SESAM: un proyecto de investigación financiado por el BMBF
Red de acceso 5G definida por software SEcure para una fabricación flexible
Motivación
Según la definición del grupo de trabajo Industry 4.0, el concepto futuro de Industria 4.0 comprende el uso de “recursos de producción distribuidos (máquinas, robots, sistemas de transporte y almacenamiento, y recursos operativos) que son contextualmente autónomos, autocontrolados y autoconfigurados, y basados en el conocimiento y en el uso de sensores”. La fábrica en red inteligente es un factor clave toda vez que conecta no solo medios de producción, sino también productos, recursos y personas. Además de estar conectados dentro de una fábrica, estos sistemas ciberfísicos (CPS) se van a interconectar en todo el mundo. Como resultado, la tecnología de la información y la comunicación (TIC) desempeñará un rol fundamental en el desarrollo de aplicaciones para la Industria 4.0. Así, será posible diseñar de forma individual y en línea bienes destinados a la producción a escala industrial. Para integrar en los procesos de producción las demandas específicas de cada cliente, es necesario que los robots industriales de las fábricas inteligentes estén conectados de forma inalámbrica. Esta alta movilidad les permite comunicarse a través de múltiples interfaces inalámbricas distribuidas en la fábrica, algo que, sin embargo, sigue siendo crítico desde el punto de vista de la latencia. Para las aplicaciones más sofisticadas de la Industria 4.0, las latencias por debajo de 1 ms solo estarán disponibles con 5G.
Por lo que respecta a la fiabilidad, la comunicación inalámbrica a través de un medio compartido plantea un reto mayor que la comunicación por cable. Los entornos industriales requieren un alto nivel de protección de datos: en muchos casos, los bienes producidos poseen un alto valor económico dentro de la cadena de valor, por lo que están expuestos a sufrir acciones ilegales de diferentes partes. Con la mejora de la protección de datos, únicamente las partes autorizadas tienen acceso a la infraestructura. Mediante el uso de procedimientos de alta eficiencia, la comunicación interna entre los participantes queda protegida frente a posibles ataques.
Enfoque y objetivos
El proyecto “SEcure Software-Defined 5G Access Network for Flexible Manufacturing” (SESAM, ‘Red de acceso 5G definida por software SEcure para la fabricación flexible’) tiene como objetivo desarrollar un concepto de sistema 5G que permita hacer frente a las exigentes demandas planteadas (movilidad con baja latencia) y al mismo tiempo brindar protección de datos dentro de una red 5G heterogénea. El enfoque se basa en una red definida por software (SDN) con un alto nivel de protección que permite traspasos de forma cooperativa, predictiva y basada en paquetes, lo que asegura una transmisión de datos fiable.
Principales objetivos del proyecto SESAM:
- Baja latencia: los procedimientos deben ser altamente eficientes para lograr una baja latencia en una arquitectura de red Cloud RAN centralizada con usuarios móviles. A tal fin, el proyecto busca un enfoque heterogéneo basado en la transmisión de radio y luz.
- Protección de datos: la luz visible se puede ajustar fácilmente y se propaga sin interacción. Se puede restringir y alinear fácilmente dentro de la sala al objeto de mejorar la protección de datos. Se han desarrollado nuevas técnicas de cifrado para redes 5G basadas en SDN para permitir una baja latencia y un transporte seguro.
- Transmisión fiable: el enfoque heterogéneo de transmisión basado en radio y luz proporciona una valiosa solución alternativa que asegura una conexión de radio operativa en caso de que la conexión visual esté sombreada o bloqueada.
Los métodos aplicados en SESAM están actualizados: uno de los primeros pasos del proyecto es un ensayo de interoperabilidad en el que se comprueban las interfaces entre transmisión de datos, acceso a medios, interconexión, protección de datos y tecnología de la comunicación industrial en una etapa inicial, con el propósito de identificar vulnerabilidades y resolverlas en el transcurso del proyecto. Como primera prueba de aplicación, los sistemas secundarios seguirán siendo objeto de investigación y desarrollo en condiciones reales. Tras otro ciclo de optimización, todo el sistema se integra en un entorno de producción realista donde se da a conocer y se prueba con usuarios específicos.
Organización del proyecto:
SESAM es un proyecto de investigación conjunta financiado por el Ministerio Federal alemán de Educación e Investigación (BMBF) e involucra a varios socios expertos de los campos de la industria y la investigación. El BMBF es el titular del proyecto. El Instituto Fraunhofer Heinrich Hertz es el responsable de dirigir el proyecto.
- Gestión del proyecto: VDI/VDE Innovation + Technik GmbH
- Consorcio: Instituto Fraunhofer Heinrich Hertz, Berlin Institute for Software Defined Networks (BISDN), R3 - Reliable Real-time Radio Communications GmbH (R3Coms), Rohde & Schwarz Cybersecurity
- Entidades asociadas: BMW AG, Deutsche Telekom AG - T-Labs, OSRAM GmbH
- Duración del proyecto: 05/2017–04/2020