Tradicionalmente, la tecnología celular no se ha adaptado bien a la minería.
Para los mineros, la tecnología celular ha presentado desafíos en cuanto al acceso a las redes y la fiabilidad de las operaciones críticas . Por ello, la tecnología celular por sí sola no ha sido la solución ideal para la minería. Así, la industria ha dependido principalmente de Wi-Fi para la comunicación inalámbrica de datos.
Las primeras cuatro generaciones de redes celulares se diseñaron pensando principalmente en el mercado de consumo. En general, los consumidores acceden a las redes con sus teléfonos y descargan datos en zonas con acceso sin restricciones a numerosas torres y antenas de telefonía móvil.
Con la llegada del 5G , las redes celulares se están volviendo más robustas y se adaptan mejor a los casos de uso industrial. Para comprender las diferencias entre 4G y 5G, así como las ventajas y desventajas de cada tecnología, es necesario establecer algunos principios básicos, que abordaremos a continuación.
Comprender la diferencia entre 4G y LTE
4G es la cuarta generación de tecnología de redes móviles (celulares), que se volvió comercialmente viable por primera vez en 2010. 4G supuso un gran avance con respecto a la tercera generación anterior (3G) en términos de ancho de banda, latencia y fiabilidad de la red.
Entonces, ¿cuál es exactamente la diferencia entre 4G y LTE? La confusión en torno a 4G, LTE y LTE+ radica en que estos términos definen los requisitos mínimos de servicio, pero no cómo se cumplen dichos requisitos. Mobile WiMAX y EV_DO son dos ejemplos de estándares operativos alternativos para tecnologías 4G que cumplen con los requisitos de servicio establecidos.
LTE es el estándar operativo más común para las tecnologías 4G, según lo define el 3rd Generation Partnership Project (3GPP). En 2011, la versión 10 del 3GPP definió los criterios para LTE+ (o LTE Advanced; LTE-A), que se convirtió en el estándar global dominante y sentó las bases para la evolución a 5G.
El 5G abre nuevas posibilidades para casos de uso en minería.
La tecnología 5G utiliza el mismo espectro radioeléctrico e infraestructura de red que la 4G, con la adición de un espectro de frecuencias más altas y tecnologías de transmisión avanzadas. Estas mejoras aumentan la capacidad de la red y permiten alcanzar velocidades hasta 100 veces superiores a las de las redes 4G.
En lo que respecta al funcionamiento de la red, el núcleo 5G (o el "cerebro" de la red) utiliza una arquitectura basada en API, a diferencia de la arquitectura basada en IP utilizada en 4G. La arquitectura virtualizada de 5G tiene el potencial de admitir casos de uso industriales críticos en tiempo real, como el funcionamiento autónomo de máquinas y el posicionamiento preciso de dispositivos conectados.
Invertir en una solución preparada para el futuro requiere un enfoque equilibrado.
En general, una red inalámbrica bien instalada y con una buena selección de productos durará entre cinco y siete años. Tenemos clientes con redes de más de 10 años, pero sus necesidades apenas han aumentado. En esos casos, la red sigue siendo capaz de satisfacerlas, a pesar de su antigüedad.
La vida útil de su red depende del desgaste que sufra la infraestructura de red, de las necesidades cambiantes de capacidad y de la introducción de nuevas tecnologías de red. El primer punto es bastante obvio.
Si su infraestructura está instalada cerca del frente de una mina subterránea, es más propensa a sufrir daños, lo que afecta directamente su vida útil. Si decide incorporar más equipos autónomos y operados remotamente, su mayor necesidad de capacidad de datos podría requerir una actualización de la red. Finalmente, a medida que las tecnologías de red se vuelven más accesibles y asequibles, y se introducen nuevos productos, es posible que desee modernizar la red para aprovechar esas nuevas posibilidades.
Si bien su primer impulso podría ser adquirir la red más novedosa y avanzada, debe comprender que los casos de uso reales en minería que pueden aprovechar al máximo el 5G y la tecnología que posibilita aún se encuentran en fase incipiente. También debe tener en cuenta que las nuevas tecnologías conllevan nuevos desafíos, especialmente en lo que respecta al mantenimiento y la operación.
Tras su lanzamiento comercial en 2001, la mayoría de los principales operadores finalizaron la retirada gradual de las redes 3G en 2022. Basándonos en la vida útil de la tecnología 3G, podemos estimar que las redes 4G seguirán estando disponibles y serán comercialmente viables al menos hasta 2030. Esto significa que la tecnología 4G coexistirá con las generaciones posteriores (5G y posteriores), lo que la mantendrá comercialmente viable durante muchos años.
Las futuras generaciones de tecnología celular solo proporcionarán mejoras graduales.
El organismo internacional de normalización 3GPP ya está planificando las redes 6G. Sin embargo, es probable que los avances de 6G y las generaciones posteriores sean menos drásticos que los cambios que trajo consigo la llegada de LTE y 5G. Esto se debe a que existen límites físicos en la capacidad y el ancho de banda de cualquier medio, ya sea un cable de cobre o una red de radio.
Publicado por primera vez en 1948, el teorema de Shannon-Hartley (o ley de Shannon) define el límite superior de la velocidad a la que se pueden transmitir datos a través de cualquier canal de comunicación sin errores. A medida que la tecnología celular sigue avanzando, nos acercamos a ese límite máximo.
En comparación con 4G, 5G utiliza un rango de frecuencias más amplio, más antenas y esquemas de modulación de orden superior para ofrecer una mayor capacidad de red y velocidades de datos más rápidas. Con el tiempo, se alcanzarán los límites de la red, según lo define la Ley de Shannon. Esto significa que las futuras redes celulares tendrán una potencia limitada, por lo que no te perderás mucho si sigues utilizando la tecnología 4G o 5G durante muchos años.
Las soluciones de red híbridas suelen ser la mejor opción para los mineros.
Para la mayoría, la mejor solución será una híbrida, que podría incluir tecnologías como LTE, Wi-Fi, redes malladas, Bluetooth y tecnologías celulares de área amplia de baja potencia (LPWA), como IoT de banda estrecha ( Nb-IoT ) y LTE Machine (LTE-M), según los requisitos de la aplicación. Los satélites también se perfilan como un componente viable en esta solución.
Una solución híbrida puede utilizar la tecnología celular para cubrir grandes áreas, aprovechando otras tecnologías para cubrir las zonas sin cobertura. Para acceder a zonas de difícil acceso, como sótanos, fosas y vertederos, se puede reforzar la red celular con un dispositivo como Rajant Instamesh, una tecnología sencilla, ágil y versátil que permite crear una red inalámbrica entre máquinas para cubrir dichas áreas.
Las redes híbridas se están volviendo cada vez más comunes en los despliegues celulares porque ofrecen más funcionalidades, permiten hacer más y son más sencillas. Es una excelente manera de aprovechar las ventajas de tecnologías completamente diferentes y utilizarlas para las tareas en las que cada una destaca.
Entonces, la respuesta a la pregunta: ¿Es 5G mejor que 4G para la minería? Eso depende de cada empresa y mina en particular. Con un conocimiento práctico de la tecnología celular, sus necesidades actuales y su plan estratégico para los próximos cinco a siete años, puede construir una solución de red preparada para el futuro, lista para la digitalización y la automatización.
La adopción de 5G puede presentar una serie de desafíos para los mineros.
Aun con mayor capacidad, mayor rendimiento y menor latencia, la tecnología 5G sigue planteando a los mineros una serie de desafíos. El primero de ellos es, sencillamente, el acceso a la infraestructura pública en zonas remotas.
A la hora de construir redes celulares privadas, es necesario considerar los costos, las licencias y la disponibilidad de ancho de banda. También hay que abordar las cuestiones relacionadas con la adaptación de las redes a las condiciones cambiantes de las minas y la garantía de cobertura en zonas de difícil acceso, especialmente en terrenos subterráneos.
Más allá del acceso a la red, las antenas y otros componentes de red suelen carecer de la durabilidad necesaria para soportar las duras condiciones de la minería. La operación, el mantenimiento y la conservación de las redes celulares requieren conocimientos técnicos de los que muchas empresas no disponen internamente.
Finalmente, la mayoría de las operaciones mineras aún no cuentan con los vehículos, la maquinaria ni los sistemas necesarios para aprovechar todo el potencial de las redes 5G. Por ello, los mineros deben adoptar un enfoque pragmático a la hora de invertir en una solución de red preparada para el futuro.
Encontrar la solución de red adecuada para su mina
Las redes de telecomunicaciones son la columna vertebral de la digitalización y la automatización. La elección de las tecnologías de telecomunicaciones desempeñará un papel crucial para lograr sus objetivos de modernización de la mina y aumentar la seguridad, la eficiencia y la productividad.
Para brindar soporte a los mineros en todos los aspectos de la gestión de una red inalámbrica, Epiroc ha invertido en los últimos años en la expansión de su cartera de soluciones y su experiencia interna. Esto incluye ofrecer una solución de Red como Servicio (NaaS) que permite a los mineros aprovechar las ventajas de la conectividad sin tener que preocuparse por las capacidades, la capacidad o la programación.
Fuente: https://www.epiroc.com/en-us/newsroom/2024/5g-better-and-why
