O Network Slicing traduz-se na capacidade das redes 5G Stand-alone para serem segmentadas em várias parcelas, cada uma executando diferentes casos de uso. Este é o novo recurso que já está a ajudar empresas, municípios, entidades públicas ou privadas a melhorar o desempenho, a flexibilidade e o dinamismo das comunicações móveis para desenvolver novos serviços, operações e aplicações da era avançada do 5G.

No final do verão de 2022, a fábrica italiana de Comau, empresa de automação industrial e robótica, sedeada em Turim, utilizou a sua rede 5G privada para testar três novas aplicações de uso intensivo de dados. O primeiro caso envolveu a ligação de um robô físico ao seu gémeo digital (ou réplica digital). A baixa latência e a sincronização em tempo real entre ambos permitiram modelar os processos de produção e fornecer informações críticas para otimizar recursos, sistemas, abordagens e rotinas de trabalho.

Numa segunda aplicação, a unidade fabril recorreu a um ecossistema de sensores para monitorizar em tempo real todos os equipamentos e operações a decorrer no chão de fábrica. Os dados foram recolhidos numa plataforma, que forneceu várias indicações sobre manutenção preditiva, processos de produção e controlo de qualidade. Recorrendo a Realidade Aumentada e transmissão de vídeo, o terceiro caso de uso viabilizou, por fim, a formação à distância das equipas de manutenção da empresa.

Para alcançar estes resultados, a fábrica italiana tirou partido de uma das vantagens mais promissoras das redes móveis 5G Stand-alone – o Network Slicing. O termo técnico traduz a capacidade da rede 5G para ser segmentada em várias parcelas com a finalidade de executar diferentes funcionalidades. Valerá a pena, por isso, entender o conceito e o que representa este recurso das comunicações móveis de última geração para praticamente todos os sectores da economia.

Uma rede móvel personalizada

Quando em causa estão necessidades tecnológicas de empresas ou de entidades públicas, não há um modelo-padrão que sirva para todos. Dependendo da dimensão, dos serviços e das operações de cada um, a rede poderá ter latência, largura de banda ou requisitos de segurança a variar de caso para caso, podendo até diferir entre os departamentos ou processos da mesma empresa.

O Network Slicing permite aos operadores de telecomunicações fatiar a rede de um cliente em várias partes para assegurar diferentes conjuntos de casos de uso, dispositivos ou aplicações. Ao fracionar a rede, é possível adaptar as suas configurações para melhorar a eficiência, o desempenho e a flexibilidade necessários para tarefas específicas.

O caso de uso aplicado aos carros-patrulha do Departamento de Polícia da cidade de Kaohisung, em Taiwan, pode servir como um bom exemplo. Juntamente com o operador nacional Far EasTone, a Polícia desenvolveu uma solução inteligente com reconhecimento automático de matrículas alimentado por Inteligência Artificial para identificar viaturas roubadas. Para a aplicação funcionar, porém, foi necessário segmentar a rede 5G usada pelas autoridades policiais de forma a alcançar uma conexão de alto desempenho, com latência ultrabaixa e grande velocidade.

Também a Universidade de Vigo, em Espanha, conectou o robô Spot, fabricado pela Boston Dynamics, a uma fatia específica da rede 5G instalada no campus para virtualizar e automatizar os seus serviços críticos. Uma plataforma de software facilitou depois a operação remota do robô e a recolha de dados e imagens das instalações, enviadas em tempo real às equipas de segurança.

Flexibilidade e segurança

Os novos recursos da polícia de Taiwan e da Universidade de Vigo só foram possíveis porque, através do Network Slicing, cada fatia é em si uma rede isolada de ponta a ponta, podendo ser adaptada e ajustada em tempo real aos requisitos de uma aplicação em particular. Significa isto que o tráfego de um segmento da rede não interfere no tráfego das outras parcelas da rede. Outra vantagem deste recurso do 5G, segundo os especialistas, é a maior resistência a ataques cibernéticos uma vez que ficam contidos numa única parte e impedidas de afetar outras parcelas da rede.

Um dos principais benefícios do corte de rede é fornecer flexibilidade e agilidade nas operações. Será mais ou menos como ter à nossa disposição uma pizza familiar cortada em várias partes e em que cada fatia serve um propósito distinto.

Os segmentos podem ser separados e configurados de acordo com os serviços, sem ser necessário configurar uma nova rede. Essa vantagem permite aos operadores hospedar uma ampla gama de requisitos para vários casos de uso numa única rede, adaptando, acrescentando e configurando a rede à medida que as necessidades surgem.

Outro exemplo apontado como notável no uso deste recurso foi o trabalho desenvolvido no Porto de Hamburgo, na Alemanha. O projeto 5G-MoNArch consistiu em instalar uma estação base de rádio 5G para fornecer conectividade a uma área de oito mil hectares. Parte deste programa esteve centrado no recurso do Network Slicing para fornecer diferentes aplicações industriais complexas. Três casos de uso foram testados, todos com diferentes requisitos de rede. O primeiro implicou sensores de dados em três navios, que possibilitaram a monitorização ambiental em tempo real.

No segundo caso, o centro de gestão rodoviária do porto foi conectado a um semáforo através de uma fatia da rede 5G para que as equipas pudessem controlar remotamente os veículos. A última solução recorreu a dispositivos de Realidade Aumentada, usada pelos engenheiros do porto, para terem acesso aos dados necessários quando estavam no local.

Benefícios e beneficiários

O projeto no porto de Hamburgo forneceu uma demonstração da flexibilidade que a segmentação da rede 5G pode proporcionar em condições reais, servindo como um potencial modelo para o uso industrial da tecnologia 5G. Apoiar a adoção da Internet Industrial das Coisas (IIoT), entre outras tecnologias, será, aliás, um dos grandes benefícios do corte da rede 5G.  

A capacidade pode, inclusive, fornecer uma parte dedicada e contida da rede para controlar e suportar com total autonomia soluções críticas de IIoT, assegurando comunicações confiáveis e qualidade de serviço essenciais para aplicações como máquinas autónomas sem fio no chão de fábrica.

A indústria é, naturalmente, um grande beneficiário, mas o Network Slicing pode ser aplicado na digitalização de qualquer sector, incluindo na segurança e proteção civil. Isso mesmo ficou demonstrado no modelo de supervisão de desastres naturais desenvolvido para o Departamento Municipal de Gestão de Emergências de Lishui, na China.

O projeto recorre às capacidades do 5G e do corte de rede para monitorizar potenciais desastres naturais e avaliar as respostas de emergência. Recorrendo, por exemplo, às capacidades do Network Slicing, a solução utiliza uma fatia de rede, especificamente configurada para alta confiabilidade e segurança, para controlar à distância drones e botes salva-vidas não tripulados como parte do seu sistema de busca e salvamento automatizado.

Com o desenvolvimento de novos serviços e aplicações na era do 5G, os diferentes sectores irão necessitar de comunicações móveis cada vez mais sofisticadas e capazes de assegurar um grande número de ligações, latência de milissegundos ou confiabilidade próxima dos 100%. Com a segmentação, possível em redes 5G Stand-alone, será possível atender a esses requisitos.

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