LoRaWAN substituirá temporariamente as redes 5G para IoT

Sergiy Seletskyi da Intellias
As redes 5G irão revolucionar a Internet das Coisas (IoT). Mas levará vários anos para que a tecnologia cubra a maior parte do planeta. Graças ao LoRaWAN, você não precisa esperar, diz Sergiy Seletsky, líder de prática de IoT e arquiteto de soluções sênior da Intellias .

De acordo com o Gartner , cerca de 5,8 bilhões de endpoints de IoT corporativos e automotivos serão usados ​​ao longo de 2020, o que é 21% a mais do que em 2019. As redes de telecomunicações em breve terão dificuldade para lidar com a carga.

Os especialistas em IoT colocam esperanças no 5G como o padrão de conectividade IoT do futuro, que substituirá as redes físicas e permitirá a capacidade de resposta em tempo real. A palavra-chave aqui é "futuro". Ericsson prevê que a tecnologia 5G estará disponível apenas para dois terços da população global em 2025.

Com tanto hype em torno do 5G no momento, as pessoas frequentemente negligenciam uma alternativa que existe há cinco anos:redes de longa distância de baixo alcance (LoRaWAN). Em muitos casos, o LoRaWAN pode substituir o 5G, pelo menos até que o 5G esteja disponível em todo o mundo.

Por que a tecnologia 5G está no centro das atenções e quais os desafios que enfrenta

A tecnologia 5G está no centro das atenções por causa de sua velocidade e qualidade de sinal sem precedentes. Isso fará com que os dispositivos conectados troquem dados até 50% mais rápido e em blocos muito maiores, o que promete um avanço em todos os setores.

Fonte:Huawei Road to a Super-Connected World, apresentação de dezembro de 2019


Na área da saúde, o 5G permitirá a cirurgia robótica ao fornecer streaming de vídeo de alta qualidade e dispositivos cirúrgicos conectados de resposta imediata. Os serviços de emergência usarão 5G para responder às situações imediatamente. Câmeras da cidade e drones equipados com câmeras serão capazes de identificar uma emergência e enviar informações sobre ela para a sala de controle em segundos.

5G também terá mais funcionários industriais trabalhando em casa do que durante a pandemia. Eles gerenciarão seus dispositivos remotamente em tempo real de um PC, tablet ou smartphone. Isso poderia promover ainda mais o desenvolvimento da indústria de petróleo e gás, cujas instalações costumam estar localizadas em terrenos adversos.

Finalmente, as redes 5G são cruciais para carros sem motorista. Ele permite que eles se conectem à infraestrutura da cidade e se ajustem às condições de viagem em tempo real. Essa tecnologia vai liberar o poder das cidades inteligentes, onde tudo está interconectado e operado por inteligência artificial.

desafios 5G

Para construir uma rede 5G em uma área, você precisa construir uma infraestrutura específica do zero. Embora 5G seja precedido por 4G, ele requer antenas diferentes, novas redes de malha e torres transmissoras adicionais.

Construir essa infraestrutura é um processo longo e caro. A Comissão Europeia estima que a introdução do 5G em todas as cidades da Europa custará 500 bilhões de euros.

Além disso, os consumidores e fabricantes não estão particularmente entusiasmados com a tecnologia 5G até agora. De acordo com uma pesquisa recente da GSMA , apenas cerca de 30% dos americanos e 11–23% dos europeus afirmaram que obteriam um telefone 5G assim que a tecnologia estivesse disponível.

Qual dos seguintes será "muito mais importante" para a recuperação de sua empresa?

Fonte:Prioridades de tecnologia das empresas na pós-pandemicera

Como resultado, a adoção do 5G continua lenta.

LoRaWAN como alternativa ao 5G

LoRa / LoRaWAN pode fazer a maioria das mesmas tarefas que o 5G pode fazer de forma mais lenta e econômica. É improvável que você use LoRa para transmitir vídeo e som. A velocidade do LoRa varia entre 0,3Kbps e 27Kbps, o que significa que levará várias horas para transmitir uma imagem e várias décadas para transmitir um filme.

No entanto, LoRa é ótimo para muitos outros usos.

A tecnologia foi desenvolvida originalmente para sensores IoT industriais, não para dispositivos de consumo. É usado para transmitir pacotes curtos de dados (cerca de 240 bytes) e não oferece suporte a uma pilha de IP de rede. Isso torna o LoRa adequado para transmitir temperatura, umidade, vibração, iluminação e dados semelhantes.

LoRa e LoRaWAN representam o protocolo de longo alcance e a rede de longa distância. Eles são baseados em LPWAN, a tecnologia de rede de área ampla de baixa potência.

Neste post, não irei entrar em muitos detalhes sobre como LoRa e LoRaWAN funcionam e se relacionam. Em vez disso, vamos dar uma olhada no que os torna uma alternativa viável à tecnologia 5G.

Por que LoRa é importante

Dispositivos movidos a LPWAN podem se comunicar por longas distâncias, mesmo se cada um desses dispositivos estiver em um prédio separado. Além disso, suas baterias duram mais do que as baterias de dispositivos que usam 4G e 5G. Um dispositivo baseado em LoRa pode funcionar por até dez anos com uma bateria, enquanto um dispositivo 5G dura apenas várias horas.

Cobertura de rede LoRaWAN

Fonte:cobertura global LoRaWAN em dezembro de 2018

Ao contrário das redes 5G, LPWAN não requer uma vasta infraestrutura. Ele roda em dispositivos pequenos e acessíveis, o que o torna mais barato até do que 4G. Os sensores LoRa custam algo entre $ 0,2 (€ 0,16) e $ 0,5 (€ 0,41), enquanto os preços dos sensores 5G começam em $ 30 (€ 24,60).

Por ser mais barato, o LoRa tem um alcance muito mais amplo do que o 5G. Compare uma estação base LoRa típica custa cerca de US $ 40 (€ 32,80) e pode lidar com milhares de conexões em um intervalo de 15 km. Uma estação base 5G custaria $ 60.000 (€ 49.199,10), cobriria 2 km e permitiria cerca de 1000 conexões.

Desde 2015, quando LoRaWAN foi criado, uma variedade de sensores e dispositivos LoRaWAN foram desenvolvidos. LoRa Alliance , uma associação sem fins lucrativos de empresas que usam a tecnologia, cresceu para mais de 500 membros. Aqui estão algumas figuras notáveis ​​da Aliança:

• LoRaWAN foi implantado em mais de 100 países em 2019, um aumento de 60% em relação a 2018.
• Cerca de 80 milhões de dispositivos em todo o mundo estão conectados ao LoRaWAN.
• Cerca de 75% dos aplicativos IoT usam LPWAN. Em comparação, apenas 25% dos aplicativos de IoT exigem alto rendimento e baixo atraso de sinal que é habilitado por tecnologias celulares como 5G.

Conexões LPWA não celulares por tipo de medidor inteligente

Fonte: Pesquisa ABI

Como LoRa é usado

Com o LoRa, a IoT pode ser aplicada em várias áreas. Isso pode incluir o gerenciamento de máquinas de venda automática, infraestrutura hoteleira, equipamentos agrícolas, instalações hospitalares e até cidades inteligentes.

Em 2016, Samsung , Semtech e SK Telecom uniu forças para construir o primeiro LoRaWAN nacional do mundo na Coréia. Hoje, Seul está planejando atualizar sua infraestrutura local de IoT baseada em LoRa.

A Rede Inteligente de Seul, também conhecida como S-Net terá até 1000 gateways LoRaWAN até 2022. Eles habilitarão estacionamentos inteligentes, luzes de rua que podem chamar a polícia em caso de emergência, um sistema de monitoramento de pessoas com demência e muito mais.

O futuro de LoRa

Em 2019, o provedor de satélite britânico de IoT Lacuna Space começou a cobrir o globo com LoRaWAN. Em julho de 2020, o CTO da empresa afirmou que o Lacuna Space estava “recebendo mensagens LoRaWAN de um barco à vela que está literalmente no meio do Oceano Atlântico”.

Uma rede LoRa global inspirará os desenvolvedores a criar mais aplicativos baseados em LoRa, o que ajudará a proteger o futuro da tecnologia.

Portanto, se você estiver no negócio de IoT, sugiro usar LoRa / LoRaWAN até que a tecnologia 5G se torne mais difundida. E mesmo quando isso acontecer, suspeito que LoRa ainda possa ser a tecnologia de telecomunicações preferida de muitas empresas.

Que tal NB-IoT?

Alguns dispositivos que usam LoRa também estão conectados a redes IoT de banda estreita (NB-IoT). NB-IoT é um padrão LPWAN desenvolvido pelas mesmas autoridades que desenvolveram protocolos para 4G e 5G.

Em outras palavras, esta é uma tecnologia celular que:

• complementa o LoRaWAN
• é usado por dispositivos 4G conectados
• continuará a ser usado por algum tempo assim que o 5G se tornar amplamente disponível.

Como tecnologia celular, também possui largura de banda maior do que a LoRa.

O NB-IoT não requer a construção de uma infraestrutura específica:requer apenas software. Por causa disso, esse tipo de rede pode ser facilmente dimensionado para cobrir milhões de dispositivos. No entanto, o número de tais dispositivos permanece muito menor do que o número de dispositivos LoRa.

Em termos de fraquezas, o principal problema é que o NB-IoT consome muita energia, então as baterias do dispositivo morrem muito rápido.

A segurança NB-IoT também é exigente. Enquanto o LoRaWAN usa criptografia ponta a ponta, que é um mecanismo padrão de segurança moderno, o NB-IoT depende da criptografia salto a salto, que está gradualmente se tornando antiquada.

É por isso que acredito que LoRa é um substituto temporário melhor para 5G do que NB-IoT.

Conclusão

Depois de ler este artigo, você deverá ter um melhor entendimento prático das principais tecnologias de telecomunicações do futuro próximo:5G e LoRa.

Você pode estar com a impressão de que haverá uma competição no mercado entre as duas tecnologias e que LoRa perderá e se tornará história. Sim, eles podem competir em determinados segmentos, o que é bom para o setor, pois isso o ajudará a avançar. Mas não acredito que o 5G vai tirar LoRa do jogo. Afinal, os carros não substituíram as bicicletas e os trens.

O autor é Sergiy Seletsky, líder de prática de IoT e arquiteto de soluções sênior da Intellias.

Sobre o autor

Sergiy Seletsky é líder de prática de IoT e arquiteto de soluções sênior na Intellias. Sergiy ajuda as empresas a aproveitar a pilha certa de tecnologia de IoT para expandir os negócios e torná-los à prova de futuro. Pensador estratégico com amplo conhecimento da indústria de TI em uma ampla variedade de soluções inovadoras para diferentes domínios de negócios.