Protocolo 5G URLLC no estabelecimento de zonas de segurança IMS para a Indústria 4.0: um estudo de caso com sistema robótico autônomo

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Benedito, Thiago Silva de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: 5g; 5g URLLC; conectividade de baixa latência; critical networks; IIlt; IIot; IMS; indústria 4.0; industry 4.0; low latency communication; mission critical networks; redes de missão crítica; redes sem fio para automação; TSN; wireless communication for factory automation
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18155/tde-22072025-111553/

A quinta geração de redes móveis, denominada 5G, representa um salto tecnológico em termos de performance e confiabilidade quando comparada com as gerações predecessoras, como o LTE. Aumento na capacidade de transmissão de dados, maior eficiência espectral em termos de bits por Hertz, menor latência fim a fim e alta confiabilidade são algumas das características que reforçam o potencial de utilização do padrão 5G em redes industriais, principalmente nas aplicações relacionadas a automação da indústria 4.0, as quais demandam alta mobilidade. Embora se trate de uma tecnologia recente, o padrão de rede 5G tem sido implementado com grande celeridade em diversos países, como infraestrutura de conectividade em diversos setores industriais mediante redes privativas, majoritariamente. Sua principal destinação está atrelada à integração de elementos de automação a protocolos sensíveis à latência, Time Sensitive Networks. Este trabalho aborda a utilização de conexões 5G URLLC, Ultra Reliable Low Latency Communication, para a criação de zona de segurança em ambientes de manufatura avançada através da utilização de computação de borda associada a sensores IIoT, Industrial Internet of Things. Neste trabalho, demonstra-se que a baixa latência e a alta confiabilidade oferecida pelo protocolo URLLC da rede 5G SA foram eficazes na criação de zonas de segurança contra invasão de perímetro de operação de sistemas robóticos autônomos utilizados em diversos processos industriais. A sinalização e envio de informações com latências inferiores a 1 ms em cenários de alta utilização dos recursos da interface aérea reforçam os atributos do 5G como uma rede robusta e eficiente para utilização em contextos de automação da Indústria 4.0. Os resultados apresentados neste trabalho reforçam a capacidade e robustez das redes 5G de serem utilizadas em aplicações de manufatura da indústria 4.0, não só integrando os principais elementos de automação, mas também garantindo conectividade para os diversos sistemas auxiliares que compõem os mais diversos sistemas de manufatura avançada.