Controle de rede em malha fechada para computação de borda industrial em redes 5g privadas: uma abordagem baseada em ia e telemetria para aplicações sensíveis a latência

Abstract

A Indústria 4.0 demanda soluções de comunicação capazes de garantir conectividade confiável e de baixa latência para aplicações sensíveis ao tempo, como controle em tempo real, inspeção por vídeo e automação inteligente. Nesse contexto, as redes 5G privadas surgem como uma alternativa promissora, especialmente quando associadas à programabilidade de rede e à computação na borda. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação de um mecanismo de controle em malha fechada para ambientes industriais baseados em computação de borda e redes 5G privadas. A solução proposta integra telemetria em tempo real proveniente do plano de dados programável com um modelo de predição baseado em Inteligência Artificial, permitindo a detecção proativa de congestionamentos e a priorização dinâmica de fluxos sensíveis à latência. O sistema foi validado por meio de uma prova de conceito utilizando switches P4, núcleo 5G open source e uma aplicação real de vídeo industrial. Os resultados demonstraram reduções de até 41,04% na latência média e 75,17% no jitter em relação ao cenário sem controle, evidenciando a eficiência do controle orientado por telemetria aliado à IA para garantir requisitos de Qualidade de Serviço (QoS) em aplicações críticas da Indústria 4.0.