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RD ENERGÍA

La revista del sector energético de la República Dominicana

Pauca sed matura

5G en las Distribuidoras de electricidad

La evolución de las redes inalámbricas hacia 5G, la próxima generación de tecnología celular, brinda capacidades de comunicaciones excepcionales para los servicios públicos y abre nuevas oportunidades para la colaboración con los operadores de redes móviles. 1

La necesidad de mayor eficiencia, seguridad y mejor experiencia de usuario está impulsando la adopción de Internet of Things (IoT) en una serie de aplicaciones de ciudades industriales e inteligentes. Las comunicaciones de los servicios públicos se encuentran entre las aplicaciones más exigentes en términos de confiabilidad y cobertura inalámbrica. Las redes deben cubrir todos sus territorios de servicios, incluidas ubicaciones desafiantes como áreas rurales remotas y edificios de departamentos, sótanos y oficinas en el interior. Millones de dispositivos tienen que estar conectados con un grado extremo de confiabilidad y seguridad, satisfaciendo estrictas demandas de rendimiento, baja latencia y confiabilidad para soportar una amplia variedad de casos de uso, desde la medición inteligente hasta la administración de fallas en tiempo real y el control directo de la carga. Las nuevas tecnologías celulares, incluyendo LTE IoT hoy y 5G mañana, están diseñadas no solo para interconectar mejor a las personas, sino también para interconectar y controlar máquinas, objetos y dispositivos. Ofrecerán nuevos niveles de rendimiento y eficiencia que respaldarán un amplio conjunto de industrias, incluidas las empresas de servicios públicos. 5G no se trata solo de tasas mádximas de múltiples Gbps, sino que también ofrece una latencia ultra baja, alta confiabilidad y una escala IoT masiva, permitir a las empresas de servicios públicos aprovechar estas nuevas capacidades podrían mejorar la satisfacción del cliente, reducir los costos operativos y mejorar la resistencia de su servicio. 1

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¿Qué es el 5G? 5G es la red móvil de quinta generación que se ha diseñado desde el principio para un alcance más amplio que las generaciones anteriores. Al igual que 4G LTE, 5G también está basado en OFDM y operará en base a los mismos principios de redes móviles. Sin embargo, la nueva interfaz aérea 5G NR (nueva radio) mejorará aún más el OFDM para ofrecer un grado mejorado de flexibilidad y escalabilidad.

En general, los casos de uso de 5G pueden clasificarse en tres tipos principales de servicios conectados: Banda ancha móvil mejorada: se espera que 5G ofrezca velocidades de datos máximas hasta múltiples Gbps. Una empresa de tecnología con sede en San Diego, California, ha creado un módem 5G que está diseñado para alcanzar hasta cinco Gbps en la tasa de datos máximos de enlace descendente. Las velocidades de múltiples Gbps y la capacidad mejorada podrían permitir a las empresas de servicios públicos, por ejemplo, impulsar rápidamente grandes imágenes de firmware para abordar problemas de seguridad críticos en medidores inteligentes. Comunicaciones de misión crítica: se espera que 5G eventualmente habilite nuevos servicios con enlaces de baja latencia ultra confiables / disponibles, para casos de uso como el control remoto de infraestructura crítica. Esto podría permitir a las empresas de servicios públicos, por ejemplo, enviar comandos de manera remota a los dispositivos de distribución para cambiar sus configuraciones o controlar sus operaciones en tiempo real, con una latencia de mensajes de extremo a extremo de hasta 1 ms Internet masivo de las cosas: 5G conectará una cantidad masiva de sensores integrados más de 50,000 por celda por portadora individual mediante la capacidad de reducir las tasas de datos y protocolos más eficientes, incluidos los nuevos modos de bajo consumo. Esto podría permitir que la red admita una alta densidad de equipos de control y monitoreo, así como medidores inteligentes, mucho más allá de los miles de dispositivos por kilómetro cuadrado que requieren las empresas de servicios públicos en áreas urbanas.


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5G tiene el potencial de transformar las comunicaciones de servicios públicos, pero no es necesario esperar a que 5G NR proliferen completamente para comenzar a darse cuenta de algunos de sus beneficios. 4G LTE ya proporciona una gran cobertura y muchos servicios básicos esenciales para 5G. Para abordar la creciente demanda de conectar dispositivos de baja potencia y baja potencia a la red móvil de área amplia, LTE IoT se introdujo como parte de las últimas especificaciones 4G. Es un conjunto de dos tecnologías de banda estrecha, eMTC (AKA LTE Cat-M) y NB-IoT, que reduce la complejidad del dispositivo para permitir módulos de bajo costo de menos de $ 5, maximiza la vida útil de la batería y permite una vida útil de más de 10 años para los medidores de gas y agua, amplía el alcance hasta 20db, permitiendo la conectividad en sótanos y aumente la densidad del dispositivo a más de 50,000 por celda por portadora.

Abordar la cobertura, el futuro, la confiabilidad y la seguridad

Las redes celulares de hoy tienen grandes huellas que cubren a casi el 100 por ciento de la población en muchas regiones. La construcción de tal nivel de cobertura con 5G probablemente llevará algún tiempo. Para aprovechar los próximos beneficios de 5G sin esperar a que se amplíe la cobertura, las empresas de servicios públicos pueden utilizar sistemas multimodo que admiten todas las principales tecnologías celulares simultáneamente, de 2G a 5G, por lo que los dispositivos se conectarán inicialmente. 3G o 4G y luego use 5G cuando la cobertura de red esté disponible. Multimodo también es una excelente manera para que las empresas de servicios públicos ayuden a sus sistemas en el futuro a medida que los operadores migran redes de una generación a la siguiente. Cuando sea necesario, podrían utilizarse soluciones adicionales, como celdas pequeñas, para ampliar aún más la cobertura. Como resultado, se puede proporcionar conectividad a todos los medidores inteligentes y dispositivos de red de distribución en el área de servicio de la empresa de servicios públicos.


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El uso de redes celulares también puede proporcionar servicios públicos con beneficios en confiabilidad y seguridad. Las redes celulares están diseñadas con confiabilidad y alta disponibilidad como requisitos básicos. Las redes celulares operan en un espectro con licencia que constituye la base para ofrecer una buena calidad de servicio. Las tecnologías que operan en un espectro sin licencia no pueden controlar el número de usuarios o el tipo de protocolos utilizados. Esto hace que sea difícil garantizar la calidad del servicio durante largos ciclos de vida, lo que es un requisito clave para las aplicaciones industriales, incluidas las empresas de servicios públicos. Los equipos de red modernos incorporan funciones de redundancia para ayudar a garantizar la operación continua, incluso cuando hay una falla de componentes. Las redes de transporte están diseñadas con múltiples rutas de datos redundantes y con un reencaminamiento rápido cuando ocurre una falla, los sitios celulares tienen cobertura superpuesta, etc. Los operadores celulares, como AT&T y Verizon, han implementado baterías de respaldo y generadores de energía en los sitios celulares y centros de datos para ayudar a garantizar los servicios. No será interrumpido durante cortes de energía. Además de lo anterior, los sitios de celda transportables, como los sitios de celda sobre ruedas con backhaul por satélite, están en espera para minimizar el tiempo de inactividad de la red incluso en situaciones de desastre. Para seguridad, las redes celulares admiten un conjunto completo de funciones y protocolos, que incluyen autenticación, protección de integridad, cifrado, seguridad de red y confidencialidad del usuario, y 5G está diseñado con una arquitectura de seguridad más avanzada.


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Rentabilidad

Al igual que otras tecnologías celulares importantes, 5G está respaldado por estándares globales, lo que ayuda a garantizar la interoperabilidad entre dispositivos y redes habilitados por la operación de banda de seguridad y banda. El enfoque basado en estándares globales ha dado lugar a un gran ecosistema que incluye a los desarrolladores de chips, fabricantes de dispositivos, proveedores de infraestructura y proveedores de servicios, lo que lleva a bajos costos de dispositivos, implementación y operación. Como resultado, algunos de los países más grandes del mundo están adoptando celulares para la medición inteligente. Además, la competencia entre los operadores de red para expandir sus negocios en oportunidades de IoT ha resultado en una disminución dramática en el precio de la conectividad celular en los últimos años. Al tomar en cuenta el rendimiento, las soluciones celulares pueden ofrecer el mayor rendimiento y la tasa de datos disponibles al menor costo, una tendencia que se espera que se extienda después de la llegada de 5G. Con más conexiones en todo el mundo que las personas en la Tierra, el celular es la plataforma de comunicación más proliferar que se haya desarrollado. Los servicios públicos pueden beneficiarse del sólido ecosistema que se ha implementado en la industria móvil, así como con la nueva banda ancha móvil, capacidades ultra fiables y escalables que 5G aportará en la próxima década

Este artículo fue tomado de la revista Electric Energy Online, del autor Dr. Jeffery Torrance, quien se desempeña como vicepresidente de desarrollo comercial de Qualcomm Technologies, Inc. (QTI), donde es responsable del negocio de IoT comercial e industrial. Cuenta con más de 20 años de experiencia en consultoría, relaciones con inversores y administración y desarrollo de negocios. Comenzó su carrera en IBM y más tarde trabajó en PA Consulting, donde analizó, desarrolló y fue coautor de recomendaciones estratégicas para clientes de primer nivel. En 1999, cofundó UbiNetics, una empresa pionera en tecnología 3G, donde se convirtió en vicepresidente senior y gerente de unidad de negocios de tecnología de productos de volumen. Antes de unirse a Qualcomm, Torrance se desempeñó como vicepresidente de relaciones con inversionistas y desarrollo corporativo en CSR, donde, con sede en el Área de la Bahía, lideró la transformación estratégica de la empresa para crecer fuera del teléfono móvil. Se mudó a Qualcomm tras la adquisición de CSR por parte de la Compañía. Torrance tiene un Ph.D. en modulación digital de la Universidad de Southampton, Reino Unido.

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