Considerações de projeto para IoT Celular na era 5G

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A IoT celular é um ecossistema de rápido crescimento baseado nos padrões globais 3GPP, suportado por um número crescente de provedores de rede móvel e fornecedores de dispositivos, chipset, módulos e infraestrutura de rede. Mais significativamente, as redes celulares oferecem a cobertura global e os altos níveis de confiabilidade, segurança e desempenho exigidos até mesmo pelas aplicações de IoT mais exigentes.

Muitas indústrias estão experimentando os benefícios da IoT celular, nos setores de eletrônicos de consumo, automotivo, ferroviário, mineração, serviços públicos, saúde, agricultura, manufatura e transporte. Com o 5G no mercado, quase todos os setores estão explorando o potencial da conectividade celular para transformar fundamentalmente os negócios.

O 5G traz uma série de benefícios para a IoT, inatingíveis com 4G ou outras tecnologias sem fio. Isso inclui a capacidade do 5G de oferecer suporte a muitos dispositivos IoT estáticos e móveis, com uma gama diversificada de requisitos de velocidade, largura de banda e qualidade de serviço. As redes 5G implantadas hoje são baseadas em redes 4G, que empregam tecnologias LTE for Machines (LTE-M) e Narrowband-IoT (NB-IoT), com 5G fornecendo a funcionalidade necessária para dar suporte a casos de uso existentes e futuros.

Motores de crescimento para IoT celular 5G

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Figura 1: 5G oferece mais vantagens sobre outras tecnologias sem fio

Maior velocidade e cobertura: cada geração de rede sem fio refletiu um aumento significativo na velocidade e os benefícios do 5G – velocidades previstas de até 10 Gbps representam um aumento de até 100 vezes em comparação com o 4G. As redes celulares 5G oferecem uma cobertura muito mais ampla e suportam dispositivos significativamente maiores. A capacidade de implantar redes 5G corporativas permite que as empresas de IoT conectem mais dispositivos com maior confiabilidade e velocidade em uma área mais vasta.

Facilidade e baixo custo de implantação: os dispositivos IoT não celulares precisam ser configurados para uma rede específica antes que possam se conectar ao mundo (selecione uma rede Wi-Fi específica ou conexão Bluetooth). Por outro lado, os dispositivos celulares só precisam ter um cartão SIM/eSIM ativado inserido e estão funcionando. Isso simplifica o aumento e a redução do número de dispositivos IoT conforme necessário, sem grandes investimentos em recursos.

Gerenciamento remoto: a maior cobertura fornecida pela rede celular 5G significa que você pode monitorar remotamente a conectividade, configurar dispositivos e garantir que as atualizações de software e firmware sejam aplicadas.

Baixa latência e alta confiabilidade: Com IoT celular em redes 5G, as comunicações de serviço de emergência podem ser mais seguras e confiáveis, fornecendo dados em tempo real para os centros de comando. A latência 5G é mais rápida que o processamento visual humano, possibilitando controlar dispositivos remotamente em tempo quase real.

Segurança por design: as redes 5G vêm com medidas de segurança integradas para proteger os consumidores. A conectividade inclui protocolos como autenticação segura, proteção de sinalização e criptografia de dados. Essas medidas ajudam a garantir que os problemas de segurança que afligem os dispositivos de IoT do consumidor não surjam como problemas no uso industrial.

Baixo consumo de energia: os padrões de IoT celular, como o NB-IoT, são projetados para maximizar a vida útil da bateria e reduzir o consumo de energia. Isso possibilita a implantação de dispositivos em áreas remotas por longos períodos, já que a duração da bateria está chegando a dez anos em alguns casos.

Operações de IoT celular com 5G

As redes móveis 5G são imaginadas para garantir dispositivos massivos e novos serviços, por exemplo, banda larga móvel aprimorada (eMBB), comunicações massivas do tipo máquina (mMTC) e comunicações críticas e operações de rede. O crescimento do IoT no 5G ocorrerá em ondas, com os aplicativos eMBB ganhando força primeiro. A comunicação de baixa latência ultra-confiável (uRLLC) será uma das maiores mudanças no jogo quando o 5G estiver totalmente implantado.

Os veículos autônomos são uma das aplicações 5G mais esperadas. A tecnologia veicular está avançando rapidamente para apoiar o futuro dos veículos autônomos. Os sistemas de computadores de bordo estão evoluindo com níveis de poder de computação anteriormente vistos apenas em data centers. As redes 5G serão um grande facilitador para veículos autônomos (Figura 2), devido à latência drasticamente reduzida, pois os veículos poderão responder de 10 a 100 vezes mais rápido do que as redes celulares atuais.

Isso permitirá que os veículos respondam a objetos e mudanças em torno deles quase instantaneamente, de forma automática. Um veículo deve enviar e receber mensagens em milissegundos para frear ou mudar de direção em resposta a sinais de trânsito, perigos e pessoas atravessando a rua.

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Figura 2: Modos de comunicação 5G-V2X.

O 5G será transformador e permitirá muitas novas aplicações que não são viáveis ​​hoje, principalmente em áreas urbanas e cidades. Os casos de uso do 5G não serão limitados a uma área específica: consumidores, empresas, indústrias e cidades se beneficiarão de uma ou várias dimensões do 5G. No entanto, em vez de esperar pela implementação total do 5G, podemos construir o futuro com a tecnologia 4G LTE e validar aplicações e modelos de negócios. E, em seguida, refine e expanda quando o 5G se tornar mais amplamente disponível.

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* Texto originalmente publicado em: link

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