Tendências de IoT nas Utilities - APTEL de Io… · IoT - Questões Básicas Dispositivos Wireless...
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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
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• Introdução
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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
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• 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
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IoT - Abrangência das redes
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• 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
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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)
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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
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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
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• IoT nas Utilities
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•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
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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
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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)
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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
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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
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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
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• 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
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• 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
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Cristiano H. Ferraz
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OBRIGADO!