17 DE DEZ DE 2019

As tecnologias de redes LPWA para IoT

Novas redes LPWA são tecnologias foram desenvolvidas exclusivamente pra IOT, diferente das redes Celular atuais que usam 2G, 3G e 4G que podem ser consideradas como adaptadas para usar dispositivos que por ventura acabam sendo chamadas de r

As novas tecnologias de redes celular 4G LTE, são a nova geração do 4G, ou seja, uma evolução que tem como grande tendência acelerar o uso em massa de dispositivos de IoT, por possuirem inúmeros benefícios e vantagens como:

o 1º é o consumo baixo. Um dispositivo que utiliza redes 4GLTE (CatM e NB-IoT) possuem baixíssimo consumo bateria (durabilidade de 10 a 20 anos), depende de uso, claro.
2º o espectro da rede LTE possui amplitude de cobertura celular maior que as atuais 3G/4G), ou seja, o alcance pode até chegar a 7x maior, o que por exemplo pode ser usado para desbloqueio de veículo que por ventura esteja no subsolo de um estacionamento.
3º baixa complexidade (o que acaba tendo um produto mais barato, como por exemplo a possibilidade de sair de uma conectividade 2G direto pra Cat M ou NB-IoT com devices mais baratos).
consegue ter uma escalabilidade a nível global, ou seja, um mesmo dispositivo pode ter o mesmo SKU Global.
permite ter dispositivos auto-instalável (e-Sim) eliminando o chip de dados físico.
possui capacidade de upgrade de software via (OTA - Over-the-air).
possui segurança de alto nível porque possui várias camadas com boa segurança (standart global).
possui fidelidade de rede (consegue 1, 2, 3 ... alternativas de transmissão (diferente de uma tecnologia proprietária onde você terias apenas uma condição de envio (LORa, SigFox...).
serviço celular, é imediato, ou seja, no mundo hoje temos cerca de 550 operadores em 170 países, tecnologia difundida e com longevidade alta, ou seja, é standart global que funciona mundo inteiro.
possui um ecossistema confiável (IoT pode ser considerado novo, mas a rede já é consolida, ou seja, é apenas uma atualização de software).
possui e-beded sim (que nada mais é que o SIM card incorporado, fazendo com que isso massifique e crie escala sem precisar do SIM card físico, instalação física, ou seja, o atrito e custos de instalar fisicamente um Sim-Card é retirado de equação.

Mas quais são essas novas Tecnologias 4G LTE ?

NB-IoT e Cat-M1

NB-IoT (banda estreita IoT) e Cat-M1, que são tecnologias padronizadas 3GPP. Embora muito complementares, eles estão abordando diferentes tipos de casos de uso com base na força dos recursos das duas tecnologias.

Recursos complementares de CAT-M1 e NB-IoT

O NB-IoT suporta dispositivos de complexidade ultrabaixa com largura de banda muito estreita, 200 kHz. Devido à sua largura de banda estreita, a taxa de dados atinge o pico em torno de 250 kbs por segundo. Uma transportadora NB-IoT pode ser implantada mesmo na faixa de guarda de uma transportadora LTE para usar o espectro que, de outra forma, não é utilizado.

Por outro lado, o Cat-M1 opera com largura de banda de 1,4 MHz com maior complexidade/custo do dispositivo que o NB-IoT. A largura de banda mais ampla permite que o Cat-M1 alcance maiores taxas de dados (até 1 Mbps), menor latência e recursos de posicionamento de dispositivo mais precisos. O Cat-M1 suporta chamadas de voz e mobilidade no modo conectado. Como exemplo: se você precisar de um dispositivo mnemônico para mantê-los retos, o "M" no Cat-M1 pode significar "mobilidade".

Os dispositivos NB-IoT e Cat-M1 podem dormir por longos períodos de tempo com as funcionalidades de Recepção Descontinua (eDRX) e Modo de Economia de Energia (PSM), o que reduz bastante o consumo de energia do dispositivo. Além disso, ambas as tecnologias suportam cobertura de sinal aprimorada por estação base. Com capacidade de cobertura extrema, o NB-IoT é ideal para suportar aplicativos de taxa de dados muito baixa em condições de rádio extremamente desafiadoras.

Casos de uso

Os casos de uso mais comuns do NB-IoT incluem medidores e sensores de utilidade. Os casos de uso típicos do Cat-M1 incluem veículos conectados, dispositivos vestíveis, rastreadores e painéis de alarme. Dado que o Cat-M1 é o mais poderoso que o NB-IoT, isso não significa que seja melhor, apenas significa que é adequado para diferentes aplicações. Por exemplo, se você tem um recipiente de algum líquido no sub-solo de um prédio que precisa de um sensor para verificar seu nível periodicamente, o NB-IoT será a melhor escolha (o elevador que atende esse sub-solo, no entanto, usará o Cat-M1). Do ponto de vista do operador, o NB-IoT também cria mais flexibilidade de implantação devido à implantação da banda de proteção. Se os ativos de frequência disponíveis do operador permitirem, o NB-IoT também poderá ser implantado como acesso independente.

Cat-M1 e NB-IoT são considerados à prova de futuro e são vistos como tecnologias 5G. Eles podem coexistir eficientemente com 5G NR no mesmo espectro e já cumprem todos os requisitos maciços de 5G MTC. Cada padrão possui casos de uso específicos, portanto, entender essas diferenças será essencial para formar uma estratégia de IoT maciça.

Tendência

Apple e Samsung já estão oferecendo serviço de conectividade embarcada (wearables, smartphones) onde você mesmo ativa o serviço de conectividade chamado de (ICC) o que permite você mudar de serviço de operada pelo próprio device (claro que cumprindo com o contrato). Nesse caso a GSMA é quem faz o standard (normas).

O iPad da Apple tem e-SIM card que permite você ativar operadora no país (operadora virtual).

O projeto Google Fi nos EUA já usa a mesma o que permite essa possibilidade.

O consumo massivo no futuro é tendenciado para equipamentos e dispositivos com que utilizem LPWA), o que irá massificar as aplicações e ganhar escalas.

Desafios técnicos

Usar um SIM card físico por exemplo em aplicações (resulta em problemas em áreas rurais, regionais, flexibilidade, otimização de serviços, colocar e tirar SIM card do equipamento em campo é difícil e possui baixa qualidade de dados).

Já o uso com tecnologia LPWA chamado de ICC (e-sim) é embarcado com provisionamento remoto tendo um produto altamente smart (IoT) a ponto de não precisar tocar no equipamento possibilitando massificar a aplicação.

Hoje ao usar ou compara um SIM card (o dono desse SIM card é a operadora), tecnologia basicamente criada para manter um contrato de serviço com a operadora e onde você possui apenas uma única rede (amarrado a única operadora), o que não pode ser facilmente trocado devido ao contrato.

Com o ICC (e-sim) o proprietário é você, pois ele já vem no dispositivo, a partir do momento que você compra um device o e-SIM card é seu, e ainda, ele suporta multiplas assinaturas inclusive fazer um plano Global (eliminando o roaming e dois em alguns casos o o caso de ter 2 SIM card). Por permitir trabalhar com multi-operadora que é habilitado via OTA.

Qual o DRIVER dessas mudanças?

Os Wearables, Smartphones e o Automotivo serão os maiores drivers de massificação dessas novas tecnologias LPWA.

A Pegeout Citroen já possui mais de 1 milhão de veículos usando essa LPWA atualmente.

A Tesla usa essa tecnologia porém mais focada em condução autônoma e para diagnóstico, e já faz muita atualização de software via OTA como se fosse um celular, com todos os cuidados possíveis.

A VW (pré-release) tem um projeto que foi lançado 2019 que vem com internet no veículo, para uso no entretenimento, manutenção remota, assistência remota e habilidade de alertas do comportamento do veículo. O Cat 6 (é uma faixa voltada para o entretenimento, porque consome muita banda), já pra alertas de manutenção usa um Cat M), e aqui com e-Sim faz todo sentido, por ser modelo global permite ganhar escala. Em 2019 alguns veículos da VW já começaram a vir pro Brasil. Na Europa já existe a mais tempo. Nesse caso o carro se torna uma espécie de Gateway, seja enviando dados para o Dealer pra marcar a revisão ou até mesmo enviando dados pra uma seguradora.

Vantagem do LPWA em caso real

A ZazCar BR, um serviço de compartilhamento de carros que permite desbloqueio a distância (car charing), aluga veículos por hora, por dia e você tem acesso a ele liberando via BLE (bluetooth) presencial pelo seu smartphone que destrava ao chegar próximo liberando o veículo para uso. É um base totalmente móvel. Porém com a tecnologia de hoje usando 3G e 4G ele tem algumas limitações, porque ele não consegue desbloquear o veículo se ele tiver no sub-solo, porque o sinal do 3G/4G normal não alcança. Agora com a LPWA o sinal tem maior penetração, podendo chegar até 7x mais distância, permitindo ter maior flexibilidade ampliando exponencialmente as possibilidade do modelo de negócio.

Fonte: LinkedIn