SESAM – um projeto de pesquisa financiado pelo BMBF
Rede de acesso 5G definida por software segura para fabricação flexível
Motivação
Conforme definido pelo grupo de trabalho Indústria 4.0, o conceito futuro de Indústria 4.0 inclui o uso de "recursos de produção distribuídos (máquinas, robôs, transportadores e sistemas de armazenamento e recursos operacionais) contextualmente autônomos, autocontrolados, autoconfigurados e baseados em sensor e conhecimento". A fábrica ligada em rede de modo inteligente é um fator essencial, conectando não apenas meios de produto, como também produtos, recursos e pessoas. Além de estarem conectados a uma fábrica, esses sistemas ciberfísicos (CPS) serão interconectados no mundo inteiro. Como resultado, a tecnologia da comunicação e da informação (ICT) desempenhará um papel crucial no desenvolvimento de aplicativos da Indústria 4.0. Será possível projetar mercadorias produzidas industrialmente de modo individual on-line. Para integrar solicitações de clientes individuais a processos de produção, os robôs em fábricas inteligentes precisam ser conectados sem fio. Essa alta mobilidade permite que eles se comuniquem por várias interfaces sem fio distribuídas no prédio da fábrica, o que, no entanto, ainda é crítico considerando a latência. Para aplicativos sofisticados da Indústria 4.0, latências menores que 1 ms estarão disponíveis apenas com 5G.
No que se refere a confiabilidade, a comunicação sem fio por um meio compartilhado é mais desafiadora que a comunicação com fio. Ambientes industriais requerem um alto nível de segurança de dados: em muitos casos, as mercadorias produzidas são de alto valor econômico dentro da cadeia de valor, o que as coloca em risco de ações ilegais por diferentes partes. Ao aumentar a segurança dos dados, apenas partes autorizadas podem acessar a infraestrutura. Procedimentos de alta eficiência protegem a comunicação interna entre os participantes contra vários ataques.
Abordagem e objetivos
O projeto "Rede de acesso 5G definida por software segura para fabricação flexível" (SESAM) têm como objetivo desenvolver um conceito de sistema 5G holístico para essas exigências desafiadoras para dar suporte a mobilidade de baixa latência, ao mesmo tempo proporcionando segurança de dados dentro de uma rede 5G heterogênea. A abordagem é baseada em uma rede definida por software (SDN) confiavelmente segura, que implementa transferências de maneira baseada em pacote, cooperativa e previsível, garantindo uma transmissão de dados confiável.
As principais metas do projeto SESAM incluem:
- Baixa latência: os procedimentos precisam ser altamente eficientes para atingir baixa latência em uma arquitetura de rede de Nuvem-RAN com usuários móveis. Para isso, o projeto busca uma abordagem heterogênea baseada em transmissão de luz e rádio.
- Segurança de dados: luz visível pode ser facilmente ajustada e dissemina-se livre de interação. Pode ser restrita e alinhada dentro da sala para garantir maior segurança de dados. Novas técnicas de criptografia para redes 5G baseadas em SDN são desenvolvidas para habilitar baixa latência e transporte seguro.
- Transmissão confiável: a abordagem de transmissão baseada em rádio e luz fornece uma solução de fallback valiosa, que garante uma conexão de rádio operante caso a conexão visual seja sombreada ou bloqueada.
Os métodos aplicados no SESAM são atualizados: uma das primeiras etapas do projeto é realizar um teste de conexão das interfaces entre transmissão de dados, acesso de mídia, interconexão, segurança de dados e tecnologia de comunicação industrial em um estágio inicial para identificar vulnerabilidades e corrigi-las ao longo do projeto. Os subsistemas serão ainda mais desenvolvidos e investigados sob condições da vida real como um primeiro teste de aplicativo. Depois de outro ciclo de otimização, todo o sistema é integrado a um ambiente de produção realista apresentado e testado com usuários específicos.
Organização do projeto:
SESAM é um projeto de pesquisa conjunto fundado pelo Ministério Federal de Educação e Pesquisa (BMBF) alemão e envolve vários parceiros especialistas dos campos de pesquisa e industrial. O BMBF é o proprietário deste projeto. O Instituto Fraunhofer Heinrich Hertz é responsável pela liderança do projeto.
- Gerenciamento de projeto: VDI/VDE Innovation + Technik GmbH
- Consórcio: o Instituto Fraunhofer Heinrich Hertz, Instituto para Redes de Software Definidas de Berlim (BISDN), R3 – Reliable Real-time Radio Communications GmbH (R3Coms), Rohde & Schwarz Cybersecurity
- Parceiros associados: BMW AG, Deutsche Telekom AG - T-Labs, OSRAM GmbH
- Duração do projeto: 05/2017–04/2020