LPWAN vs LoRaWAN: tecnologias IoT e a sua ligação

A crescente utilização da IoT no nosso mundo moderno chamou a atenção para as necessidades de comunicação comm de longo alcance. A communication de longo alcance pode eventualmente servir uma quota colossal de aplicações IoT para indústrias e cidades inteligentes. Como tal, LPWAN e LoRaWAN são as duas palavras da moda no mercado. Este artigo aborda o significado, a diferença e a relação entre os dois termos.

O que é uma rede de área alargada de baixo consumo (LPWAN)?

A Low-Power Wide Area Network (LPWAN) é uma classificação de rede para tecnologias sem fios de baixo consumo que podem cobrir uma gama alargada. As tecnologias LPWAN transmitem geralmente menos dados, uma vez que são principalmente utilizadas para estabelecer ligações com sensores e dispositivos de nós remotos.

Existem algumas tecnologias LPWAN diferentes atualmente utilizadas no mercado. A sua taxa única de transmissão de dados, frequência, banda licenciada, consumo de energia e gama de comunicação tornam-nas ideais para várias aplicações. A LPWAN pode transmitir o mais longe possível com baixo consumo de energia, com a ajuda de uma largura de banda significativamente reduzida.

Por outro lado, a LPWAN carece de vários aspectos, como a transferência frequente de dados, as elevadas taxas de transferência de dados e as aplicações de baixa latência. Por conseguinte, não substitui as tecnologias tradicionais de dados elevados de curto/médio alcance, mas pode complementar as aplicações IoT de longo alcance.

Eis algumas tecnologias LPWAN utilizadas de forma proeminente:

1. LoRaWAN

LoRaWAN é uma tecnologia LPWAN não celular de espetro espalhado que transmite um sinal estreito numa frequência ampla. Isso faz com que a LoRaWAN seja adequada para aplicações externas com outras interferências.

2. NB-IoT

A NB-IoT é a principal LPWAN celular que oferece alta largura de banda e taxas de dados com qualidade de serviço garantida. A NB-IoT funciona numa banda de frequência licenciada e é utilizada principalmente para dispositivos fixos dispostos numa área longa.

3. Sigfox

A Sigfox é uma rede pública proprietária com uma gama de cobertura alargada. No entanto, oferece as taxas de dados mais baixas, o que implica um tempo de transmissão mais elevado. Só pode enviar várias mensagens por dia e por hora.

4. LTE-M

A LTE-M é outra LPWAN celular baseada nas normas 3GPP. A LTE-M utiliza a infraestrutura de rede LTE existente para permitir uma conetividade altamente eficiente e uma cobertura alargada em espaços interiores e subterrâneos.

O que é LoRaWAN?

LoRaWAN é a sigla de Long-Range Wide Area Network (Rede de longo alcance de área ampla). LoRaWAN é um protocolo de comunicação co1TP8, enquanto a camada física é chamada LoRa. Utiliza bandas de frequência sem licença e pode servir até 10 km nas zonas rurais de uma cidade. Entre as tecnologias LPWAN, a LoRaWAN é a mais avançada para aplicações IoT de banda livre de licença.

Definido pela LoRa Alliance, o protocolo LoRaWAN padroniza a comunicação comm e a arquitetura do sistema em uma rede. O LoRaWAN garante uma comunicação fiável e de longo alcance e medidas de segurança adicionais. Além disso, a LoRa Alliance tem uma community de 500 empresas que se destacam no desenvolvimento da IoT, garantindo inovação e desenvolvimento.

A LoRaWAN tem liderado a corrida entre as tecnologias LPWAN não celulares. A facilidade de topologia de rede, o longo alcance, a baixa potência e o hardware barato fazem da LoRaWAN uma preferência para as necessidades industriais e de cidades inteligentes.

LPWAN vs. LoRaWAN: Qual é a diferença?

Ambos os termos são bastante semelhantes e transmitem o mesmo conceito. Por conseguinte, é muito fácil para o público em geral e os consumidores utilizarem um como o outro. No entanto, como descrito acima, LPWAN e LoRaWAN são bastante diferentes. Mais sobre isso aqui:

• A diferença fundamental entre ambas é que a LPWAN é uma classificação de tecnologias de longo alcance e baixa potência. A LPWAN não é um protocolo de comunicação sem fios como a LoRaWAN.
• Alcance da comunicação co1TP8: A LPWAN consiste em diferentes tecnologias que oferecem um alcance de communication de 5 km a 80 km LOS. A LoRaWAN, sendo uma das tecnologias LPWAN, oferece um alcance de 30 km sem quaisquer obstáculos.
• Estima-se que o tamanho do mercado de LPWAN aumentará para mais de $80 bilhões até 2027, enquanto LoRaWAN contribuirá com a maior parte dele. Como tal, haverá um rápido crescimento tanto para LoRaWAN quanto para LPWAN.
• A próxima área-chave é o operador de rede para LPWAN vs. LoRaWAn. A LPWAN pode ser implementada com um punhado de redes, incluindo LoRa, Sigfox, LTE-M e NB-IoT, enquanto a LoRa pode ser aplicada como uma ou mais redes autónomas num país.
• O comprimento da carga útil da LPWAN é geralmente inferior a 12 bytes; no entanto, a LoRaWAN pode oferecer uma carga útil de mais de 100 bytes.

A parte importante a ser observada é que a LoRaWAN é uma das tecnologias LPWAN e, portanto, contribui para muitas das caraterísticas da LPWAN, deixando de fora as especificações de outras tecnologias.

Quais são as vantagens da LoRaWAN?

É importante entender como a LoRaWAN se posiciona em relação às outras LPWANs. Aqui estão algumas das principais vantagens da LoRaWAN:

• Não estão envolvidos custos de licenciamento, o que facilita as novas implementações.
• Em comparação com outras LPWAN, a LoRaWAN fornece uma carga útil melhor, com um tamanho de 100 bytes. A Sigfox tem uma carga útil de 12 bytes.
• O baixo consumo de energia permite que as baterias do dispositivo de nó durem 2 a 5 anos.
• Tecnologia aberta com uma boa communidade e normas de implantação em comparação com a Sigfox proprietária ou bandas licenciadas.
• Abrange uma vasta gama de quilómetros em diferentes territórios.
• Um único gateway LoRa pode conectar-se a milhares de nós com LoRaWAN, e o gateway envia esses dados para a Internet.
• Através da LoRaWAN, a rede pode enviar quantas mensagens diárias quiser, contra o limite de 140 mensagens/dia da Sigfox.
• Custos mais baixos de largura de banda, taxa de dados, consumo de energia, manutenção e conetividade tornam a LoRaWAN ideal para aplicações de grande escala,
• Ter as principais empresas de tecnologia como membros da LoRa Alliance permite que as melhores inovações tecnológicas cresçam e sejam as melhores.

Várias desvantagens da LoRaWAN

Aqui estão algumas das limitações da LoRaWAN que podem ser um obstáculo para uma solução IoT em comparação com outras soluções LPWAN:

• Não é adequado para casos de utilização em tempo real em que é necessária uma latência mais baixa. O que o torna inadequado para algumas aplicações de monitorização em direto.
• O crescimento da LPWAN e da LoRaWAN pode conduzir a um vasto número de infra-estruturas privadas em zonas privadas.
• A frequência aberta da LoRaWAN torna-a suscetível à interferência de outras fontes em frequências semelhantes e reduz a taxa de dados. Por outro lado, a NB-IoT e a LTE-M usam frequências licenciadas para mitigar esse desafio.
• Os dispositivos LoRaWAN são codificados para se ligarem a uma rede, e essas chaves codificadas tornam a LoRaWAN um pouco menos segura, mas acessível

Resumo

A LoRaWAN cumpre muito bem os objectivos e metas da LPWAN. Todas as suas caraterísticas fazem da LoRaWAN uma solução adequada para aplicações industriais e cidades inteligentes. A disponibilidade de hardware, software e soluções em nuvem comprovados facilita a confiança na LoRaWAN em comparação com outras tecnologias LPWAN. É seguro dizer que o crescimento da LoRaWAN impulsionará diretamente a popularidade da LPWAN nos próximos anos.