seguinte forma:

• Segurança de dados internos: uma Rede Privativa garante segurança e privacidade, evitando vazamentos de informações. Todos os dados gerados na empresa são tratados por infra dedicada, local ou remota.
• Latência ultrabaixa: a adição de um servidor de Edge Computing possibilita que todo o processamento de dados seja localizado na empresa. Desse modo, o atraso de rede entre os dispositivos e o servidor de aplicativos é mínimo, permitindo serviços de latência ultrabaixa, como aplicativos de controle de movimento (veículos autoguiados são um exemplo).
• Qualidade dos serviços: as configurações das Redes Privativas podem ser customizadas para atender aos requisitos dos aplicativos corporativos, ao contrário da configuração padrão da rede pública. A configuração inclui todos os parâmetros que podem afetar o desempenho da taxa de dados, confiabilidade, latência e etc.
• Autonomia: a natureza de uma Rede Privativa autônoma garante sua operação independente, mesmo que ocorram falhas externas à empresa.

Qualquer smartphone ou IoT pode acessar Redes Privativas?

Isso depende do modo de implantação das redes. Embora as Redes Privativas LTE/5G usem a mesma tecnologia celular que as operadoras, existe uma programação específica de parâmetros nos dispositivos (smartphones, módulos IoT, etc) para que estes sejam capazes de operar no espectro sem fio utilizado pela Rede Privativa (parâmetros como MCC, MNC, APN, etc).

Desse modo, as Redes Privativas independentes (que não se conectam à operadora) precisarão de um SIMcard exclusivo, que são baratos e fáceis de obter de fornecedores de equipamentos de rede. Normalmente eles estão incluídos no projeto geral da rede.

Se a Rede Privativa for implantada por uma operadora (em modo compartilhado) os dispositivos podem usar o mesmo SIMcard da operadora para se conectar à rede. Existe ainda a possibilidade de uso simultâneo de SIMcards privativos e comerciais, em dispositivos dual-sim.

Quais são as bandas de radiofrequência disponíveis no Brasil?

Frequências já disponíveis, conforme a cartilha da Anatel*:

• 225–270 MHz (45 MHz);
• 703–708 MHz e 758–763 MHz (5+5 MHz) (Segmento Infraestrutura);
• 1487–1517 MHz (30 MHz);
• 2390–2400 MHz (10 MHz);
• 2485–2495 MHz (10 MHz);
• 3700–3800 MHz (100 MHz);
• 27,5–27,9 GHz (400 MHz).

Faixas em fase final para disponibilização:

• 410–415 MHz e 420–425 MHz (5+5 MHz).

* https://sistemas.anatel.gov.br/anexar-api/publico/anexos/download/bea420272ee3745f8573d9

O que torna as redes LTE e 5G privativas melhores do que as redes Wi-Fi?

As redes LTE e 5G privativas oferecem muitas vantagens em relação às redes Wi-Fi:

• Melhor cobertura em grandes áreas geográficas, subterrâneos e dentro de prédios ou outras instalações.
• Mobilidade total dos dispositivos, com transição indoor/outdoor sem interrupções.
• Maior segurança, com métodos de autenticação avançada e criptografia nativa.
• Maior disponibilidade de dispositivos para Indústria 4.0.
• Altíssima disponibilidade (99,999%).
• Uso de licenças de radiofrequência sem interferências.

Além disso, como os dispositivos LTE e 5G privados usam a mesma tecnologia das redes celulares públicas, eles podem se integrar a essas redes se saírem da área de cobertura da Rede Privativa. Por exemplo, uma empresa pode monitorar e controlar uma empilhadeira automatizada caso o equipamento saia do alcance de sua rede 5G privativa, desde que tenha a capacidade de se integrar à rede 5G pública da operadora.

A questão então se resume assim: se uma empresa deseja fornecer ampla cobertura a muitos dispositivos em uma área ampla, remota ou subterrânea, garantindo a segurança de seus dados, reduzindo seus custos de administração de rede e mantendo controle de dados e de acesso, deve considerar investir em uma Rede Privativa LTE/5G.

Alguns exemplos de casos de uso de rede LTE privativa e rede 5G privativa incluem:

Manufatura: as instalações de fabricação podem usar redes LTE e 5G privativas para conectar seus sistemas de TI aos equipamentos de fabricação, permitindo a implantação de veículos guiados automatizados (AGV), máquinas remotas de controle robótico, monitoramento de processos de fabricação, manutenção preditiva, controle automatizado de uso de EPI, controle de acesso por câmeras com AI e muitos outros aplicativos IoT.

Warehouses / Logística: com uma Rede Privativa LTE/5G, varejistas online e operadores de warehouses podem implantar a coleta robotizada de produtos, rastreamento de entradas e saídas de materiais, controle de estoque, segurança integrada e muitos outros aplicativos de IIoT.

Agronegócio: Redes Privativas permitem o uso de drones de análise de plantações; automatização de implementos, tratores e caminhões; soluções com IoT para controle de pragas; tecnologias AR/VR para treinamento; controle de acesso e segurança e muito mais.

Aeroportos, estações de trem, estádios e espaços públicos: os grandes locais públicos geralmente precisam de uma forte cobertura, tanto dentro de suas instalações quanto ao ar livre. Para atender as necessidades de conectividade de seus funcionários, dispositivos IoT e centenas a milhares de visitantes, as Redes Privativas LTE e 5G podem entregar tudo com segurança, mobilidade e controle total.

Utilities e Energia: ao fornecer às concessionárias conectividade segura, flexível e confiável em uma ampla área geográfica, as redes LTE e 5G privativas permitem a conexão de aplicativos de IoT de maneira fácil e acessível. Alguns exemplos de casos de uso incluem: medidores inteligentes de consumo, controle de transformadores e outros tipos de infraestrutura de rede, gerenciamento remoto de subestações, vigilância e manutenção por drones, tecnologias AR/VR para manutenção de equipamentos, bem como controle de veículos usados pela força de trabalho móvel.

Mineração, Petróleo e Gás: redes LTE e 5G privativas fornecem a conectividade confiável necessária para aplicativos IIoT que se conectam a máquinas de perfuração e extração, equipamentos portáteis e outros, mesmo que esses equipamentos sejam subterrâneos ou em um local remoto.

Campus: Universidades, hospitais, hotéis, escritórios, condomínios residenciais, shopping centers e malls, centros de convenções e outros locais e instalações onde um grande número de usuários ou dispositivos IoT precisam de conectividade à Internet rápida, confiável e segura podem se beneficiar de uma rede LTE ou 5G privativa.

Concluindo

As novas gerações de Redes Privativas, sejam em 4G ou 5G, fornecem toda a conectividade necessária para a implantação imediata das tecnologias da Indústria 4.0, seja no agronegócio, na manufatura ou em qualquer outra atividade industrial ou comercial. Segurança máxima, cobertura ampla, grande número de terminais, múltiplos e diferentes casos de uso.

A Edge UOL e seus parceiros podem ajudar sua empresa a implantar Redes Privativas com agilidade, rapidez e a certeza de contar com profissionais especializados e as melhores soluções tecnológicas disponíveis no mercado mundial. Nos procure e traga suas necessidades.