O Padrão LoRaWAN e os dispositivos de baixo consumo de energia

São muitos os obstáculos que impedem as plataformas IoT atuais de alcançar um equilíbrio consistente entre eficiência energética e cibersegurança. Por isso, a LoRa Alliance vem trabalhando há anos no desenvolvimento e certificação de dispositivos  LoRaWAN de baixo consumo de energia.

Com milhões de dispositivos LoRaWAN em campo e implantação em rápida expansão, a certificação oferece ao mercado a confiança de que os dispositivos funcionarão conforme o esperado.

O Cenário

A rede LoRaWAN é talvez a tecnologia sem fio de crescimento mais rápido, transformando a implantação de IoT de área ampla em todo o mundo. Os casos de uso estão se desenvolvendo todos os dias, por meio de sensores de baixo custo e vida útil de bateria mais longa.

O protocolo LoRaWAN foi criado para aplicativos e sensores que precisam transmitir e receber pequenas quantidades de dados em longas distâncias algumas vezes por hora, ou talvez apenas uma vez por dia. Ele costuma aportar integridade e confidencialidade aos casos de uso nos quais sensores alimentados por bateria precisam enviar dados por longas distâncias (até 16 km), consumindo o mínimo de energia.  A ideia é que esses dispositivos possam permanecer ativos por muitos anos, graças a essa otimização de consumo energético.

Ao possibilitar trocas de dados com consumo de bateria bem menor que as das redes tradicionais, os dispositivos podem chegar a ter vida útil de 10 anos!!!

Com mais de 500 empresas associadas à LoRa Alliance apoiando o padrão LoRaWAN, e com mais de 120 operadores de rede LoRaWAN ativos em mais de 140 países, a LoRaWAN está fortemente posicionada para oferecer suporte a aplicações de medição, serviços públicos e cidades inteligentes em todo o mundo.   

De acordo com a empresa de análise de mercado IHS Markit, até 43% de todas as LPWANs para aplicações IoT serão baseados em dispositivos LoRa e/ou redes LoRaWAN até 2023.

Em uma rede LoRaWAN , os nós (ou dispositivos) transmitem dados através de hubs ou gateways ( gateways conectados à Internet), que por sua vez, encaminham as informações para um servidor de rede, onde uma vez que o pacote é processado, ele é redirecionado para o seu final destino; um servidor de aplicativos para seu uso específico. Os servidores de rede gerenciam o protocolo LoRaWAN e permitem, por exemplo, adaptar as velocidades para que nós muito distantes (o que implica um sinal fraco), ainda possam se comunicar com um gateway.

As redes LoRaWAN podem ser públicas (contando com antenas de operadoras de telecomunicações) ou privadas (onde elementos de rede, como gateways e servidores, estão sob o controle do usuário).

No contexto do LoRaWAN, a rede pública ou operada é implantada e administrada por operadoras de telefonia. Por exemplo, na França, a Orange e a Objenious (uma subsidiária da Bouygues Telecom) lançaram sua própria rede LoRaWAN e vendem o acesso à rede como uma assinatura, como fazem com seus planos de telefonia móvel. Portanto, estamos em uma operação onde a rede é implantada para todos os usuários em nível nacional, e o usuário assina um ou mais planos para poder conectar sua frota de sensores IoT.

Os recursos de roaming LoRaWAN agora estão disponíveis em 27 países, bem como via satélite.

Já nas redes privadas o usuário pode gerenciar sua própria frota de sensores IoT e infraestrutura de rede. Geralmente, usuários que desejam controlar um prédio, fábrica, campus, entre outros, devem considerar as redes privadas.

As redes privadas e públicas não são incompatíveis e a linha que as separa pode ficar desfocada. Uma rede privada pode muito bem complementar uma rede pública de cobertura nacional e vice-versa.

À medida que as tecnologias IoT e LPWAN se tornam mais difundidas, aqui estão algumas coisas importantes para manter em mente:

1. Novos modelos de negócios surgirão

À medida que mais e mais dispositivos LPWAN e IoT começarem a ser implantados, este ano, veremos um aumento de novos modelos de negócios. O modelo de conectividade tradicional que estamos acostumados a ver acabará por representar menos de 10% de todos os casos de uso.

A versatilidade do LoRaWAN o torna muito atraente, por exemplo, para concessionárias de serviços inteligentes. A variedade de sensores e aplicativos disponíveis permite que as concessionárias tornem seus processos muito mais transparentes e menos fragmentados, ao mesmo tempo em que acessam mais informações.

Como as redes LoRaWAN podem acomodar facilmente vários aplicativos executados simultaneamente, há menos fragmentação e os dados podem ser integrados com mais facilidade, oferecendo rápido retorno sobre o investimento.

2. Crescimento em aplicações de consumo e rastreamento de ativos

Até aqui, muito do volume inicial no segmento LoRaWAN estava no mercado de medidores inteligentes. Assistimos há uma adoção contínua nas indústrias de construção inteligente, indústria, agricultura e petróleo e gás devido às vantagens de baixo consumo dessa tecnologia. Mas, olhando para o futuro, veremos novos sistemas de rastreamento de ativos conquistarem uma fatia relevante do mercado.

Também veremos casos de uso relevantes no mercado consumidor. À medida que a IoT continuar a amadurecer, haverá muito mais convergência de aplicativos industriais e de consumo.

Não por acaso, no fim de 2020 a LoRa Alliance e a Wireless Broadband Alliance começaram a debater a interoperabilidade entre LoRaWAN e Wi-Fi. Da mesma forma, tem havido uma aproximação maior entre a LoRa Alliance e a organização GS1, para estudo de viabilidade de uso de etiquetas EPC / RFID em redes LoRaWAN.

“A implantação do LoRaWAN se acelerou muito nos últimos 12 meses e posicionou 2021 como o ano de grande escala de aplicativos em vários setores”, disse Donna Moore, CEO e presidente da LoRa Alliance.

“Uma tendência clara que surgiu é a necessidade de estratégias multi-RAN para tratar de casos de uso específicos. A combinação de redes RFID de curto alcance e redes LoRaWAN de longo alcance representa uma grande oportunidade de mercado, onde a comunicação sem fio econômica pode ser alcançada, ampliando os benefícios para o usuário de ambas as tecnologias.