Tradicionalmente, a tecnologia celular não se mostrou adequada para a mineração.
Para as mineradoras, a tecnologia celular apresentou desafios em termos de acessibilidade às redes e confiabilidade em situações críticas . Por isso, a tecnologia celular, por si só, não se mostrou ideal para a mineração. Assim, o setor tem se baseado principalmente no Wi-Fi para comunicação de dados sem fio.
As quatro primeiras gerações de redes celulares foram essencialmente projetadas pensando no mercado consumidor. Em sua maioria, os consumidores acessam as redes com seus telefones, baixando dados em áreas com acesso irrestrito a diversas torres e antenas de celular.
Com o advento do 5G , as redes celulares estão se tornando mais robustas e mais adequadas para aplicações industriais. Compreender as diferenças entre o 4G e o 5G, bem como as vantagens e desvantagens de cada tecnologia, exige o estabelecimento de alguns princípios básicos, que abordaremos a seguir.
Entendendo a diferença entre 4G e LTE
O 4G é a quarta geração da tecnologia de rede móvel (celular) que se tornou comercialmente viável em 2010. O 4G representou um grande avanço em relação à terceira geração (3G) anterior em termos de largura de banda, latência e confiabilidade da rede.
Então, qual é exatamente a diferença entre 4G e LTE? A confusão em torno de 4G, LTE e LTE+ reside no fato de que esses termos definem os requisitos mínimos de serviço, mas não como esses requisitos são atendidos. Mobile WiMAX e EV_DO são dois exemplos de padrões operacionais alternativos para tecnologias 4G que atendem aos requisitos de serviço estabelecidos.
O LTE é o padrão operacional mais comum para tecnologias 4G, conforme definido pelo 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Em 2011, a versão 10 do 3GPP definiu os critérios para o LTE+ (ou LTE Advanced; LTE-A), que se tornou o padrão global dominante e lançou as bases para a evolução para o 5G.
O 5G abre novas possibilidades para aplicações em mineração.
O 5G utiliza o mesmo espectro de rádio e infraestrutura de rede que o 4G, com a adição de espectro de frequência mais alta e tecnologias de transmissão aprimoradas. Essas adições aumentam a capacidade da rede e podem oferecer velocidades até 100 vezes maiores que as redes 4G.
No que diz respeito à operação da rede, o núcleo 5G (ou o "cérebro" da rede) utiliza uma arquitetura baseada em API, em contraste com a arquitetura baseada em IP usada no 4G. A arquitetura virtualizada do 5G tem o potencial de suportar casos de uso industriais críticos em termos de tempo, incluindo a operação autônoma de máquinas e o posicionamento preciso de dispositivos conectados.
Investir em uma solução à prova de futuro exige uma abordagem equilibrada.
Em geral, sua rede sem fio durará de cinco a sete anos se for bem instalada e a seleção de produtos for sólida. Temos clientes com redes que já têm mais de 10 anos, mas nesses locais o aumento de demanda foi mínimo. Nesses casos, a rede ainda consegue atender às necessidades, mesmo sendo relativamente antiga.
A vida útil da sua rede depende do desgaste a que a infraestrutura de rede será submetida, das necessidades variáveis de capacidade e da introdução de novas tecnologias de rede. O primeiro ponto é basicamente autoexplicativo.
Se a sua infraestrutura estiver instalada perto da frente de uma mina subterrânea, ela estará mais propensa a danos, o que afeta diretamente sua vida útil potencial. Se você decidir adicionar mais equipamentos operados remotamente e autônomos, o aumento da sua necessidade de capacidade de dados poderá exigir uma atualização da rede. Por fim, à medida que as tecnologias de rede se tornam mais acessíveis e econômicas, e novos produtos são lançados, você pode querer atualizar a rede para aproveitar essas novas possibilidades.
Embora seu primeiro impulso possa ser o de obter a rede mais recente e melhor, você deve entender que os casos de uso reais de mineração que podem explorar totalmente o 5G e a tecnologia que ele possibilita ainda estão em fase inicial. Você também deve ter em mente que, com novas tecnologias, surgem novos desafios, principalmente em termos de manutenção e operação.
Após seu lançamento comercial em 2001, a descontinuação (ou fim do suporte) das redes 3G foi finalizada pela maioria das principais operadoras em 2022. Com base na vida útil do 3G, podemos estimar que as redes 4G ainda estarão disponíveis e comercialmente viáveis até pelo menos 2030. Isso significa que o 4G coexistirá com as gerações posteriores de redes (5G e além), tornando-o comercialmente viável por muitos anos.
As futuras gerações de tecnologia celular proporcionarão apenas melhorias incrementais.
O órgão internacional de padronização 3GPP já está planejando redes 6G. Mas os avanços do 6G e das gerações subsequentes provavelmente serão menos drásticos do que as mudanças trazidas pelo advento do LTE e do 5G. Isso ocorre porque existem limites físicos na capacidade e na largura de banda de qualquer meio de transmissão, seja um fio de cobre ou uma rede de rádio.
Publicado pela primeira vez em 1948, o teorema de Shannon-Hartley (ou lei de Shannon) define o limite superior da taxa na qual os dados podem ser transmitidos por qualquer canal de comunicação sem erros. À medida que a tecnologia celular continua a avançar, nos aproximamos desse limite máximo.
Em comparação com o 4G, o 5G utiliza uma gama mais ampla de frequências, mais antenas e esquemas de modulação de ordem superior para oferecer maior capacidade de rede e velocidades de dados mais rápidas. Eventualmente, os limites da rede, conforme definidos pela Lei de Shannon, serão atingidos. Isso significa que as futuras redes celulares terão um poder limitado, portanto, você não perderá muita coisa se continuar usando as tecnologias 4G e 5G por muitos anos.
As soluções de rede híbridas costumam ser a melhor opção para mineradores.
Para a maioria, a melhor solução será híbrida, podendo incluir tecnologias como LTE, Wi-Fi, mesh, Bluetooth, tecnologias celulares de baixa potência e longo alcance (LPWA), como Nb-IoT (Narrow Band IoT ) e LTE-M (LTE Machine), dependendo dos requisitos da sua aplicação. Satélites também estão surgindo como um componente viável nessa solução.
Uma solução híbrida pode utilizar a rede celular para amplas áreas de cobertura, aproveitando outras tecnologias para preencher as lacunas. Para alcançar áreas de difícil acesso, como subterrâneos, em fossas e atrás de depósitos de rejeitos, você pode reforçar a rede celular com uma solução como o Rajant Instamesh, uma tecnologia simples, ágil e flexível que permite interligar máquinas sem fio para cobrir essas áreas.
As redes híbridas estão se tornando cada vez mais comuns em implantações de redes celulares porque oferecem mais recursos, permitem maior versatilidade e simplificam o processo. É uma excelente maneira de aproveitar os pontos fortes de tecnologias completamente diferentes e utilizá-las para as tarefas em que cada uma se destaca.
Então, a resposta para a pergunta: "O 5G é melhor que o 4G para mineração?" depende de cada negócio e mina em particular. Com um conhecimento prático da tecnologia celular, das suas necessidades atuais e do seu planejamento para os próximos cinco a sete anos, você pode construir uma solução de rede preparada para o futuro, pronta para a digitalização e a automação.
A adoção do 5G pode apresentar uma série de desafios para os mineradores.
Mesmo com maior capacidade, maior taxa de transferência e menor latência, o 5G ainda apresenta diversos desafios para os mineradores. O primeiro deles é simplesmente o acesso à infraestrutura pública em áreas remotas.
Ao construir redes celulares privadas, é preciso lidar com custos, licenciamento e disponibilidade de largura de banda. O mesmo ocorre com questões relacionadas à adaptação das redes às constantes mudanças nos locais de mineração e à garantia de cobertura em áreas de difícil acesso, especialmente no subsolo.
Além do acesso à rede, as antenas e outros equipamentos de rede muitas vezes não têm a durabilidade necessária para suportar as condições adversas da mineração. Lidar com a operação, manutenção e conservação de redes celulares exige conhecimento especializado que muitas empresas não possuem internamente.
Por fim, a maioria das operações de mineração ainda não possui veículos, máquinas e sistemas para aproveitar todo o potencial das redes 5G. Com tudo isso em mente, os mineradores precisam adotar uma abordagem pragmática ao investir em uma solução de rede preparada para o futuro.
Encontrar a solução de rede certa para a sua mina.
As redes de telecomunicações são a espinha dorsal da digitalização e da automação. A sua escolha de tecnologias de telecomunicações desempenhará um papel crucial na concretização das suas aspirações de modernizar a sua mina e de aumentar a segurança, a eficiência e a produtividade.
Para auxiliar os mineradores em todos os aspectos da gestão de uma rede sem fio, a Epiroc investiu nos últimos anos na expansão de seu portfólio de soluções e em sua expertise interna. Isso inclui oferecer uma solução de Rede como Serviço (NaaS) que permite aos mineradores aproveitar os benefícios da conectividade sem se preocupar com recursos, capacidade ou programação.
Fonte: https://www.epiroc.com/en-us/newsroom/2024/5g-better-and-why
