IoT celular - qual tecnologia selecionar

Nota do editor:os crescentes requisitos para maior disponibilidade de dispositivos IoT coincidem com o surgimento de tecnologias celulares adequadas para IoT . Para os desenvolvedores, a necessidade nunca foi mais aguda de informações mais detalhadas sobre as tecnologias celulares e sua aplicação à IoT. Extraído do livro Cellular Internet of Things, esta série apresenta os principais conceitos e tecnologias nessa área.

Em uma série anterior, os autores descreveram o cenário em evolução para celular, seu papel na IoT e tecnologias para comunicações massivas do tipo máquina (mMTC) e comunicações de baixa latência ultraconfiáveis ​​(URLLC).

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Adaptado de Cellular Internet of Things, de Olof Liberg, Marten Sundberg, Eric Wang, Johan Bergman, Joachim Sachs.

Capítulo 9. O cenário competitivo da tecnologia da Internet das Coisas (cont.)

Por Olof Liberg, Marten Sundberg, Eric Wang, Johan Bergman, Joachim Sachs

9.3 ESCOLHA DA TECNOLOGIA CIoT (Cont.)

9.3.2 QUAL TECNOLOGIA CIoT SELECIONAR

A escolha de uma solução CIoT é uma decisão que precisa ser tomada por diferentes participantes do mercado. Por um lado, é a operadora de rede móvel que deve decidir qual tecnologia CIoT adicionar à sua rede existente. Por outro lado, é o fabricante do dispositivo IoT e o provedor de serviços que seleciona para quais opções de conectividade IoT desenvolverá seu serviço IoT. Pode-se esperar que diferentes opções de soluções coexistam.

9.3.2.1 A perspectiva do operador de rede móvel

Para uma operadora de rede móvel, a decisão sobre qual tecnologia CIoT implementar e operar tem várias facetas. Existem, em particular, dois lados que precisam ser considerados:

• Estratégia de rede móvel de longo prazo e ativos existentes,
  

• Estratégia de segmento de mercado de IoT.
  

Uma operadora de rede móvel típica tem uma ou mais redes de celular implantadas. Cada vez mais, diferentes tecnologias de rádio são fornecidas por meio de uma única rede de tecnologia multirrádio. Por exemplo, a mesma estação base pode ser usada para transmissão GSM, UMTS / HSPA ou LTE. Mas também há implantações em que as redes 2G, 3G e 4G são bastante independentes em sua implantação e operação.

Além disso, uma operadora de rede móvel possui uma licença de espectro de um regulador nacional, que concede direitos para operar uma rede no espectro atribuído. As licenças de espectro são tipicamente de longa duração, como, por exemplo, 20 anos; isso é motivado por fornecer aos operadores de rede uma segurança econômica. Um retorno sobre o investimento para um custo extremamente alto de instalação de rede de uma nova tecnologia pode ser planejado por um longo período. No vencimento de uma licença de espectro, um concurso de licenciamento de espectro, como um leilão de espectro, é iniciado pelo regulador para fornecer uma nova licença de espectro. Em geral, qualquer roteiro de construção de rede por um operador é uma decisão de longo prazo e precisa considerar pelo menos os seguintes elementos:

• Por quanto tempo as licenças de espectro existentes são válidas, quais tecnologias podem ser operadas no espectro e quando é um novo processo de realocação de espectro planejado pelo regulador?
  

• Qual é o status da construção da rede para diferentes tecnologias de rádio, em particular GSM e LTE, e qual é a participação de mercado da operadora ?
  

• Qual é a rede construída de operadoras concorrentes e qual é sua participação no mercado?
  

• Qual é a intenção estratégica de um operador em relação à IoT?
  

• Quais serviços estão planejados para serem fornecidos e em que funções a operadora pretende abordar o mercado de IoT (por exemplo, como provedor de conectividade ou também como provedor / habilitador de serviços)?
  

• Qual é a maturidade do mercado para serviços de IoT?
  

• Que segmento de IoT o operador gostaria de abordar?
  

É de referir que as questões anteriores surgem na perspetiva da operação de rede de um operador num determinado país. No entanto, várias operadoras estão ativas em vários países e até mesmo em vários continentes. Mesmo que a decisão seja amplamente tomada por país, uma operadora pode desejar harmonizar as decisões em várias regiões nas quais opera redes.

Ao olhar para as opções de tecnologia CIoT, as seguintes características podem ser identificadas, o que influenciará a decisão de uma operadora.

Como linha de base, presumimos que haja um incentivo muito grande por parte de uma operadora para reutilizar a infraestrutura de rede móvel existente para implementar qualquer uma das tecnologias CIoT. Naturalmente, EC-GSM-IoT pode ser facilmente implantado com base em uma infraestrutura GSM e usando o espectro GSM. Os recursos da rede GSM e o espectro GSM seriam compartilhados entre o uso do GSM e o uso do EC-GSM-IoT. LTE-M e NB-IoT podem ser implantados com base em uma infraestrutura LTE e usando o espectro LTE; Rede LTE e recursos de espectro seriam compartilhados entre o uso de LTE, LTE-M e NB-IoT. Na maioria das configurações de rede, pode-se esperar que a implantação de EC-GSM-IoT, LTE-M e NB-IoT possa ser realizada como uma atualização de software para as redes GSM ou LTE implantadas. Isso implica que a introdução da CIoT no mercado pode ser realizada pelas operadoras com bastante rapidez e com um baixo custo total de propriedade.

Para serviços de IoT, espera-se que muitos serviços tenham uma longa vida útil de, por exemplo, uma década. Essa expectativa deve ser tratada com uma rede CIoT. Como resultado, a decisão da tecnologia CIoT também está associada à estratégia de longo prazo da operadora para redes móveis com foco em telefonia e serviços de banda larga móvel. Se uma operadora pretende fazer a transição das implantações GSM para, por exemplo, LTE ou 5G no futuro próximo, a introdução de EC-GSM-IoT parece uma escolha questionável, pois qualquer usuário de EC-GSM-IoT de longo prazo exigiria para manter o GSM infraestrutura operacional há muito tempo.

O GSM ainda é a tecnologia de rede celular que cobre a maior parte do globo. De acordo com a Referência [55], em 2016 cerca de 90% da população mundial estava dentro da cobertura de uma rede GSM, e espera-se que aumente para w95% até 2022. Em contraste, em 2016, apenas cerca de 40% da população estava dentro do cobertura de uma rede LTE, que deverá aumentar para mais de 80% até 2022. No entanto, existem variações regionais muito grandes na difusão das tecnologias celulares. Para dar um exemplo da Referência [55], no Oriente Médio e na África apenas 5% das assinaturas móveis em 2016 eram assinaturas LTE (que também permitem usar WCDMA / HSPA e GSM); espera-se que esse número aumente para cerca de 30% até 2022. Aproximadamente 20% das assinaturas são somente GSM e a maioria das assinaturas é para WCDMA / HSPA (que também permite o uso de GSM, mas não LTE). Em regiões como Oriente Médio e África, prevê-se que o GSM continue sendo uma tecnologia importante por muitos anos, mesmo que em outras regiões o papel do GSM a médio e longo prazo seja menos certo. Olhando para a América do Norte, já em 2016 65% das assinaturas móveis eram assinaturas LTE. Para 2022, muito poucos não compatíveis com LTE [ver Nota 1] estão previstas assinaturas. Essas diferenças resultarão em diferentes preferências de soluções CIoT para diferentes operadoras em diferentes regiões. [Observação 1:como assinatura compatível com LTE em 2022, contamos aqui as assinaturas LTE previstas, bem como as assinaturas 5G, que são consideradas totalmente compatíveis para operação em redes LTE.]