A IoT se tornou uma força transformadora em nosso mundo interconectado. It’s like the magical key that unlocks the door to seamless connectivity and communication between devices. Ainda, para realmente transformar as indústrias e nossas vidas diárias, precisamos de conectividade que seja confiável e eficiente. That’s where the LPWAN technologies step in. Eles atacam para preencher a lacuna, unlocking IoT’s full potential and revolutionizing how we work and play. neste blog, vamos mergulhar no mundo das tecnologias LPWAN, explorando sua definição, vantagens, e seu papel fundamental na definição do futuro da conectividade IoT.
LPWAN refere-se a uma categoria de tecnologias de comunicação sem fio projetadas especificamente para aplicações IoT. Ele fornece conectividade de longo alcance e baixo consumo de energia, permitindo que dispositivos se comuniquem por grandes distâncias enquanto consomem o mínimo de energia. As tecnologias LPWAN são otimizadas para proporcionar maior vida útil da bateria e podem atravessar obstáculos, tornando-os ideais para implantações de IoT em larga escala em vários cenários.
As tecnologias LPWAN oferecem diversas vantagens que as diferenciam de outras opções de comunicação sem fio para IoT:
As redes LPWAN são compostas por três elementos principais: dispositivos finais, entradas, e um servidor de rede. Dispositivos finais, como sensores ou dispositivos IoT, coletar e transmitir dados para gateways. Gateways atuam como intermediários, receber dados de dispositivos finais e transmiti-los ao servidor de rede. O servidor de rede gerencia a rede LPWAN, lidar com roteamento de dados, segurança, e gerenciamento de conectividade.
As tecnologias LPWAN experimentaram um rápido crescimento, com uma projeção CAGR de 109% e gastos com conectividade superiores a US$ 4,7 bilhões até 2023. Entre o mercado fragmentado, NB-IoT, LoRa, e Sigfox emergiram como as principais tecnologias LPWAN, ganhando popularidade tanto na adoção pelo usuário final quanto no suporte ao ecossistema. Abaixo mostrará algumas das tecnologias LPWAN populares.
NB-IoT (IoT de banda estreita)
NB-IoT é uma tecnologia LPWAN baseada em celular padronizada pelo Projeto de Parceria de 3ª Geração (3ISSO NÃO IMPORTA). Opera em espectro licenciado, aproveitando a infraestrutura celular existente. NB-IoT oferece excelentes capacidades de cobertura e penetração, adequado para aplicações que exigem cobertura interna profunda ou implantação em áreas remotas. Utiliza tecnologia de banda estreita para permitir o uso eficiente dos recursos do espectro e conexões simultâneas para um grande número de dispositivos.
LoRa
LoRa é uma tecnologia LPWAN não licenciada que opera em frequências sub-gigahertz. Ele utiliza espectro de propagação chirp (CSS) modulação, que fornece robustez contra interferências e permite comunicação de longo alcance. LoRa oferece flexibilidade em termos de taxas de dados e esquemas de modulação para atender a vários requisitos de aplicação. O chip transceptor exclusivo da Semtech Corporation é essencial para a implementação do LoRa. O protocolo LoRaWAN gerencia a comunicação entre dispositivos LPWAN e gateways, tornando-o uma escolha popular para baixo custo, implantações de IoT com eficiência de bateria.
Sigfox
Sigfox é outra tecnologia LPWAN não licenciada que opera no espectro sub-gigahertz. Ele utiliza um protocolo proprietário exclusivo para permitir, comunicação de baixa potência. Sigfox oferece uma solução simples e econômica para conectar vários dispositivos em uma ampla área, mas tem capacidade limitada de largura de banda e taxa de dados. Os dispositivos Sigfox têm um alcance máximo de 40 km em ambientes externos e 10 km em áreas urbanas.
LTE-M (Evolução de longo prazo para máquinas)
LTE-M, também conhecido como Cat-M1, é uma tecnologia LPWAN baseada em celular projetada para otimizar aplicativos IoT em redes LTE existentes. Oferece cobertura estendida e maior duração da bateria em comparação com redes celulares tradicionais. Com taxas de dados mais rápidas que NB-IoT, LTE-M é ideal para aplicações que exigem transmissão frequente de dados ou comunicação em tempo real.
Sem peso
Weightless é uma tecnologia LPWAN de padrão aberto que oferece opções de espectro licenciado e não licenciado. Ele serve para fornecer alto desempenho, baixo consumo de energia, e conectividade escalável para dispositivos IoT. A Weightless SIG desenvolveu três padrões LPWAN: Weightless-N, Sem peso-P, e sem peso-W. A variante Weightless-P opera em espectro não licenciado, enquanto a variante Weightless-N opera em espectro licenciado, oferecendo maior segurança e qualidade de serviço.
ingênuo (anteriormente conhecido como RPMA)
ingênuo, anteriormente conhecido como RPMA (Acesso múltiplo de fase aleatória), é uma tecnologia LPWAN proprietária que opera em bandas de espectro não licenciadas. Ele utiliza um esquema de modulação exclusivo e técnicas de acesso de fase aleatória para fornecer sinais de longo alcance., conectividade de baixo consumo de energia para dispositivos IoT. Ingenu opera no 2.4 Banda ISM de GHz e oferece cobertura robusta e excelente propagação de sinal. Sua tecnologia exclusiva permite operação livre de interferências e comunicação eficiente para dispositivos IoT em vários setores.
EC-GSM (Cobertura Estendida GSM)
EC-GSM é uma tecnologia LPWAN que aproveita o GSM existente (2G) redes para fornecer cobertura estendida para dispositivos IoT. Ele utiliza técnicas eficientes de economia de energia e esquemas de codificação avançados para permitir longa vida útil da bateria e conectividade confiável. EC-GSM opera no espectro GSM licenciado, oferecendo compatibilidade com a infraestrutura GSM existente e um caminho de migração tranquilo para operadoras de celular.
As tecnologias LPWAN desempenham um papel crucial na viabilização de implantações generalizadas de IoT. Com suas capacidades de longo alcance e baixo consumo de energia, eles permitem a conexão de vários dispositivos em grandes áreas. Isso facilita o estabelecimento de redes IoT em vários locais, incluindo áreas remotas, cidades, e até mesmo entre países, contribuindo para o desenvolvimento de cidades inteligentes e indústrias interligadas. A seguir estão os principais aplicativos onde o LPWAN se destaca:
Cidades Inteligentes: LPWAN permite soluções para cidades inteligentes, como iluminação inteligente, gestão de resíduos, gestão de estacionamento, os cenários e casos de aplicação correspondentes são raros. Estas aplicações contribuem para melhorar a eficiência urbana, sustentabilidade, e o bem-estar geral dos residentes.
IoT Industrial: LPWAN facilita o monitoramento remoto, manutenção preditiva, e rastreamento de ativos em ambientes industriais. Aproveitando LPWAN, as empresas podem otimizar as operações, melhorar a produtividade, e reduzir o tempo de inatividade.
Agricultura e Pecuária: Aproveitando o LPWAN, a agricultura de precisão é aprimorada com dados em tempo real sobre a umidade do solo, temperatura, e a saúde da colheita é disponibilizada. Esta informação permite que os agricultores tomem decisões informadas, melhorar o uso de recursos, e, em última análise, aumentar os rendimentos.
Rastreamento e Logística de Ativos: As tecnologias LPWAN ajudam a rastrear e monitorar ativos em toda a cadeia de fornecimento, garantindo operações logísticas eficientes e reduzindo perdas.
Monitoramento ambiental: Uma melhor gestão ambiental é facilitada pelo LPWAN, que permite o monitoramento de parâmetros ambientais, incluindo a qualidade do ar, qualidade da água, e níveis de ruído.
Smart Healthcare: Melhorar a prestação de cuidados de saúde e o atendimento ao paciente, As tecnologias LPWAN permitem o monitoramento remoto de pacientes, rastreamento de ativos em hospitais, e monitoramento da temperatura do medicamento.
NB IoT vs.. LoRaWAN vs. Sigfox
NB-IoT, LoRaWAN, e Sigfox são tecnologias LPWAN projetadas para baixo consumo de energia, aplicações IoT de área ampla. Embora todos eles forneçam comunicação de longo alcance e ampla cobertura, eles diferem em aspectos-chave. NB-IoT opera em bandas de espectro licenciadas, oferecendo taxas de dados mais altas, cobertura profunda, e suporte para altas densidades de dispositivos. LoRaWAN opera em bandas não licenciadas, destacando-se em cobertura de longo alcance e escalabilidade, tornando-o ideal para aplicações rurais ou remotas. Sigfox, conhecido por sua simplicidade e baixo custo, é a escolha ideal para aplicações que exigem cobertura global e baixas taxas de dados.
| NB IoT | LoRaWAN | Sigfox | |
| Autoridade de Especificações | 3ISSO NÃO IMPORTA | Aliança LoRa | Proprietário |
| Faixa de frequência | Bandas Licenciadas | Bandas não licenciadas | Bandas não licenciadas |
| Faixa de transmissão | 10 km (urbano) 40 km (rural) | 5 km (urbano) 20 km (rural) | 1 km (urbano) 10 km (rural) |
| Consumo de energia | Baixo | Baixo | Ultra Baixo |
| Taxa de dados | Moderado | Baixo | Baixo |
| Largura de banda | Banda estreita | Banda estreita | Banda ultraestreita |
| Imunidade a interferência | Baixo | Alto | Alto |
| Custo de implantação | Moderado | Baixo | Baixo |
Comparação entre LPWAN e LPWAN. LoRaWAN
LPWAN é um termo geral para baixo consumo de energia, tecnologias de rede de área ampla, enquanto LoRaWAN é uma implementação específica de LPWAN. LoRaWAN opera em bandas de frequência não licenciadas e oferece vantagens como cobertura de longo alcance, Baixo consumo de energia, escalabilidade, e boa interoperabilidade.
Comparando LPWAN e LoRaWAN, it’s important to understand that LPWAN encompasses a broader range of technologies, enquanto LoRaWAN é um subconjunto específico. A escolha entre LPWAN e LoRaWAN depende de requisitos específicos, incluindo cobertura de alcance, será um grupo de novas empresas da cadeia da indústria, densidade do dispositivo, e necessidades de interoperabilidade.
O futuro das tecnologias LPWAN está repleto de avanços interessantes e opções emergentes. Considere as seguintes tendências:
LPWAN e 5G euintegração: À medida que as redes 5G continuam a ser implementadas globalmente, espera-se que a integração das tecnologias LPWAN com 5G traga avanços significativos à conectividade IoT. The combination of high-speed 5G networks and LPWAN’s long-range capabilities will enable new use cases requiring both high-bandwidth and long-range communication.
LPWAN aprimorado fcomidas e chabilidades: As tecnologias LPWAN estão evoluindo para oferecer recursos e capacidades aprimorados. Isso inclui taxas de dados aprimoradas, maior suporte à densidade do dispositivo, e medidas de segurança reforçadas. À medida que as tecnologias LPWAN amadurecem, as empresas podem esperar uma confiabilidade ainda maior, flexibilidade, e eficiência em suas implantações de IoT.
Introdução de neles LPWAN ttecnologias: Além das tecnologias LPWAN existentes, novos estão sendo continuamente desenvolvidos e introduzidos. Algumas tecnologias LPWAN emergentes notáveis incluem:
As tecnologias LPWAN estão impulsionando o futuro da conectividade IoT. Com suas capacidades de longo alcance e economia, As tecnologias LPWAN estão revolucionando uma infinidade de aplicações em todos os setores. À medida que o futuro se desenrola, podemos esperar desenvolvimentos ainda mais interessantes e tecnologias LPWAN emergentes que moldarão o cenário da IoT. Aproveite o poder do LPWAN e embarque hoje mesmo em sua jornada de IoT!
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