As soluções LoRaWAN dominarão a rede ou coexistirão com o 5G?

As soluções LoRaWAN possuem a maior quantidade e variedade de sensores atualmente. Além disso, surgiram antes do ecossistema 5G e são a solução ponta a ponta mais confiável disponível hoje. As soluções LoRaWAN estão implantadas em mais de 140 países em todo o mundo. Ademais, especialistas e analistas de IoT preveem que as soluções LoRaWAN representarão mais de 80% do mercado de LPWAN na próxima década. Neste artigo, exploraremos se o LoRaWAN se tornará uma tendência dominante ou se coexistirá com o 5G.

Desenvolvimento de LoRaWAN Soluções

A LoRaWAN é muito eficaz para redes de rádio de longo alcance, sem fio e de baixa potência. Ela opera em faixas de frequência não licenciadas. Portanto, podemos implementá-la sem qualquer dificuldade. Portanto, é mais fácil e conveniente para dispositivos com dimensões reduzidas se comunicarem com outras estruturas e dispositivos em larga escala.

As soluções LoRaWAN são bastante simples de entender. A comunicação em redes em estrela é análoga à conversa em uma sala de aula. O gateway é capaz de se comunicar com os nós, e os nós são livres para fazer o mesmo.

Suponhamos que sua solução LoRaWAN tenha um nó e quatro gateways. Nesse caso, os nós transmitirão aleatoriamente no espectro de rádio. O gateway que consegue ouvir a transmissão a captará e a encaminhará para a nuvem. É bem possível que todos os gateways escutem a mensagem e a encaminhem para a nuvem. Isso elimina o risco de perda de dados devido a links de comunicação fracos ou interferências de qualquer tipo.

Assim que sua mensagem chegar à nuvem, o sistema gerará um recibo de confirmação. No entanto, esse processo não é automático. Para que isso funcione, os nós em soluções LoRaWAN precisarão solicitar recibos de confirmação. Se um nó solicitar uma confirmação, a nuvem escolherá um gateway para responder após um intervalo fixo. Isso adiciona outra camada de garantia de qualidade. Quase todos os sistemas LPWAN possuem múltiplos canais de recebimento e o LoRaWAN não é exceção. As soluções LoRaWAN são capazes de receber até 8 mensagens simultaneamente em diferentes canais de frequência.

Desafios no desenvolvimento do 5G

Como qualquer tecnologia emergente, o 5G também enfrenta alguns desafios durante seu desenvolvimento. Analisaremos alguns desses desafios nesta seção.

1. Custos de fabricação e preços de varejo

Construir uma rede 5G é caro, pois requer recursos sofisticados. Os planos para 5G incorrerão em altos custos iniciais, pois não é tão simples quanto construir outra camada sobre uma rede existente. Isso ocorre porque o 5G é uma tecnologia completamente diferente. De acordo com analistas de mercado, o gasto total com 5G chegará a US$ 88 bilhões antes que uma solução viável chegue ao mercado. Portanto, seus altos custos de fabricação representam um grande obstáculo.

2. Faixas de frequência restritas

Os LTEs atuais operam em faixas de frequência abaixo de 6 GHz. No entanto, o 5G requer faixas de frequência de até 3000 GHz. Embora essas faixas tenham maior capacidade e prometam velocidades mais rápidas, seu licenciamento representa um grande desafio. O licenciamento dessas faixas provavelmente envolverá licitações antes da implementação das respectivas soluções 5G. Só nos EUA, as licitações para a faixa de 28 GHz atingiram US$ 690 milhões no final de 2018.

3. Falta de suporte ao dispositivo

Há muitas discussões em andamento sobre a fabricação de smartphones e outros dispositivos compatíveis com 5G. No entanto, sua disponibilidade está atrelada à rapidez com que o 5G se torna viável e ao custo de fabricação. Portanto, é certo que não veremos muitos dispositivos compatíveis com 5G nos próximos anos.

4. Cobertura e Implantação

O 5G oferece um aumento significativo em largura de banda e velocidade. No entanto, seu alcance é limitado. Portanto, exigirá mais infraestrutura antes de sua implantação em larga escala. Frequências mais altas também significam que as ondas de rádio são altamente direcionais. Portanto, é mais fácil direcioná-las. Essa prática é chamada de formação de feixes e apresenta risco de exploração.

Outro desafio é que as antenas 5G conseguem lidar com mais dados, mas têm cobertura de curto alcance. As estações base e antenas estão ficando menores, mas precisamos instalá-las em casas ou prédios. Cidades inteligentes precisarão instalar repetidores extras para permitir a propagação das ondas em alcances maiores. Assim, manterão velocidades de transmissão consistentes em áreas densamente povoadas. Portanto, é bastante claro que a rede 5G levará algum tempo para amadurecer.

Pretendemos substituir os roteadores e modems Wi-Fi no futuro por small cells 5G. Assim, poderemos levar a conexão 5G para nossas casas e pequenas empresas. Consequentemente, substituiremos as conexões convencionais de internet com fio. Portanto, é um grande desafio disseminar o acesso ao 5G para áreas rurais.

5. Privacidade e segurança

Garantir a segurança e a privacidade é um grande desafio em qualquer tecnologia baseada em dados. No entanto, o 5G precisará garantir medidas contra ameaças cibernéticas sofisticadas e convencionais. Autenticação e Acordo de Chave (AKA) é um sistema para estabelecer confiança entre redes, e o 5G se enquadra nele. Isso permitirá rastrear pessoas próximas por meio da localização de seus dispositivos inteligentes. Permitirá até mesmo que elas espionem suas chamadas telefônicas em andamento.

Portanto, é responsabilidade dos desenvolvedores de 5G garantir a segurança digital de seus clientes e proteger sua privacidade. A conectividade certamente aumentará à medida que as velocidades de dados se tornarem mais rápidas do que os níveis atuais. Portanto, os serviços de virtualização de dados e servidores em nuvem devem garantir segurança rigorosa e proteger a privacidade e os dados pessoais de seus usuários. No entanto, seus usuários devem garantir que sejam mais vigilantes e cuidadosos ao compartilhar seus dados confidenciais.

Vantagens das soluções LoRaWAN em relação ao 5G

Aqui estão algumas das vantagens do LoRaWAN em relação ao 5G,

1. Econômico e econômico

As implantações LoRaWAN são muito econômicas e econômicas. Isso ocorre porque consomem pouquíssima energia e têm uma longa duração de bateria. Além disso, são muito compactas. Consequentemente, os custos de instalação e manutenção tendem a ser significativamente reduzidos.

2. Bandas de frequência não licenciadas

A LoRaWAN opera em faixas de frequência não licenciadas. Portanto, é mais fácil e conveniente de implantar, pois não envolve taxas de licenciamento. Além disso, permite melhor suporte entre plataformas e acessibilidade aprimorada.

3. Amplo suporte

A LoRaWAN oferece amplo suporte a sensores e dispositivos de diversos tipos. Requer nós simples para operar, portanto, não há necessidade de estruturas sofisticadas. Portanto, podemos usá-la para implantações em massa e implementações de IoT em larga escala.

4. Cobertura de longo alcance

O LoRaWAN suporta comunicações de longo alcance por si só. No entanto, podemos aumentar ainda mais seu alcance efetivo integrando um serviço de nuvem. Isso permite que o LoRaWAN se comunique efetivamente tanto em longo quanto em curto alcance. Os nós nas redes LoRaWAN se comunicam primeiro transmitindo para os gateways mais próximos e, em seguida, esse gateway transfere os dados para o servidor em nuvem. Os gateways LoRaWAN são eficientes na coleta de pacotes de dados, portanto, as chances de interferência ou ruído são muito baixas. Além disso, podemos adicionar camadas adicionais de segurança na forma de confirmações de recebimento. Essas confirmações nos permitem garantir que os pacotes de dados sejam transmitidos sem problemas.

5. Política de Privaciade

O LoRaWAN nos permite criar redes híbridas público-privadas. Isso nos permite controlar o acesso dos usuários a dados e informações confidenciais. Podemos criar filtros e implementar mecanismos de triagem para evitar tentativas maliciosas. Portanto, o LoRaWAN nos permite ter amplo controle sobre o grau de privacidade que desejamos que nossa rede tenha.

Tendências atuais e futuras de LoRaWAN e 5G

A profundidade e a complexidade dos casos de uso do 5G significam que a sofisticação do 5G é "demais" para certas redes. Isso levará à necessidade de uma "tecnologia do tamanho certo" para suportar as aplicações existentes no mercado. Especialistas em IoT argumentam que o 5G LTE oferece melhor desempenho, mas o faz às custas de certos parâmetros-chave. E esses parâmetros-chave são bem cobertos pelas soluções LoRaWAN. Especialistas preveem que o LoRaWAN explorará essa limitação do 5G e tentará capitalizá-la. Analistas preveem que o 5G pode reduzir a lacuna tecnológica até certo ponto. No entanto, sempre há espaço para soluções altamente direcionadas e especializadas como o LoRaWAN.

Como as soluções LoRaWAN podem prevalecer?

Especialistas do setor chegam a afirmar que a LoRaWAN permanecerá, de fato, um padrão sem licença, mesmo na era do 5G. Eles sugerem que a LoRaWAN é mais conveniente para adoção em massa, pois oferece baixo consumo de bateria e permite redes híbridas público-privadas. Os desenvolvimentos em 5G até o momento concentram-se em comunicações críticas e serviços de banda larga. Portanto, não podemos utilizá-la efetivamente para uma grande implantação de IoT. Portanto, podemos concluir claramente que a LoRaWAN certamente desempenhará seu papel em futuras estruturas de IoT devido às suas propriedades ideais e características promissoras.

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Principais casos de uso de soluções LoRaWAN

As soluções LoRaWAN são projetadas para conectar dispositivos que exigem baixa transmissão de dados e bateria limitada à internet. Seus recursos as tornam ideais para as seguintes aplicações:

Cidade inteligente

A transmissão de longo alcance da LoRaWAN, de até 10 quilômetros, garante a oportunidade de construir infraestrutura em vastas áreas de cidades inteligentes. Além disso, como pode conectar facilmente um grande número de nós, a capacidade antiparasitária da rede é muito forte e o posicionamento também é muito preciso.

LoRaWAN é uma solução pronta para uso, fácil de implementar e que melhora significativamente o gerenciamento e o controle de sistemas de cidades inteligentes em termos de previsão de transporte público, monitoramento ambiental, iluminação pública e vagas de estacionamento inteligentes.

Medição inteligente e serviços públicos

Redes de serviços públicos inteligentes geralmente estão localizadas em locais inacessíveis aos sensores das redes 5G, e por isso as vantagens da LoRaWAN se destacam nessa área. A solução baseada em LoRaWAN transforma informações em ações, garantindo o acesso e o escopo necessários sem intervenção manual de técnicos de campo.

As concessionárias de serviços públicos da Alemanha integram eletricidade de fontes renováveis e novos usuários controláveis à rede para obter controle sustentável da transição energética.

Agricultura orientada por dados

A Smart Agriculture usa sistemas e sensores LoRaWAN para coletar e analisar dados para melhorar a eficiência em toda a cadeia de produção de alimentos, desde leituras de temperatura e umidade e monitoramento de indicadores de saúde do gado até o monitoramento remoto de equipamentos agrícolas, plantações e gado.
Dispositivos baseados em Lora são uma alternativa de baixo custo à infraestrutura 5G que permite implantação flexível e também não exige trocas frequentes de bateria.

Edifício inteligente

O LoRaWAN inaugura uma nova era no desenvolvimento de sistemas inteligentes de gerenciamento de edifícios devido à sua capacidade remota, baixo consumo de energia, baixo custo, significativas capacidades antiparasitárias e alta penetração de sinal.
Além disso, a instalação da solução baseada em LoRa é simples e não interfere nas operações administrativas. O LoRaWAN integra uma variedade de sistemas de gerenciamento de instalações para gerenciamento e monitoramento centralizado e inteligente de edifícios. Além disso, pode ajudar os gerentes de instalações a monitorar dados sobre consumo de energia, ocupação, condições ambientais e qualidade do ar em tempo real, melhorando a eficiência de custos e o uso eficiente de recursos.

Assistência médica

Sob a pressão da economia, muitos jovens estão ocupados com suas carreiras e não têm tempo nem energia para cuidar dos idosos em casa. Enquanto isso, as equipes dos hospitais estão ocupadas todos os dias. Portanto, é necessário usar LoRaWAN para alcançar um atendimento de saúde sem barreiras, simplificar o processo de registro de pacientes, localizar pessoas e alcançar uma troca de informações mais transparente.

Cadeia de suprimentos e logística

A LoRaWAN pode percorrer longas distâncias em cadeias de suprimentos e logística. Aplicações específicas são vistas em áreas como antirroubo, gestão de frotas, rastreamento de ativos, monitoramento do status do motorista e manutenção preditiva.

Quais são os casos de uso do 5G

Os recursos de baixa latência e alta largura de banda do 5G têm um impacto significativo em ecossistemas com uso intensivo de dados que exigem comunicações robustas e em tempo real.

Carros conectados e direção autônoma

Veículos e transportes, equipados com telemática sofisticada e fortemente dependentes de leituras em tempo real e transferências de dados entre múltiplos sensores e sistemas de IoT, são áreas prioritárias para soluções 5G. Uma grande quantidade de dados, como temperatura do veículo, localização, velocidade e condições do trânsito, pode ser obtida para melhorar o conforto e a segurança ao dirigir.

Para que carros inteligentes leiam com precisão as condições de tráfego em rápida mudança e reajam em uma fração de segundo, eles precisam de tecnologia para garantir a transferência perfeita de informações entre milhares de dispositivos de IoT. O potencial do 5G para lidar com comunicação de latência quase zero entre vários dispositivos abre caminho para interação direta entre veículos e comunicação entre veículos (V2X), incluindo sistemas de gerenciamento de dados de tráfego, parquímetros e semáforos.

Solução de saúde inteligente 5G

O sistema médico 5G conecta dados de dispositivos vestíveis com sistemas de provedores baseados em nuvem e oferece suporte a consultas remotas de alta qualidade com vídeo em tempo real. Dispositivos de IoT com tecnologia 5G melhoram significativamente a eficiência do atendimento preventivo e personalizado, permitindo o monitoramento e a transmissão contínua dos sinais vitais dos pacientes. Hospitais e instituições de pesquisa em todo o mundo estão testando casos de uso de 5G, incluindo resgate remoto de emergência, cirurgia remota, diagnóstico online de especialistas, rondas móveis em enfermarias e monitoramento intra-hospitalar.

De acordo com o relatório da GSMA, o 5G será responsável por pelo menos 1.2 bilhão de conexões no mundo todo até 2025.

E quanto ao NB-IoT?

Alguns dispositivos LoRa também escolherão se conectar à rede NB-IoT, que é um padrão LPWAN desenvolvido pela mesma divisão que desenvolveu os protocolos 4G e 5G.

Em outras palavras, é um tipo de tecnologia celular para implementar LoRaWAN e está sendo usada em dispositivos conectados via 4G. E quando o 5G se disseminar, as pessoas o usarão por um tempo.

Comparada à Lora, a NB-IoT possui maior largura de banda. A NB-IoT requer apenas software e nenhuma infraestrutura específica. Portanto, esse tipo de rede pode ser facilmente expandido para cobrir milhões de dispositivos. No entanto, o número desses dispositivos ainda é muito menor do que o de dispositivos LoRa.

No entanto, a NB-IoT tem suas desvantagens. A principal é que a NB-IoT absorve muita energia, o que faz com que a bateria do dispositivo descarregue muito rapidamente.

Além disso, a NB-IoT tem requisitos de segurança relativamente altos e usa criptografia salto a salto desatualizada, enquanto a LoRaWAN usa criptografia de ponta a ponta, um mecanismo padrão de segurança moderno.

Pelos motivos acima, LoRa é uma alternativa temporária 5G melhor que NB-IoT.

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