O que é 4G?

A partir do início dos anos 2000, as operadoras de telefonia móvel começaram a usar o rótulo '4G' para descrever uma série de tecnologias e serviços. A indústria precisava de clareza sobre o que isso significava.

Em 2008, a União Internacional de Telecomunicações (UIT) estabeleceu seus padrões para conectividade 4G, que todos os serviços deveriam atender se quisessem se descrever como 4G. Para dispositivos móveis, isso significava que as velocidades de conexão precisavam ter um pico de pelo menos 100 megabits por segundo e, para usos estacionários, pelo menos 1 gigabit por segundo. Em 2008, essas velocidades ainda não eram praticamente alcançáveis; eles foram concebidos mais como um alvo para os desenvolvedores almejarem.

Naquela época, uma tecnologia chamada WiMax era uma verdadeira candidata a se tornar a solução de conectividade 4G dominante. Às vezes apelidado de "Wi-Fi com esteróides", o WiMax operava com os mesmos princípios do Wi-Fi de longo alcance, com potencial para substituir os telefones fixos tradicionais e a internet móvel.

Por várias razões práticas e de custos, no entanto, a maioria das operadoras decidiu não investir em redes WiMax totalmente novas. Em vez disso, eles optaram por adotar o LTE, que envolvia essencialmente uma atualização para a tecnologia de rede existente, em vez de uma infraestrutura totalmente nova.

A primeira iteração do LTE não foi criada com o uso da IoT em mente. O consumo de energia foi cerca de 50% maior do que as tecnologias 3G. Ele também usa muito mais bandas de frequência do que 3G e 2G, o que pode significar que você precisa de vários modems para implantá-lo globalmente.

No entanto, nos últimos anos, o LTE deu origem a tecnologias evoluídas projetadas para projetos de IoT industriais, comerciais e focados no consumidor:

• LTE Cat M ou LTE-M (Evolução de Longo Prazo para Máquinas)
• LTE Cat NB ou NB-IoT (IoT de banda estreita)
• LTE Cat 1

Tanto o LTE-M quanto o NB-IoT exigem infraestrutura de rede atualizada, enquanto o LTE Cat 1 não. O LTE Cat 1 pode operar nas redes 4G LTE originais.

O 4G e, particularmente, as variantes focadas em IoT conhecidas como LTE-M oferecem o seguinte:

• Desempenho:

O LTE Cat 6 melhorou a latência e a taxa de bits (ou velocidade) para 300 Mbps em comparação com os 150 Mbps que o LTE Cat 4 ofereceu. Embora esse desempenho tenha um benefício significativo para usuários de smartphones ou tablets e em aplicativos baseados em gateway ou roteador LTE, não é um benefício real para a maioria dos aplicativos de IoT. O impacto no consumo de energia e, portanto, na duração da bateria, do LTE Cat 6 é prejudicial para a IoT.

O LTE também evoluiu na extremidade inferior do espectro de desempenho, tornando o LTE mais adequado do que nunca para IoT, mesmo quando há requisitos de bateria de longa duração.

O LTE Cat 1 fornece velocidades de downlink de 10 Mbps e uplink de 5 Mbps.

O LTE-M oferece velocidades típicas de uplink e downlink de 375 kbps, com potencial para atingir um pico de 1 Mbps. A latência normalmente seria da ordem de 100 ms.

O NB-IoT foi deliberadamente projetado para ter um desempenho inferior e pode fornecer velocidades de uplink abaixo de 100 kbps (abaixo de 30 kps no downlink). A latência normalmente seria da ordem de 1s.

Ao selecionar qual tecnologia é mais adequada, será necessário equilibrar os requisitos de desempenho, cobertura (interna e externa), mobilidade e vida útil da bateria.

• Economia de energia:

O modo de economia de energia é incrivelmente útil onde os dispositivos não precisam ser contatáveis entre o envio de mensagens. Você pode configurar seus dispositivos para entrar em hibernação, mas eles ainda podem manter a rede atualizada com atualizações de status. LTE e NB-IoT suportam esses tipos de recursos.

O LTE também evoluiu na extremidade inferior do espectro de desempenho, tornando o LTE mais adequado do que nunca para IoT, mesmo quando há requisitos de bateria de longa duração.

• Cobertura:

LTE-M e NB-IoT oferecem melhor alcance e melhor penetração não apenas em edifícios, mas também em locais subterrâneos e semi-subterrâneos.