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XVIII Seminário Nacional de Telecomunicações – APTEL / PETROBRAS – 2019 – Rio de Janeiro - RJ 107/10/2019

Cristiano H. Ferraz – Netcon Americas

Painel: Aplicabilidade IoT & Automação nas Utilities

Tendências de IoT nas Utilities

XVIII Seminário Nacional de Telecomunicações – APTEL / PETROBRAS – 2019 – Rio de Janeiro - RJ 207/10/2019 207/10/2019

• Introdução

• IoT nas Utilities

•Conclusão

Sumário


• Introdução


IoT - Diversidade de aplicações

Diferentesrequerimentos

Mission critical Non-mission critical

Confiabilidade, cobertura, sigilo, segurança cibernética

Custo não necessariamentebaixo

Exigências menores

Custos extremamente baixos

Para ser sustentável, espera-se uma redução

de custos de rede (Capex + Opex) em um fator 3 nos próximos

anos


• Quanto à periodicidade• comunicações frequentes / esporádicas

• Quando ao volume de dados• transmissão de poucos ou muitos bytes por mensagem

• Quanto à cobertura• indoor, outdoor, áreas dispersas

• Quanto à criticidade, latência, sigilo• essenciais, imediatas, altamente protegidas ou não

• Quanto ao tipo de intercâmbio de informações• A2P, P2P, P2MP

• …

IoT - Diversidade de graus de uso


IoT - Abrangência das redes


• Usa a banda licenciada de celular

• Custo muito elevado para as operadoras• difícil atender ao objetivo de custo

de uso de US$ 1 /dispostivo/ano

• Baixa latência, médio volume, alta confiabilidade

• Ocupa banda de 200 kHz no espectro, com até 250 kbit/s

• Milhares de dispositivos

NB IoT


SigFox e LoRa

• SigFox• menos estações radiobase

• menor custo de infraestrutura

• 12 bytes por mensagem

• grande difusão (cobertura jápresente em vários países)

• indústria já oferece dispositivos de baixo custo

• suporte de vários operadores

• difundida

• LoRa• 242 bytes por mensagem

• melhor para aplicações com maiorvolume de dados

• penetra melhor em prédios

• melhor operação bidirecional

• suporte de vários operadores e entidades

Ambas opções coexistirão (necessidades distintas)


LTE-M e Ingenu• LTE-M Cat1

• Mesma cobertura e tecnologia das radio-bases LTE existentes

• Adaptada a comunicações M2M

• Taxas mais elevadas (até 1 Mbit/s) e menor retardo que NB-IoT

• Suporta chamadas de voz e modoconectado

• Suporte a uma quantidade menorde dispositivos do que IoT

• Largura de banda de RF típica 1,08 MHz

• Menis simples que NB-IoT

• Ingenu• Provedor comercial de redes IoT

• Espectro não licenciadda de 2,4 MHz

• Tecnologia própria (RPMA, Random Phase Multiple Access)

• Parece que será relançada em2019

Padrões e serviços distintos para aplicações distintas


IoT - Questões BásicasDispositivos Wireless

Baixo custo (1 a 5 US$ ou 5 a 20 US$)Baixo consumo de baterias

Baixo custo operacional

Banda não licenciadaBanda licenciada

Indoor em ambiente restritoOutdoor em ambiente amplo

Opções e Problemas

Banda livre: LoRa, SigFoxBanda licenciada: NB-IoT

Indoor: redes privadasOutdoor: redes públicas

As soluções envolvem atores diversos

Grandes volumes: padrões firmes ?Baterias: 1 ou 5 anos ?

Redes públicas: regulamentação ?

Há dispositivosde baixo custo no

mercado

Redes novas quepoderiam sermuito caras

Novosoperadores só

para IoT?Cada solução terá que ser sustentável

economicamente


• IoT nas Utilities


•As Smart Grids devem ser a maior aplicação inicial do conceito de IoT• Sua implementação é essencial para a

modernização das redes elétricas• As aplicações são rentáveis• As maiores máquinas automáticas do mundo

são as redes elétricas nacionais imtgradas

Considerações Iniciais


Aplicações em Smart Grid

• AMI• A infraestrutura de medição automática é uma

aplicação distribuída m ambiente público• com baixo consumo de dados e baixa periodicidade

• Medições fasoriais• Ambientes próprio e distribuído

• alta periodicidade e consumo médio de banda

• Comunicação ponto a ponto local e ponto a centro


Aplicações em Smart Grid (cont.)

•Resposta à demanda, proteção distribuída, geração distribuída e eficiência energética• Sensores a acionadores distribuídos em

ambiente externo• Baixa a alta criticidade à latência• Baixo volume de dados• Comunicação ponto a centro (eventualmente

via infraestrutura local)


Automação de Subestações

•Vídeo• Vigilância patrimonial

• Alto volume de dados e baixa latência

• Ponto a centro

• Controle visual do acionamento de chaves• Alto volume de dados e baixa latência

• Ponto a centro


Outras aplicações

•Mesmo ambiente que para Smart Grids• Automação de medição

• aplicação distribuída m ambiente público

• baixo consumo de dados e baixa periodicidade

• Automação de controle de demanda• Sensores a acionadores distribuídos em ambiente

externo, baixa a alta criticidade à latência, baixo volume de dados, comunicação ponto a centro


Outras aplicações

•Detecção de falhas em campo• Sensores a acionadores distribuídos em

ambiente externo• Alta criticidade à latência• Baixo volume de dados• Comunicação ponto a ponto e ponto a cento

ponto a centro


• A solução pode envolver várias tecnologias• Para cobertura local, WiFi (baixa latência, altas periodicidade e

volume de dados) ou LoRa (aplicações tolerantes à latência, baixos volume de dados e periodicidade, duração elevada da bateria dos dispositivos)

• Paa cobertra externa, NB-IoT ou 5G (baixa latência, altas periodicidade e volume de dados) ou GPRS, SigFox e satélite (aplicações com média latência, médio volume de dados, baixo custo e pequena ou média duração das baterias)

Soluções


• As aplicações industriais em utilities formam o caso mais concreto atual de IoT• A demanda desse conceito e dessas tecnologias

justifica amplamente o investimento

• Todas as tecnologias encontram aplicação• Redes locais privadas

• Redes públicas de cobertura extensa

• Redes de satélites para atendimento a localidades remotas

Conclusão


Cristiano H. Ferraz

Site: www.netconamericas.com

Telefone: +55 21 99552 2626

E-mail: [email protected]

OBRIGADO!

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