LoRaWAN: A Ponte Imediata para Conectividade IoT Pronta para 5G

Sergiy Seletskyi, líder de prática IoT e arquiteto sênior de soluções na Intellias, explica como o LoRaWAN pode preencher a lacuna até que o 5G seja totalmente implantado.

Segundo a Gartner, 5,8 bilhões de endpoints IoT empresariais e automotivos foram projetados para 2020 — um aumento de 21% em relação a 2019. O aumento em breve tensionará as redes de telecom existentes.

Analistas da indústria veem o 5G como o padrão futuro para IoT, prometendo conectividade em tempo real e baixa latência. No entanto, a Ericsson estima que até 2025 apenas dois terços da população global terão acesso ao 5G.

Enquanto o 5G ganha manchetes, muitos ignoram a solução madura de rede de área ampla de baixa potência (LPWAN) — LoRaWAN — que está operacional há cinco anos. Em muitos cenários, o LoRaWAN pode servir como uma solução provisória até que o 5G atinja cobertura global.

Por que o 5G é o foco — e seus obstáculos

O apelo do 5G reside em sua velocidade e confiabilidade de sinal excepcionais, potencialmente entregando dados em taxas 50% mais rápidas e cargas maiores. Essa capacidade poderia transformar setores da saúde ao automotivo.

Na saúde, o 5G permitirá cirurgia robótica com vídeo de alta definição e resposta instantânea de dispositivos. Serviços de emergência poderiam implantar câmeras e drones urbanos que reportam incidentes a centros de controle em segundos. Operações industriais remotas — especialmente em terrenos desafiadores — se beneficiarão de monitoramento em tempo real. Veículos autônomos dependem do 5G para se comunicar com infraestrutura e se adaptar a condições de tráfego.

Desafios de implantação do 5G

Construir uma rede 5G requer novas antenas, backhaul de fibra e estações base adicionais — muito além do que a infraestrutura 4G oferece. A Comissão Europeia estima que implantar 5G em todas as cidades europeias custará cerca de €500 bilhões.

O entusiasmo do consumidor é baixo. Uma pesquisa recente da GSMA descobriu que apenas 30% dos americanos e 11-23% dos europeus atualizariam imediatamente para um telefone 5G quando disponível.

LoRaWAN: Uma solução provisória prática

LoRa/LoRaWAN pode realizar muitas das mesmas tarefas que o 5G, embora em velocidades mais baixas — entre 0,3 kbps e 27 kbps. Isso o torna inadequado para mídia de alta largura de banda, mas ideal para telemetria leve como dados de temperatura, umidade, vibração e iluminação.

O LoRa foi originalmente projetado para sensores IoT industriais, transmitindo payloads curtos (≈240 bytes) sem uma pilha IP. A tecnologia opera em princípios LPWAN, entregando conectividade de longo alcance com consumo mínimo de energia.

Dispositivos LPWAN podem conectar-se por muitos quilômetros, mesmo quando separados por edifícios, e uma única bateria pode durar até dez anos — comparado a algumas horas para dispositivos habilitados para 5G.

Cobertura global LoRaWAN (Dez 2018)

Ao contrário do 5G, o LPWAN não exige infraestrutura extensiva. Sensores LoRa variam de $0,20 (€0,16) a $0,50 (€0,41), enquanto sensores 5G começam em $30 (€24,60). Uma estação base LoRa típica custa cerca de $40 (€32,80) e pode suportar milhares de dispositivos dentro de um raio de 15 km. Em contraste, uma estação base 5G custa $60.000 (€49.199) com alcance de 2 km e aproximadamente 1.000 conexões.

Desde sua criação em 2015, a LoRa Alliance — um consórcio sem fins lucrativos — cresceu para mais de 500 membros. Principais marcos:

• Implantação LoRaWAN em 100+ países em 2019, aumento de 60% em relação a 2018.
• Aproximadamente 80 milhões de dispositivos conectados globalmente.
• Cerca de 75% das aplicações IoT dependem de LPWAN; apenas 25% precisam do alto throughput e baixa latência que tecnologias celulares fornecem.

Conexões LPWA não-celulares de medidores inteligentes por tipo

Fonte: ABI Research

Implantações reais de LoRa

LoRa é aplicado em setores — de gerenciamento de máquinas de venda a infraestrutura hospitalar, agricultura e cidades inteligentes. Em 2016, Samsung, Semtech e SK Telecom lançaram a primeira LoRaWAN nacional da Coreia. Seul agora planeja a S-Net — até 1.000 gateways até 2022 — permitindo estacionamento inteligente, luzes de rua com alerta de emergência, monitoramento de demência e mais.

A visão global do LoRa

O provedor de satélite britânico Lacuna Space visa cobrir o globo com LoRaWAN. Em julho de 2020, seu CTO confirmou recepção de mensagens LoRaWAN de um navio no meio do Atlântico.

Uma rede LoRa mundial incentivaria desenvolvedores a criar mais aplicações baseadas em LoRa, assegurando seu futuro.

Para empresas de IoT, adotar LoRa/LoRaWAN agora oferece um caminho custo-efetivo e de baixa potência até que o 5G seja generalizado — e pode permanecer uma opção preferida mesmo depois.

E o NB-IoT?

Alguns dispositivos LoRa também se conectam via Narrowband IoT (NB-IoT), um padrão LPWAN celular desenvolvido junto com protocolos 4G/5G. NB-IoT:

• Complementa o LoRaWAN.
• Opera em redes 4G existentes.
• Persistirá junto ao 5G no futuro previsível.

Comparado ao LoRa, o NB-IoT oferece maior largura de banda, mas requer mais energia e depende de criptografia hop-by-hop, que é menos segura que o esquema end-to-end do LoRaWAN. Assim, o LoRa permanece a substituição provisória superior para o 5G.

Conclusão

Esta visão geral destaca 5G e LoRa como tecnologias complementares. Embora o 5G eventualmente domine casos de uso de alto throughput e baixa latência, a acessibilidade, longa duração de bateria e ampla cobertura do LoRa o tornam uma ponte valiosa — assim como carros não eliminaram bicicletas ou trens.

Autor: Sergiy Seletsky, líder de prática IoT e arquiteto sênior de soluções na Intellias.

Sobre o autor

Sergiy Seletsky é líder de prática IoT e arquiteto sênior de soluções na Intellias, guiando empresas na seleção do stack IoT certo para escalar e tornar suas operações à prova de futuro. Um pensador estratégico com profundo conhecimento da indústria em diversos domínios de inovação.