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A Era da Internet das Coisas (Internet of Things – IoT)
coincide com a Era do Zettabyte [ZB]. O tráfego
total de dados na Internet em 2016 superou, pela primeira vez, a marca dos
"zettabytes", uma medida que equivale a um sextilhão de bytes. Este
marco foi atingido graças, entre outras coisas, ao forte aumento da quantidade
de dispositivos conectados à Internet das Coisas.
Em 2022,
será a vez da Internet móvel atingir a marca do zettabyte ([ZB]; 1.000 exabytes
[EB]), passando a representar 20% de todo o tráfego IP anual global, com uma
taxa de 1,5 dispositivos móveis conectados por pessoa no mundo. Neste mesmo
ano, segundo previsões a Cisco (Cisco® Visual Networking Index - VNI), os smartphones ultrapassarão os PC, passando a
representar 44% do tráfego IP mundial.
O
crescimento do tráfego de dados na Internet em 2022, de 4,8 ZB, será maior do que
a soma de informação que circulou em toda a história até 2016.
Neste
novo cenário, um dos protagonistas entre as principais fontes geradoras de
tráfego de dados na Internet serão os dispositivos conectados, que cuja
quantidade será mais de três vezes a população global até 2022.
Haverá
3,6 dispositivos de rede per capita até 2022, em comparação com 2,4
dispositivos de rede per capita em 2017. Haverá 28,5 bilhões de dispositivos em
rede até 2022 de 18 bilhões em 2017.
Finalmente,
as conexões M2M (machine to machine) serão mais da metade dos
dispositivos e conexões globais até 2022. Ademais, a participação deste tipo de
conexão crescerá de 34% em 2017 para 51% até 2022, aumentando a quantidade de conexões
M2M para 14,6 bilhões até 2022.
Essa
tendência de crescimento contribui para o aumento da proporção de dispositivos
e conexões móveis por habitante e por usuário de Internet, movimento
influenciado pelo surgimento de novas aplicações IoT, como, por exemplo:
medidores inteligentes e telemetria, segurança residencial e
vídeo-monitoramento, telemedicina, monitoramento da saúde e de atividades
físicas, transporte e logística, além dos automóveis conectados. Cenário
ilustrado no gráfico a seguir.
Fonte:
Cisco VNI Global IP Traffic Forecast, 2017–2022
Desta
forma, dado o crescimento exponencial de smartdevices nos próximos anos, as
diversas tecnologias de conectividade desses dispositivos se tornarão peças
fundamentais da equação da Internet das Coisas.
Conectividade
IoT (5G vs LoRa vs Sigfox vs NB-IoT)
A escolha
da solução de conectividade depende basicamente de duas métricas, ou seja,
largura de banda (consumo de dados) e alcance de sinal, dividindo-se em quatro
categorias, como ilustrado a seguir.
· PAN –
Personal Area Network (ZigBee, Z-Wave, etc.)
· LAN –
Local Area Network (WiFi e Ethernet)
· MAN –
Metropolitan Area Network (ZigBee)
· WAN –
Wide Area Network (3G, LTE - 4G e 5G, NB-IoT, LPWA – LoRa e Sigfox)
PAN vs LAN vs MAN vs WAN
PAN
(Personal Area Networks) – também designadas de redes de área pessoal, são
redes que usam tecnologias de rede sem fios para interligar os mais variados
dispositivos de uso pessoal (smartphones, wearables, etc) distribuídos em uma
área muito reduzida.
LAN
(Local Area Networks) – as redes locais são o tipo de rede mais comum, viabilizando
a conexão de computadores, servidores e outros equipamentos de rede em espaços
residenciais, educacionais ou corporativos.
MAN
(Metropolitan Area Networks) – são responsáveis pela a interligação de redes e
equipamentos pertencentes a uma área metropolitana (ex. locais situados em
diversos pontos de uma cidade).
WAN (Wide
Area Netwoks) – permitem a interligação de redes locais, metropolitanas e equipamentos
de rede, numa grande área geográfica (ex. estado, país, continente).
Em uma
solução de IoT, a conexão direta de "coisas" (sem utilizar um
gateway) para distâncias superiores a 300m (Wide Area) é suportada em grande
parte, utilizando-se as redes celulares nas suas diversas tecnologias
(GPRS/EDGE, 3G, 4G e 5G).
Estas
redes foram projetadas para comunicação entre pessoas e apresentam um custo de
conexão e consumo de bateria que limitam a viabilidade econômica de sua
utilização na conexão de "coisas" envolvendo valor agregado muito
pequeno.
As redes
Low Power Wide Area (LPWA) surgiram para conectar milhões de "coisas"
de menor valor agregado, com redes de melhor cobertura, menor custo de conexão
e menor consumo de bateria, ampliando desta forma o leque de soluções de IoT
para cenários onde a conectividade precisa ser precificada em frações de real
para se viabilizar economicamente.
As principais
alternativas de LPWA são:
SIGFOX e
LoRa, que utilizam frequências não licenciadas e tecnologias proprietárias e
foram projetadas para atender aplicações que utilizam sensores com necessidades
muito limitadas de taxa de dados, disponibilidade e qualidade.
NB-IoT (Narrow
Band - IoT), variante do LTE (4G) que está sendo especificada para atender
aplicações de LPWA utilizando frequências licenciadas. Outras alternativas da
especificação do LTE são o LTE Cat-1, LTE Cat-M e o EC - GSM.
NB-IoT
O 3GPP
concluiu em jun/16 a padronização do Narrow Band - IoT (NB-IoT). Consulte as
especificações.
Padrão baseado
em uma portadora de 200 kHz que suporta mais de 50 mil dispositivos por célula.
A cobertura pode ser estendida em até 20 dB e a vida da bateria até 10 anos.
Em março
de 2019, haviam sido lançadas comercialmente 41 redes NB-IoT ou LTE-M por 102
operadoras em 52 países. (Fonte GSA)
SIGFOX
Empresa
francesa fundada em 2009 com o objetivo de prover conectividade global para a
Internet das Coisas (IoT).
Para
contratos com grande quantidade de dispositivos (> 50 mil) pode cobrar até
US$ 1 por dispositivo por ano. Entre seus investidores estão a Telefônica, NTT
DoCoMO e a SK Telecom.
A SIGFOX
está implantando a sua rede no Brasil através de sua parceira WND. Em setembro
de 2017 lançou oficialmente esta rede que atende cerca de 100 municípios e uma
população de 80 milhões de pessoas.
LoRa
A LoRa
Alliance promove um padrão aberto para redes baseadas em LoRa denominadas
LoRaWAN. O padrão foi desenvolvido pela Semtech e os proprietários da
tecnologia do chip são a IBM Research e a Actility. Fazem parte da LoRa a
Cisco, KPN, Orange e ZTE entre outros.
A
American Tower aproveitou a sua infraestrutura de torres no Brasil para
implantar uma rede LoRa que é comercializada no atacado para prestadoras.
SIGFOX e
LoRa não precisam autorização para serem utilizadas e estão baseadas em frequências
não licenciadas definidas no Brasil pela Anatel.
O LoRaWAN
é considerado ideal para aplicativos / dispositivos que possuem requisitos de
comunicação não frequentes (se conectam apeans algumas vezes por dia) e
precisam oferecer uma bateria topo de linha, a custos muito baixos. Em
comparação, a especificação NB-IoT funciona melhor para aplicativos que
precisam ter latência mínima, tendo que se comunicar com mais frequência. Ambos
os protocolos de IoT têm suas próprias propostas de valor únicas - e cada um
tem casos de uso que não podem ser atendidos pelo outro.
No caso da
SIGFOX, pessoalmente, acredito que venha a personificar a ressureição do padrão
Betamax aplicado ao cenário da conectividade. Ou seja, dentro em breve, cairá
em desuso por causa de seu modelo proprietário e baseado em royalties.