Outras Tecnologias LPWA e a LoRa
NB-IoT
O organismo de normas internacionais 3GPP concluiu a normatização do NB-IoT (Narrow Band IoT) em meados de 2016. Este padrão usa frequências licenciadas - as mesmas usadas por algumas frequências do 4G - permitindo que algumas estações sejam atualizadas e compartilhem sua infraestrutura.
Essa tecnologia relativamente nova foi desenvolvida da maneira mais simples possível, visando reduzir tanto o custo de aplicação quanto o consumo da bateria. Essa característica acaba contradizendo alguns dos princípios de LTE, mas apesar disso ela assim foi integrada nesse padrão. Além disso, NB-IoT também é conhecida por sua alta densidade de conexão e pela sua excelente cobertura.
Mesmo utilizando as configurações da LTE padrão, a NB-IoT limita a largura da sua banda a uma faixa estreita de 200kHz (daí o nome da tecnologia). Ela utiliza dois tipos de modulação diferentes: para comunicações do tipo downlink, ela usa OFDM; para comunicação uplink, ela usa SC-FDMA.
Analisando conjuntamente as tecnologias NB-IoT e LoRa, podemos perceber tanto semelhanças quanto diferenças. Para facilitar a comparação entre essas duas, vamos focar nas divergências entre elas.
Primeiramente, podemos perceber que dispositivos NB-IoT tendem a ter um consumo de bateria maior do que dispositivos LoRa. Isso acontece pois a sincronização desse aparelho consome uma quantia adicional de energia, e também porque as modulações OFDM e FDMA precisam de uma corrente de pico maior para o transmissor linear. Essas características, contudo, permitem que a tecnologia NB-IoT tenha uma latência menor, além de uma maior vazão.
Com relação ao alcance das redes, pode-se perceber que LoRa apresenta uma maior cobertura em relação a NB-IoT. Essa segunda fica restrita a localidades que fiquem próximas de uma estação LTE, enquanto uma única estação LoRa pode cobrir, por exemplo, uma cidade inteira.
Observando agora a qualidade dessas duas tecnologias, pode se dizer que o uso de frequências licenciadas faz com a NB-IoT tenha um melhor QoS, além de mais segurança. Contudo, isso faz também com que essa tecnologia seja bem mais cara que a LoRa. [2]
Em suma, não existe uma tecnologia LPWA ideal, mas a tecnologia que melhor se aplica a uma determinada situação. Cada uma dessas aplicações apresenta características específicas que a tornam mais adequadas a um determinado dispostitivo. Tanto LoRa quanto NB-IoT têm um importante papel dentro do mercado IoT, sendo que LoRa foca majoritariamente em aplicações de baixo custo, enquanto NB-IoT é executada em aplicações que requerem alta qualidade e uma baixa latência.
Sigfox
A rede de comunicação Sigfox é uma operadora francesa fundada em 2009. Ela ́e uma tecnologia LPWA e, assim como a LoRa, não utiliza uma faixa de frequências licenciada. O principal foco dessa operadora é a construção de redes sem fio para conectar dispositivos de baixa potência que precisam permanecer constantemente ligados.
Uma das principais características da Sigfox é o uso de uma modulação Ultra Narrow Band, operando em apenas 200kHz da faixa não-licenciada de frequências. Além disso, o protocolo utilizado por essa tecnologia não suporta mensagens pesadas, limitando o tamanho do conteúdo transmitido. Essas duas características fazem com que dispositivos com esse tipo de tecnologia apresentem um baixo consumo de energia, assim como um baixo custo de conectividade e do modem Sigfox.
A Sigfox também promove uma comunicação bidirecional, tendo um uplink com pacotes de até 140 mensagens de 12 bytes por dia, e um downlink com pacotes de até 4 mensagens de 8 bytes por dia. Como era de se esperar, a quantidade de dados transmitidos é pequena devido à sua modulação. [13]
Repetindo agora a mesma análise que fizemos com a tecnologia NB-IoT, vamos comparar LoRa e Sigfox, focando nas diferençaas entre essas redes.
A baixa latência da tecnologia Sigfox, semelhante à baixa latência dos dispositivos LoRa Classe A, torna a tecnologia francesa a ideal quando se trabalha com aplicativos que são insensíveis à latência ou não contém uma grande quantidade de dados a ser enviado. Contudo, os outros tipos de dispositivos LoRa – principalmente a Classe C – conseguem lidar com latências bidirecionais às custas do aumento do consumo de energia, tornando essa rede mais abrangente.
Compensando a pequena quantidade de dados que essa rede suporta, a Sigfox apresenta um alcance bem maior do que os das tecnologias LoRa. Fazeno uma comparação um tanto imprecisa, enquanto apenas uma estação Sigfox é capaz de cobrir uma grande cidade, seriam necessárias mais ou menos três estações LoRa para fazer o mesmo. [11]
Vale ressaltar que, mais uma vez, não exite uma tecnologia melhor do que a outra, mas a tecnologia adequada para uma dada situação. Inúmeros fatores podem influenciar na escolha de uma rede, seja o tamanho do conteúdo, a distância a ser percorrida ou a segurança que ele proporciona. No fim das contas, todas as tecnologias LPWA se mostram extremamente importantes no contexto atual, cada uma a seu modo.