Manual sobre tipos de conexões móveis e tecnologias mais usadas
Por Lyra M2M • 11 de abril de 2023
Por meio da conexão móvel e de conexões como o CAT-M1 é que projetos de IoT (Internet of Things) são criados e estruturados.
Mas com tantos nomes e tipos de conexões, como alguém que não entende do assunto pode se sentir confortável quando lê notícias sobre a implementação da 5G, sobre conectividade e sobre dispositivos inteligentes e autônomos?
Hoje, o artigo tem como objetivo ajudar as pessoas que buscam entender melhor sobre os tipos de conexão GSM (a conexão móvel) e outras nomenclaturas associadas a elas.
Juntamos diversas informações relacionadas ao tema de conectividade em um único lugar, para esclarecer de uma vez por todas suas dúvidas sobre o assunto de conexão e seus tipos mais usados no mercado nos dias de hoje.
Veja então nosso resumo sobre conectividade, radiofrequência, IoT e tudo o que você precisa saber sobre conexões M2M (machine to machine).
Conexões GSM e suas gerações
A primeira geração dessas conexões surgiu nos anos 80, com o propósito de fazer ligações de voz sem fio.
Ainda analógica, permitia à pessoa transitar entre áreas sem interferências na ligação (basicamente a ideia de telefone móvel).
Naquela época, as conexões entre os países e continentes ainda não eram padronizadas, fazendo com que existissem diversos tipos de tecnologias (não existia uma “1G” ou algo comum a todos).
Foi somente com a próxima geração que os celulares começaram a fazer mais coisas além da ligação padrão.
A conexão 2G
No começo dos anos 90, surgiu a segunda geração. Seu maior diferencial é que sua tecnologia passou a ser digital e deixou de ser analógica.
Uma das maiores novidades da 2G foi a possibilidade de enviar SMS e mensagens de um número para outro.
A taxa de dados era por volta de 90 Kbps.
Para você ter uma base de comparação, a 5G, a mais recente até o momento, tem velocidade de até 20 Gbps, o que a torna cerca mais 200.000 vezes mais rápida do que a 2G.
Conexão 3G
A terceira geração ainda está presente em alguns países e regiões, como é o caso do Brasil.
Seu maior diferencial foi a possibilidade de fazer com que os aparelhos celulares pudessem se conectar com a Internet, o que transformou eles em “smartphones”.
Nessa geração, surgiram funcionalidades como o VoIP (voz sobre protocolo de internet), TV pelo celular e utilização de pacotes de acesso de alta velocidade nos smartphones, como o HSPA (do inglês, High Speed Packet Access).
Curiosidade: Foi graças à terceira geração que as redes sociais começaram a ser massivamente usadas pelo mundo.
Conexão 4G
Hoje, essa é a geração mais presente em alguns países, como é o caso do Brasil.
A 4G permitiu que videochamadas e vídeos ficassem em alta qualidade, e trouxe o uso de aplicativos e soluções em nuvem (cloud), que deixaram de depender de uma conexão direta (wi-fi) com a internet.
Sua maior característica em comparação com as gerações anteriores é sua baixa latência, o que melhora a distribuição de dados para o usuário final.
Hoje, são a quarta e quinta gerações as responsáveis pela viabilidade das redes IoT de alta velocidade, que conectam dispositivos inteligentes a uma rede de dados móvel.
Agora, vamos para a geração mais recente, que ainda está sendo implementada e adotada em muitas regiões do mundo.
Conexão 5G
A mais nova geração passou não somente a focar dispositivos mobile, como também dispositivos diversos com conexão à internet, tais como smartwatches e sensores de todo tipo (que formam a “internet das coisas” na prática).
Utilizando um espectro de onda maior do que as gerações de internet móvel anteriores, a internet 5G funcionará a partir da adaptação das antenas já utilizadas, ocupando as frequências entre 600 MHz e 700 MHz, 26 GHz e 28 GHz, 38 GHz e 42 GHz, o que permite usar essa tecnologia em vários países e regiões que precisam adaptar o 4G de acordo com as radiofrequências já utilizadas em suas infraestruturas.
O 5G não é somente mais veloz, como também permitirá que um maior número de pessoas se conectem por km².
Em termos de velocidade, enquanto a tecnologia 4G+ (que seria um meio termo entre ambas) alcança até 450 Mbps em alguns locais específicos (e em média apenas 100 Mbps), a 5G promete entregar de 10 a 20 Gbps, sendo que a velocidade média ainda não pode ser parametrizada.
Termos Importantes para entender a conexão móvel e suas gerações
Latência
Tempo de resposta para conseguir acessar um site ou baixar algum tipo de arquivo. Quanto menor a latência, mais rápido é seu sinal ou baixar um pacote de dados de internet.
Pode-se dizer que latência é o tempo que leva para um sinal (bit) ou pacote de informação ser enviado do ponto de origem até o ponto final, que pode ser um computador, um smartphone e dispositivos que recebem sinal de internet ou wireless.
Radiofrequência
A tecnologia de redes móveis é baseada em radiofrequência, onde antenas transmitem o sinal (as ondas de rádio) nas regiões à sua volta.
Toda conexão de internet sem fio, seja doméstica ou as gerações de internet móvel, usa ondas eletromagnéticas para se propagar no espaço (o que acaba envolvendo o uso de antenas).
Devido à complexidade do assunto, deixo aqui um vídeo que explica melhor a radiofrequência.
Frequência
A frequência é o número de ciclos periódicos de uma onda eletromagnética. A força do sinal é inversamente proporcional ao seu alcance. Isso significa que, com uma frequência maior, o sinal terá mais força, e, consequentemente, menos alcance.
Por outro lado, com uma frequência menor, o sinal terá menos força e mais alcance.
Como exemplos de frequências, temos o wi-fi com 2,4 GHz e 5 GHz. A de 2,4 GHz é mais fraca e proporciona “uma internet mais lenta”.
Todavia, ela chega a mais lugares e cômodos de uma casa, enquanto a de 5 GHz é mais potente, mas tem dificuldades para passar por paredes e objetos (uma simples porta pode cortar consideravelmente o seu alcance).
IoT – Internet of Things
Junto à quarta geração de conexão móvel (4G), tivemos em paralelo o surgimento de objetos tecnológicos que também se conectam com a internet, assim como os smartphones. Todavia, esses objetos geram e armazenam dados, e podem comunicar-se uns com os outros.
O IoT representa, dessa forma, todos os aparelhos e máquinas que hoje armazenam informações e que podem funcionar de maneira autônoma, registrando números, transações monetárias, distâncias (quilômetros, metros etc.) e outros tipos de dados.
Dentro desse gênero de conectividade, existem alguns tipos e subtipos de conexões, que são o NB-IoT, LTE-M (Cat-M1) e LoRa, os quais abordaremos na próxima parte do artigo.
Outras conexões do mundo do IoT e M2M
Além das gerações de conexão mobile, há alguns outros tipos de conexão que são de extrema importância para entender sobre M2M e IoT.
Abaixo, deixamos de forma resumida o que são cada uma delas e como costumam ser usadas.
GPRS
A sigla GPRS quer dizer General Packet Radio Service (em português, Serviços Gerais de Pacotes por Rádio).
Mesmo fazendo parte da terceira geração de conectividade móvel (conhecida como 2,5G), o GPRS tem uma característica especial: é a melhor opção para aplicações que utilizam somente baixos volumes de dados, sem imagens ou vídeos.
Então, para empresas e negócios de gestão de frotas, pagamentos, rastreamento e utilities, o GPRS apresenta uma largura de banda ideal.
Chip M2M
Diferente de um chip comum usado em celulares, o chip M2M é usado em dispositivos de telemetria e IoT.
É um chip utilizado em aparelhos que precisam de conexão à internet, o que faz um aparelho se conectar com outro sem a intervenção humana. O tipo de rede utilizada normalmente é o GPRS ou 4G, e funciona em todo o território nacional.
O chip M2M da Lyra M2M é configurado para permitir bloquear o tráfego de voz e SMS, tirando a tentação de ter seu uso desviado da função original.
APN privada
Os chips da Lyra M2M são configurados para que os dados trafeguem apenas dentro de um “túnel de dados” seguro, até um certo endereço de servidor, sem trafegar para a internet aberta.
Isso permite trazer maior segurança, pois seus dados não serão interceptados por terceiros.
Para saber mais sobre os chips da Lyra M2M, acesse este link.
CAT-M1 (LTE-M)
O CAT-M1 é uma abreviação do protocolo LTE (Long Term Evolution) categoria M1.
Geralmente utilizado em aplicações móveis, como frotas e carros inteligentes, o CAT-M1 utiliza o 3G e gerações superiores para transmitir sua conexão e troca de dados com aparelhos.
É aconselhável utilizar o CAT-M1 quando há a necessidade de uma maior quantidade de dados trocados entre dispositivos e servidores em uma maior velocidade, como é o caso de dispositivos que precisam de dados em tempo real.
Esse tipo de conexão é muito popular no agronegócio. O CAT-M1 normalmente é usado em tratores, carros e máquinas que ficam distantes dos centros de controle, já que o alcance é superior a 100 km, e possui taxa de transmissão de 1 Mbps.
Para maiores detalhes sobre o LTE-M, seus pontos fortes e fracos, recomenda-se a leitura deste artigo.
NB-IoT
No caso da NB-IoT, ou Narrowband – IoT, é um tipo de conexão aconselhável em aplicações fixas, como máquinas, sensores e aparelhos de medição industrial, onde a troca de dados é mensal ou pouco frequente (aparelhos e tecnologias que transmitem, por exemplo, dados apenas 1x por dia).
Dessa forma, o consumo de bateria nessas aplicações é baixo, podendo durar até 10 anos, o que é ideal para projetos de smart cities.
LoRa
O “Long Range” é uma tecnologia de radiofrequência para IoT que possui um custo de implementação mais elevado que as outras, pelo fato de não conseguir reaproveitar infraestruturas como 4G ou outros protocolos de conexão.
Ainda assim, o LoRa é uma ótima tecnologia de longo alcance em casos onde a conectividade de redes celulares não pode ser aplicada ou é inviável.
Sua taxa de transmissão é baixa, o que a torna ideal para regiões menos povoadas, como áreas rurais, que normalmente dependem de uma conexão de longo alcance.
Bom, com isso terminamos o artigo onde foram abordados os principais tipos de conexões e tecnologias que são usadas em redes móveis.
Agora, você sabe o significado de algumas nomenclaturas e a diferença entre as gerações de telefonia móvel.
