Digitalização, IoT e a era do wireless

Não existem dúvidas de que a digitalização mudou a forma como trabalhamos, dando-nos a capacidade (e responsabilidade) de trabalhar a qualquer momento, em qualquer lugar. Implicações sociológicas à parte, isto veio aumentar em muito o ritmo operacional e da tomada de decisão, em muitos casos transformando completamente os modelos de negócio.

Enquanto isto já se verifica há largos anos, começamos a ver o crescimento de uma tendência muito semelhante, não a nível das pessoas, mas a nível das máquinas, com a proliferação da IoT: quantidades maiores de informação a circular muito mais rapidamente para potenciar uma agilidade e eficiência muito maiores – da simples climatização de um edifício à mais sofisticada fábrica inteligente.

Porém, isto traz consigo um enorme desafio em termos de conectividade: as tecnologias em uso pela grande maioria das empresas não estão preparada para lidar com estes volumes de dados, nem com a quantidade e variedade de dispositivos envolvidos. Em particular porque a IoT requer, necessariamente, comunicações wireless e a única tecnologia wireless em uso pela maioria das empresas – o Wi-Fi – não se adequa a muitas destas aplicações.

E este é exatamente o cerne da questão – a aplicação. De forma muito simplificada, qualquer comunicação wireless será condicionada por três princípios: alcance, largura de banda e consumo energético – sendo que pelo menos um tem de ser necessariamente rescindido. Assim, ter longo alcance com baixo consumo energético vem à custa da largura de banda (e vice- -versa) enquanto conseguir longo alcance e banda larga implica um enorme consumo energético.

A escolha de uma tecnologia wireless deve ter sempre em consideração quais destes fatores são prioritários.

LPWAN

Low-Power Wide Area Networks (LPWAN), como o nome indica, são indicadas para aplicações que requerem a transmissão de pequenos volumes de dados a longa distância (um mínimo de 500 metros da gateway para o dispositivo), com baixo consumo energético. Estas tecnologias tornam- -se ideais para a maioria dos projetos IoT que não requerem largura de banda ou baixa latência, especialmente aqueles que envolvem grandes quantidades de dispositivos alimentados a bateria, como é o da agricultura inteligente e cidades inteligentes.

As tecnologias usadas nestas redes dividem-se em dois principais grupos, dependendo se requerem ou não uma licença paga para operar. Isto deve-se ao facto de as comunicações wireless a longa distância correrem o risco de interferir umas com as outras, pelo que pagar pelo uso exclusivo de determinada frequência numa área definida garante que essa rede estará à partida livre de interferências. As tecnologias que requerem licença incluem LTE-M, NB-IoT e EC-GSM, enquanto Sig- Fox e LoRa não são reguladas.

Apesar de terem sido concebidas especialmente para a IoT, as suas desvantagens e limitações ainda não são claras, visto serem tecnologias recentes que ainda não foram submetidas a uso generalizado e intensivo numa grande variedade de condições.

Redes celulares

Juntamente com as comunicações por satélite, as redes celulares são a única opção para transferir grandes volumes de dados em tempo útil a longa distância, mas implicam um enorme consumo energético. Sendo assim, não se adequam ao uso de aparelhos alimentados por bateria – basta pensar nos nossos smartphones, que precisam de ser carregados todos os dias – mas, havendo uma fonte de alimentação constante como a rede elétrica ou a bateria de um carro, torna-se possível tirar partido das suas mais-valias. Assim, no contexto da IoT, adequam- -se particularmente à comunicação de longa distância entre gateways e data centers longa distância, em vez de à comunicação com sensores.

Isto virá, naturalmente, a culminar no 5G, revolucionário para qualquer aplicação que requer a transmissão de grandes quantidades de dados e/ ou latência zero.

Na IoT, comunicações machine-to-machine em larga escala como a Indústria 4.0 vão beneficiar enormemente desta tecnologia: em algumas aplicações, a comunicação entre gateways e sistemas de dados começam a chegar à ordem dos terabytes ou mesmo petabytes por segundo e a tolerância à latência é muito baixa, visto que um atraso na deteção de uma anomalia pode resultar em downtimes de todo um ciclo de produção.

As condicionantes, no entanto, são óbvias: ainda falta algum tempo para existir cobertura 5G generalizada, a tecnologia ainda não está provada no contexto do mundo real e exige um grande investimento em equipamentos compatíveis no momento em que os preços estarão mais elevados.

Wi-Fi

Em grande parte como resposta à explosão da conectividade, estamos este ano a assistir à introdução da sexta versão do protocolo Wi-Fi, pensada para suportar o número crescente de dispositivos ligados às redes wireless. Em teoria, é esperado que o Wi-Fi 6 tenha uma velocidade máxima quatro vezes maior do que a versão anterior, sendo que, na prática, e em condições normais, se verifique uma melhoria de cerca de 40%. Dito isto, a grande mais valia do Wi-Fi 6 não é a rapidez – a velocidade de acesso de cada dispositivo individual não irá, pelo menos no início, ser substancialmente maior em comparação com o Wi-Fi 5. O que o Wi-Fi 6 traz de novo é a capacidade de manter essa velocidade mesmo com um grande número de dispositivos ligados ao router.

Além disto, a nova funcionalidade de Target Wake-up Time (TWT), que permite que o router interrompa e retome a ligação a cada dispositivo consoante necessário para poupar energia, o que virá também a facilitar o uso de Wi-Fi em IoT.

Semelhantemente aos protocolos anteriores, o Wi-Fi 6 é retro-compatível e os dispositivos vão começar naturalmente a ser fabricados com compatibilidade Wi-Fi 6 à medida que a adesão crescer, pelo que não existe grande risco no investimento – nem pressão para o fazer. O que há a ter em conta é simplesmente a necessidade: numa situação na qual a congestão da rede é um problema, ou na qual se tenciona aproveitar a mesma para aplicações IoT, o Wi-Fi 6 traz, de facto, valor. Se isto não se verificar e a atual velocidade de transferência for adequada, o Wi-Fi 5 ainda será o suficiente durante algum tempo.