Espaços inteligentes: os ambientes urbanos aprimorados e conectados do futuro

Edifícios inteligentes usam infraestrutura e dados digitais para torná-los mais engenhosos. Eles podem ajudar as organizações a aumentar a eficiência, reduzir custos e simplificar as operações prediais. Mas o que alimenta a conectividade em um edifício inteligente hoje? Uma infraestrutura de comunicações integrada que suporta redes e aplicativos com e sem fio.

Um edifício inteligente típico inclui:

Internet das Coisas (IoT)
Essenciais para alimentar espaços inteligentes, os objetos e serviços conectados à IoT geram eficiência, conveniência e novos modelos de negócios.

Infraestrutura convergente
Soluções de cabos de baixo custo e facilmente instaladas podem ajudar os edifícios inteligentes a simplificar as implantações.

Rede de conectividade universal
Um plano para conectividade total em toda a organização, independentemente de onde os usuários possam estar se conectando, e para suportar novos dispositivos de borda que são adicionados à rede.

Gestão de infraestrutura automatizada (AIM)
A capacidade de rastrear automaticamente toda a conectividade e dispositivos conectados e documentar toda a rede.

Power over Ethernet (PoE)
Mais dispositivos conectados exigem mais energia. O PoE pode permitir que edifícios inteligentes suportem todos eles.

A/V e HDBaseT
A conectividade padronizada de áudio e vídeo facilita a transferência de vários formatos de mídia pela rede. HDBaseT é a conectividade que permite a transmissão de vídeos de ultra-alta definição, áudio digital, alimentação CC, Ethernet2,0, USB e outras comunicações de controle através de um cabo de categoria única.

In-building wireless (IBW)
O Wi-Fi é apenas uma parte; o in-building wireless traz cobertura celular confiável para todas as partes do edifício.

Iluminação de baixa tensão
A iluminação flexível e eficiente contribui para as metas de sustentabilidade.

Economia de energia
Uma parte central da gestão predial — menor uso de energia e reduções de custos.

Segurança
Essencial na era da IoT — mais dispositivos conectados significa mais vetores de ameaças potenciais. Proteja sua rede contra ameaças de onde quer que elas venham.

Segurança
Edifícios inteligentes podem ajudar a reduzir o risco para pessoas ou propriedades caso ocorram eventos imprevistos.

Um campus inteligente conecta dispositivos, aplicativos e pessoas para permitir experiências novas ou aprimoradas e melhorar a eficiência operacional. Ele é construído sobre conectividade onipresente, confiável com e sem fio, tanto em ambientes internos quanto externos. Ele conecta e habilita todas as pessoas, dispositivos e aplicativos no campus e permite que eles interajam uns com os outros digitalmente. Uma rede convergida pode ser dimensionada para incluir todos os edifícios do campus e as conexões entre eles.

Um campus inteligente típico inclui:

Infraestrutura de última geração
Um projeto de rede baseado em experiência, habilidade e qualidade para fornecer soluções de rede de campus total de qualquer escala; fibra flexível, cobre e infraestrutura sem fio — construídos para trabalhar em conjunto

Rede preparada para o futuro
Rede de fibra energizada que conecta e alimenta dispositivos de borda e aproveita as vantagens do PoE além dos limites de comprimento padrão do setor de 100 metros

Automação inteligente
Gerenciamento inteligente e automatizado para maior eficiência e segurança de ponta a ponta

Cobertura onipresente
Cobertura celular perfeita de cinco barras, tanto em ambientes internos quanto externos em todo o campus

Wi-Fi poderoso
Wi-Fi confiável e de alto desempenho dentro e fora de edifícios, com acesso simples e seguro, que pode ser utilizado para fornecer tráfego para várias redes IoT

Sistemas sustentáveis
Iluminação interior e exterior conectada, controles ambientais inteligentes, água inteligente e gerenciamento de energia para impulsionar a sustentabilidade no campus

Experiências personalizadas
Serviços baseados em localização e análise de dados em todo o campus para fornecer aos usuários serviços e experiências personalizados

Seguro e protegido
Sistemas integrados de segurança e proteção

Existem cidades inteligentes porque²existe conectividade de banda larga onipresente. Essa conectividade promove soluções inovadoras, impulsiona a criação de novos serviços para cidadãos e visitantes e transforma as cidades inteligentes em centros socioeconômicos vibrantes que beneficiam empresas e residentes. Uma pesquisa da International Telecommunication Union (ITU) demonstra que as comunidades com acesso a banda larga ultrarrápida totalmente de fibra alcançam maior PIB per capita, criam mais empregos e promovem mais negócios de start-ups³. Tanto que a infraestrutura de banda larga agora pode ser vista como uma utilidade essencial, como gás, eletricidade e água.

Uma cidade inteligente típica inclui:

Infraestrutura de última geração
Redes de banda larga em toda a cidade construídas usando fibra, a tecnologia de conectividade primária que pode suportar aplicações atuais e novas e permitir iniciativas de transformação digital nas cidades.

Redes preparada para o futuro
Redes de grande largura de banda e baixa latência também suportam análise de dados em tempo real e um grau sem precedentes de interconectividade e convergência. Redes de banda larga (wireline e wireless) também suportam aplicações de dispositivos de borda, como Internet das Coisas (IoT), torres de celular e câmeras de CFTV.

Mobilidade aprimorada
Cidades inteligentes oferecem aos cidadãos e visitantes serviços de mobilidade de última geração. Isso pode incluir transporte inteligente, gestão de tráfego e estacionamento de veículos, pedágio e medidores inteligentes que estão todos conectados à infraestrutura de transporte em uma cidade inteligente. Motoristas, ciclistas e pedestres também estão conectados através de seus dispositivos móveis. Cidades inteligentes são centros de serviços, como sistemas de carona e compartilhamento de bicicletas na economia compartilhada.

Segurança
Em uma cidade inteligente, onde milhões de dispositivos e objetos estão conectados, a segurança pública pode ser aprimorada. Por exemplo, postes de iluminação pública podem ser usados para coletar dados para a gestão de tráfego, e um CFTV conectado pode ser usado para melhorar a segurança pública. O cabeamento de fibra que conecta postes de luz inteligentes a metro cells, Wi-Fi, câmeras HD, redes 5G fixas sem fio e IoT permite uma coleta de dados sem precedentes.

Digitalize tudo em todos os lugares
A transformação digital é essencial para as cidades que querem evoluir, competir e prosperar. À medida que a demanda do usuário por acesso onipresente e de baixa latência a aplicativos e serviços aumenta, o nível de recursos de TI migrados para pontos de presença “inteligentes” também aumenta. Nesses locais (edifícios comerciais, hospitais, fábricas, centros de transporte ou outros espaços urbanos inteligentes), a fibra ajuda a oferecer uma experiência de usuário (UX) excepcional para altas concentrações de pessoas e dispositivos. É crucial aumentar a competitividade, a escalabilidade e a flexibilidade operacional das empresas.

Uma rede convergente é uma infraestrutura unificada capaz de suportar muitos aplicativos e dispositivos diversos, com flexibilidade preparada para o futuro e compatibilidade com aplicativos emergentes com e sem fio.

O que isso significa para diferentes espaços inteligentes?

Em cidades inteligentes, a convergência de rede permite vários modos de comunicação em uma única rede, permitindo conveniência e flexibilidade que infraestruturas separadas não podem oferecer. Novos aplicativos de IoT usam conectividade sem fio e o backbone de fibra que os sustenta para transportar grandes volumes de dados de sensores, câmeras, smartphones e outros dispositivos de ponta pela cidade.

A demanda por largura de banda no mundo atual alimentado por dados, especialmente à medida que a densificação de 4G/LTE e as implantações de 5G continuam, levou à convergência de três tipos de redes para suportar diferentes aplicações: organização multisserviço, redes de telefonia e redes celulares tradicionais.

• Uma organização multisserviço ou rede de televisão legada pode usar uma rede de fibra coaxial híbrida (HFC) de grande largura de banda com um headend conectado via roteador a data centers e conectividade Wi-Fi em casa ou no escritório
• A rede de telefonia herdada consiste em uma rede de cobre herdada, fibra para o nó ou fibra para a residência
• Uma rede celular tradicional compreende macrocélulas — cada uma alimentada de forma independente e interconectada por uma rede de backhaul de fibra, HFC, cobre e micro-ondas

Três coisas são necessárias para convergir essas redes:

Energia
A energia em cada ponto de acesso sem fio é essencial, e os pontos de acesso sem fio podem ser ativados via Power over Ethernet (PoE). Além disso, cada rede de telecomunicações herdada tem diferentes considerações de alimentação.

Backhaul
Os dados precisam se deslocar dos pontos de acesso de borda para os pontos centrais de armazenamento ou processamento de dados. Tradicionalmente, o backhaul de cell sites é suportado usando links de fibra, micro-ondas ou par trançado de alta velocidade de locais de rádio a locais de equipamentos centralizados. Enquanto isso, para as small cells, as preocupações com prazos apertados e requisitos de latência estão sendo abordados pelas organizações de padrões.

Aquisição de local
No futuro, a mobilidade wireless para densificação de LTE e 5G geralmente será instalada em áreas urbanas e suburbanas de alta capacidade. A aquisição de imóveis para densificar redes de mobilidade wireless em áreas urbanas e suburbanas, aumentando a capacidade da rede, continua sendo um desafio. As small cells são normalmente implantadas em alturas entre 20 pés e 40 pés no ar, tornando o mobiliário urbano atual, como infraestruturas de serviços públicos e iluminação, locais ideais para colocação. No entanto, as operadoras de telefonia móvel devem lidar com várias partes interessadas para obter acesso a esses imóveis, para que possam aumentar a capacidade de suas redes.

Apenas construir mais não é suficiente: Precisamos construir melhor, com uma tecnologia mais inteligente e oculta. O uso de mobiliário urbano para soluções de ocultação deve ser levado em conta no seu plano da cidade. As formas criativos incluem:

• Iluminação pública
• Pontos de ônibus
• Quadros de sinalização digital
• Estações de carregamento
• Cabines telefônicas

versus

 

Os campi inteligentes são áreas conectadas digitalmente que oferecem uma experiência aprimorada aos usuários do campus, impulsionam a eficiência operacional e fornecem serviços que todos os usuários do site podem acessar. Um campus inteligente é habilitado utilizando várias infraestruturas e plataformas tecnológicas (anteriormente isoladas) e integrando-as para criar uma rede convergente que é projetada, implantada e gerenciada como uma única entidade.

Cada campus é diferente, mas todos enfrentam um desafio comum: como ligar e conectar uma ampla variedade de dispositivos remotos para garantir a confiabilidade da rede e a segurança física em todo o campus. Portanto, a rede convergente deve se estender a todas as áreas exteriores.

As soluções digitais permitem sistemas inteligentes de campus, como HVAC, iluminação, câmeras de segurança, alarmes de incêndio, controle de acesso elétrico e predial, além de comunicações de voz e dados, com ou sem fio, e podem integrá-los e controlá-los de forma inteligente e perfeita a partir de uma única rede.

De acordo com a IDC, haverá 55,7 bilhões de dispositivos conectados à IoT em todo o mundo até 2025, gerando 73 zettabytes de dados. Todos os dispositivos de borda precisam de energia, e a IoT operada por bateria, embora rápida de implantar, é insustentável. Com uma vida útil de 5 a 10 anos, onde colocaríamos esses bilhões de baterias quando elas acabassem e precisassem ser substituídas? O PoE pode conectar e alimentar todos esses dispositivos por meio de um único cabo/conexão.

Crescimento esperado da adoção de dispositivos IoT

Fonte: https://www.researchgate.net/figure/Expected-adoption-growth-of-IoT-devices_fig1_332614728

Com tantos dispositivos conectados à IoT em espaços inteligentes, a rede precisa trabalhar mais. Mais dispositivos conectados significa mais pontos de dados do que nunca, a partir dos quais você pode impulsionar novos serviços digitais. Isso é bom, mas todos esses dispositivos que operam longe do data center precisam de uma poderosa rede convergente para suportá-los.

A rede IoT, e particularmente aquelas instaladas em um campus inteligente ou cidade inteligente, é projetada para fornecer grande largura de banda e baixa latência para suportar vastas quantidades de dados. Mas com cada vez mais aplicativos de grande largura de banda surgindo, como veículos autônomos ou fábricas inteligentes, a conectividade de rede às vezes pode não estar à altura da tarefa.

A computação de borda fornece uma solução. As redes IoT tradicionais coletam e analisam dados antes de enviá-los para um local central na nuvem para processamento. A computação de borda, no entanto, permite a computação e a análise no dispositivo, no local do dispositivo em seu espaço inteligente. Na “borda” da rede. A computação de borda em uma rede IoT oferece melhor desempenho a dispositivos e aplicativos, maior confiabilidade e segurança e custos operacionais reduzidos.

À medida que a tecnologia continua a evoluir, estamos começando a ver mais foco em redes interoperáveis e onipresentes. O tipo de tecnologia usada importa menos; obter a conectividade certa para a aplicação é mais importante. E isso pode ser convergido obter economias de escala.

Redes de nova geração convergindo 10G/6E/5G

O cabeamento de fibra óptica é ideal para suportar aplicações de cidades inteligentes. A fibra tem capacidade suficiente para suportar todas as redes atuais, incluindo internet, TV a cabo, telefone (incluindo móvel), negócios privados e data centers. A fibra é particularmente adequada para a demanda crescente por transmissões de vídeo via IP, que compreenderá 82 por cento de todo o tráfego de internet até 2021⁴. À medida que os dispositivos de IoT aumentam, podemos ver a conectividade de fibra estendida não apenas às casas, mas também à calçada ou ao armário, ao edifício ou ao porão, chegando aos nós da vizinhança. A IDATE/DigiWorld prevê que haverá 900 milhões de assinantes de FTTX até o final de 2021⁵. A fibra agora alimenta muitas aplicações diárias: serviços bancários on-line, trabalho em casa, compras on-line, transmissões de áudio e vídeo, uso de telefone celular e tablet e aplicativos de eHealth, todos dependem de fibra.

Soluções de conectividade por telefonia fixa da CommScope

• Soluções para data center/computação de borda móvel para aplicativos de baixa latência
• Portfólio abrangente de conectividade de fibra com soluções monomodo e multimodo para conectividade de estrutura e intra-prédio
• Soluções de fibra energizadas que alimentam dispositivos de borda PoE à distância e aqueles que exigem recursos energéticos de backup
• Soluções de cobre líderes do setor, conectando e alimentando nós de borda dentro e fora de edifícios (por exemplo, iluminação inteligente PoE)
• Soluções de comutação de rede
• Gestão de infraestrutura automatizada (AIM) para monitoramento em tempo real da conectividade de ponta a ponta, monitoramento da segurança física, capacidade de POE e redução do tempo de inatividade

O mundo agora espera cobertura celular onipresente e sempre conectada, tanto em ambientes internos quanto externos, tanto para dados quanto para voz. Os usuários da geração Z cresceram com acesso à internet de alta velocidade e veem a conectividade quase como um direito humano básico. E os socorristas de serviços de emergência e continuidade de negócios contam com uma conectividade celular robusta para apoiá-los. No entanto, a maioria das chamadas de celular se originam em ambientes internos, em que a rede macro nem sempre pode chegar de forma eficaz.

O Wi-Fi desempenha um papel fundamental, mas os usuários também precisam de serviço de celular para chamadas de voz e para acesso a dados quando não estiverem conectados à rede Wi-Fi de um edifício. Para aumentar o Wi-Fi de um edifício, os espaços empresariais precisam trazer a rede celular para dentro.

A infraestrutura de cabeamento de Wi-Fi estabeleceu diretrizes (TIA TSB 162-A e ISO/IEC TR 24704) definindo uma rede de grade para colocar tomadas para possíveis pontos de acesso Wi-Fi, conforme mostrado no Capítulo 3. O Wi-Fi continua a evoluir, com velocidades que chegam a 10 Gbps, juntamente com o cabeamento avançado e os switches necessários para suportar essa velocidade.

Esses novos padrões para cabeamento estruturado, como cabos de cobre de Categoria 6A, multimodo OM5 e fibra óptica monomodo, também fornecem um ponto de convergência para as soluções de Wi-Fi e IBW (ou seja, celular) da empresa.

Soluções de conectividade wireless da CommScope

• Espectro licenciado — 4G, LTE, sistemas de antenas distribuídas para exteriores (DAS) e interiores 5G e soluções para small cells para cobertura celular
• Espectro não licenciado — as melhores soluções Wi-Fi públicas e privadas interiores/exteriores da categoria, incluindo monitoramento e controle de rede e plataforma de gerenciamento de políticas e segurança Cloudpath®
• Redes privadas — soluções CBRS adequadas para casos de uso operacional
• Pacote de soluções de IoT gerenciadas com recursos de infraestrutura convergente
• Soluções inteligentes de poste e ocultação
• Resposta de emergência móvel, soluções de rápida implementação

Muitas soluções in-building wireless (IBW), como DAS, costumavam ser consideradas viáveis apenas em locais enormes. Hoje, no entanto, as novas soluções DAS compartilham a mesma infraestrutura de TI que o Wi-Fi, que já está presente na maioria das instalações empresariais. Essa evolução reduziu custos e complexidade ao ponto de as verdadeiras soluções IBW “convergentes em TI” serem uma opção viável para as empresas.

Opções de IBW: DAS e small cells

As soluções IBW, como DAS e small cells, diferem do Wi-Fi, pois operam em bandas de frequência licenciadas usadas por operadoras sem fio em redes macro.

DAS é uma solução independente de tecnologia e operadora, o que significa que pode suportar diferentes sinais de celular, como 2G, 3G e 4G LTE, e conectar chamadores internos a qualquer rede de operadora sem fio.

As small cells são geralmente específicas para um operador determinado. Em termos de cobertura, ambos fornecem um sinal gerado em ambiente interior que oferece a mesma experiência de usuário que você teria ao ar livre perto de uma torre de celular.

As implantações de DAS podem ser gerenciadas pela empresa, pelo proprietário do edifício, pela operadora de rede móvel ou por uma empresa terceirizada "neutral host" especializada na implantação e operação de sistemas de DAS.

IBW vem se tornando cada vez mais atraente para as empresas. À medida que as mais novas soluções de TI convergente ajudam a reduzir custos, os benefícios se tornam ainda mais aparentes.

Para saber mais:

A proliferação de dispositivos de rede conectados por IP nas empresas hoje em dia impulsionou a demanda por velocidades de dados mais rápidas e também a necessidade de mais energia.

O Power over Ethernet (PoE) permite que os dispositivos compartilhem dados e a conectividade de energia em um único cabo Ethernet de cobre, ajudando a simplificar a infraestrutura e as operações.

O PoE existe na empresa desde 1999, mas hoje vemos uma corrida: entre novos dispositivos PoE de alta potência e padrões PoE capazes de suportá-los. Esses dispositivos incluem acessórios empresariais comuns, como telefones de mesa, câmeras de segurança, monitores de vídeo e pontos de acesso sem fio.

A evolução da tecnologia PoE reflete a evolução dos dispositivos que ela pode suportar. Desde seus dispositivos de alimentação padrão precursores, como telefones, até o primeiro padrão PoE em 2003, até o mais recente padrão IEEE 802.3bt que fornece pelo menos 71 watts através de cabeamento estruturado. À medida que os mundos de TI e TO continuam a se fundir para o compartilhamento de dados, as redes e o suporte por trás deles também continuarão. Por exemplo, considere a evolução da iluminação LED: desde o humilde começo da economia de energia até os nós inteligentes modernos, que realizam detecção de ocupação, monitoramento de temperatura e agendamento de salas de conferência. As plataformas de iluminação agora transportam redes ricas de sensores em todos os edifícios para suportar novos casos de uso.

A implantação de câmeras de alta definição, hotspots Wi-Fi ou small cells para redes celulares pode apresentar grandes desafios.

 

Um problema comum é a alimentação de dispositivos PoE em distâncias maiores que 100 metros em uma rede de cabeamento estruturado. Para enfrentar este desafio, uma boa opção é implantar um sistema composto por cabos híbridos contendo fios de cobre e núcleos de fibra óptica que fornecem energia e dados para dispositivos extensores PoE, estendendo assim a cobertura de rede interior ou exterior até uma distância de 3 quilômetros. Isso é chamado “fibra energizada” e se tornou uma tecnologia essencial nas instalações de redes corporativas e universitárias em todo o mundo.

Fonte: Massey Electric – instalação de fibra energizada na Universidade do Tennessee

Para saber mais:

Automatizando para ganhar eficiência

Mais espaços inteligentes implicam mais dispositivos e aplicativos integrados nas mesmas redes corporativas.

A gestão de infraestrutura automatizada (AIM) é uma solução combinada de hardware/software que gerencia e aprimora a eficiência operacional para cada sistema que toca, seja em ambientes interiores ou exteriores.

Monitoramento e gerenciamento remotos (vários locais)

Acompanhar cada movimento, mudança e alerta

Os sistemas AIM são especialmente eficientes para acompanhar o que está acontecendo em todo o ambiente de rede. O AIM monitora e registra alterações nas conexões do dispositivo e gera automaticamente alarmes para alertar a equipe sobre quaisquer eventos não autorizados ou problemáticos, normalmente enviando um e-mail ou mensagem de texto para o pessoal apropriado.

Atender a chamada do suporte técnico

O AIM é vital em aplicativos de “help desk” que lidam com incidentes de usuários:

• O AIM rastreia o ciclo do processo de solicitação desde a abertura de um tíquete de problema até sua resolução
• Ele também fornece informações críticas de conectividade física para auxiliar na solução de problemas

Controle de investimentos em ativos imobilizados

Além de reduzir as despesas operacionais, adiar as despesas de capital pelo maior tempo possível é uma prioridade para as empresas. Como o AIM identifica e rastreia a localização física de cada dispositivo na rede, ele também pode revelar recursos subutilizados que poderiam ter passado despercebidos, evitando gastos desnecessários com recursos adicionais.

AIM e Power over Ethernet (alimentação remota)

O AIM pode ajudar na atribuição de circuitos para reduzir a geração de calor e melhorar a dissipação de calor

• Os cabos devem ser vinculados a pacotes para facilitar a manutenção precisa de registros das configurações de instalação de alimentação remota
• A intenção é acompanhar a geração de calor dentro de um feixe de cabos e evitar o superaquecimento de qualquer cabo no feixe
• Os sistemas AIM podem rastrear os tamanhos dos feixes de cabos e a potência total transportada por cada feixe para otimizar a atribuição de circuitos para o fornecimento remoto de energia
• Rastreia automaticamente feixes de cabos e emite alertas quando os números de cabos excedem o limite
• Detecta e rastreia automaticamente a fonte de alimentação máxima conectada a cada cabo

Saiba mais: Gestão de infraestrutura automatizada: a ficha informativa

Como regra geral, as pessoas não gostam de ver paisagens públicas e vistas estragadas por antenas de celular. Muitas vezes, elas são consideradas intrusivas, um insulto à vista.

As soluções para zonas urbanas (Metro Cell) fornecem uma abordagem diferente, que poupa a visão e a mente. Eles vêm em uma ampla variedade de configurações, estilos e especificações, e oferecem desempenho excepcional, conformidade térmica e estética no zoneamento. Metro Cells são soluções integradas e personalizadas, criadas graças a décadas de experiência em projeto e engenharia de rede, e assumem a forma de uma solução compacta, poderosa e flexível que oferece cobertura e capacidade em todos os tipos de ambientes urbanos.

A CommScope entende que cada instalação é exclusiva para as necessidades da operadora, regulamentos de zoneamento, limitações de espaço físico e aparência geral. Com isso em mente, oferecemos um ecossistema completo de soluções para zonas urbanas (Metro Cell) que podem ser instaladas praticamente em qualquer lugar, não importa o tamanho do espaço ou a restrição das regulamentações de zoneamento.

No entanto, postes inteligentes conectados podem oferecer muito mais do que apenas cobertura celular aprimorada

Poste inteligente

A CommScope fornece um conjunto completo de soluções para small cells e acessórios exteriores, incluindo antenas para estação rádio base, sistemas de transmissão de RF e fibra para postes, soluções de ocultação e muito mais.

Oferecemos uma ampla gama de opções de camuflagem que integram tecnologia avançada a pacotes estéticos para complementar as paisagens e mobiliário urbanos.