Qual é a origem da IoT celular?

A proliferação e a popularidade dos dispositivos IoT levaram ao surgimento de opções de rede de área ampla de baixa potência (LP-WAN), como SigFox, LoRa e Weightless.

As opções celulares tradicionais, como as redes 4G e LTE, consomem demasiada energia. Além disso, não são adequadas para aplicações em que raramente são transmitidas pequenas quantidades de dados, como os contadores para leitura dos níveis de água, do consumo de gás ou de eletricidade.

A IoT celular tenta responder à procura contínua de melhores aplicações de baixo consumo e de longo alcance.

Cat-1

A Cat-1 representa um impulso inicial para utilizar as redes LTE existentes para ligar dispositivos IoT. Embora o desempenho não seja tão bom como o das redes 3G, é uma excelente escolha para aplicações IoT que requerem uma interface de browser ou voz. A principal atração é o facto de já estar normalizada e, mais importante ainda, de ser fácil fazer a transição para redes Cat-1. Os especialistas prevêem que, à medida que a tecnologia 3G e, eventualmente, a tecnologia 4G se tornarem obsoletas, as redes Cat-1 (e Cat-M1) irão substituí-las.

Cat-0

Para que as redes IoT baseadas na LTE sejam bem sucedidas, têm de ter as seguintes características

1) Bateria de longa duração;

2) Baixo custo;

3) Suportar um grande número de dispositivos;

4) Cobertura melhorada (por exemplo, melhor penetração do sinal através das paredes)

5) Longo alcance/espetro alargado.

O Cat-0 optimiza o custo eliminando as características que suportam os requisitos de elevado débito de dados do Cat-1 (cadeias de receptores duplos, filtros duplex). Enquanto o Cat-1 substituiu o 3G, o Cat-0 foi o protocolo que lançou as bases para que o Cat-M substituísse o 2G como a opção mais económica.

Cat-M1/Cat-M/LTE-M

O Cat-M (oficialmente conhecido como LTE Cat-M1) é geralmente considerado um chip LTE de segunda geração criado para aplicações IoT. Ele completa as reduções de custo e energia para as quais o Cat-0 inicialmente lançou as bases. Ao limitar a largura de banda máxima do sistema a 1,4 MHz (por oposição aos 20 MHz do Cat-0), o Cat-M tem casos de utilização específicos em aplicações LPWAN, como os contadores inteligentes, em que apenas são necessárias pequenas quantidades de transmissão de dados.

Mas a verdadeira vantagem da Cat-M em relação a outras opções é a seguinte: A Cat-M é compatível com as redes LTE existentes. Isso é uma boa notícia para operadoras como a Verizon e a AT&T, porque, embora a conexão da Cat-M às redes LTE exija patches de software, elas não precisam gastar dinheiro construindo novas antenas. A base de clientes existente da Verizon e da AT&T provavelmente concluirá que a Cat-M é de longe a melhor escolha. Por último, é quase certo que as tecnologias 5G e LTE coexistirão na década de 2020, pelo que a compatibilidade retroactiva da Cat-M é uma grande vantagem.

NB-IoT/Cat-M2

A NB-IoT (também conhecida como Cat-M2) tem como objetivo ser semelhante à Cat-M. No entanto, utiliza modulação DSSS em vez de rádio LTE. Como resultado, a NB-IoT não pode funcionar em bandas LTE, o que significa que os fornecedores têm de incorrer em custos iniciais mais elevados para implementar a NB-IoT.

Ainda assim, o NB-IoT é apontado como uma opção potencialmente mais barata porque elimina a necessidade de um gateway. Outras infra-estruturas têm normalmente gateways que agregam dados de sensores e depois comunicam com servidores primários. (Aqui está uma explicação mais aprofundada dos gateways). No entanto, com a NB-IoT, os dados dos sensores são enviados diretamente para o servidor principal. Por isso, a Huawei, a Ericsson, a Qualcomm e a Vodafone estão a investir ativamente em aplicações comerciais da NB-IoT. A Sierra Wireless prevê que a NB-IoT e a LTE-M estarão disponíveis em muitas regiões do mundo até ao final de 2018.

EC-GSM (anteriormente EC-EGPRS)

EC significa Extended Range (alcance alargado). O EC-GSM é uma rede GSM optimizada para a IoT, e 80% dos smartphones do mundo utilizam o protocolo sem fios. Como o nome sugere, o EC-GSM pode ser implantado em redes GSM existentes - uma enorme vantagem em termos de praticidade e modularidade, já que um simples software pode permitir a conetividade EC-GSM em redes 2G, 3G e 4G. O EC-GSM também tem casos de utilização específicos em regiões não ocidentais, como a Malásia, países africanos e do Médio Oriente, onde a norma 2G continua a ser a mais popular. Diz-se que a Ericsson, a Intel e a Orange concluíram os testes de campo do EC-GSM no início deste ano. No entanto, o EC-GSM não gera o mesmo entusiasmo que o Cat-M ou o NB-IoT.

Palavras-chave: módulo de controlo de porta série