Nos primeiros dias da IoT, as redes não precisavam mover muitos dados. Apenas alguns quilobytes eram suficientes para a comunicação máquina a máquina na virada do milênio. Em outras palavras, a IoT começou com dispositivos de baixa capacidade e necessidades mínimas de conectividade.
Isso não é mais o caso. Hoje, segurança inteligente câmeras enviam fluxos de vídeo pela rede. Veículos autônomos transmitem imagens em HD para centros de processamento. Empresas inteiras colaboram por meio de plataformas de videoconferência, devorando largura de banda com vídeo e áudio de alta definição simultaneamente.
A tecnologia celular está simultaneamente respondendo e impulsionando essa necessidade crescente. Uma rede 5G pode obter velocidades de obtain de até 10 gigabits por segundo (Gbps). São dados suficientes para transmitir um filme 4K em menos de 30 segundos.
Embora as redes 4G/LTE não sejam tão rápidas quanto as conexões 5G, elas ainda podem baixar até 20 megabits por segundo (Mbps), muito mais do que você precisaria para uma comunicação típica de máquina para máquina.
Se você planeja implantar dispositivos conectados de alta capacidade — sistemas telemáticos, equipamentos de fábrica automatizados, infraestrutura de cidade inteligente e muito mais — essas tecnologias celulares têm muitas vantagens. No entanto público as redes celulares também apresentam limitações.
Compartilhar a largura de banda pode levar ao congestionamento, um problema sério para sistemas críticos de IoT. Depois, há a questão do custo: taxas mensais de dados para uma rede pública 5G podem destruir seu ROI.
Então, como você se beneficia de tecnologias celulares avançadas sem as desvantagens? Redes privadas 4G/5G, dependendo do caso de uso, são a resposta.
O que é uma rede privada 4G/5G?
Temos que definir dois termos antes de prosseguir: 4G e 5G.
A quarta geração de tecnologia celular de banda larga, 4G, foi projetada principalmente para um mercado consumidor. Ela é otimizada para consumir conteúdo, com altas velocidades de obtain e capacidades de add relativamente limitadas.
A quinta geração — 5G — foi projetada para IoT, bem como para aplicativos de consumo. Ela suporta técnicas de rede como beamforming e community slicing que permitem que milhões de dispositivos conectados funcionem sem colapso de rede. Ela também dá mais peso igual ao tráfego de add e obtain, para que os dispositivos conectados possam enviar e receber dados de forma eficaz.
Dependendo do caso de uso da IoT, qualquer uma dessas tecnologias pode ser benéfica. É por isso que estamos discutindo “redes privadas 4G/5G” como um todo. E dentro dessa categoria, o fator mais importante é que essas redes são privado.
Isso significa que é um sistema fechado, não acessível a quem não tem autorização. Uma rede pública 5G, por outro lado, tem que fazer malabarismos com o tráfego de qualquer um que pague pelo acesso. Nesse sentido, uma rede celular privada está mais próxima de uma rede WiFi ou LoRaWAN — mas com algumas Principais vantagens sobre qualquer uma dessas tecnologias.
Como funcionam as redes celulares privadas?
A tecnologia por trás de uma rede 5G privada é muito parecida com a de sua contraparte pública, com a importante distinção de que você — o proprietário — controla o acesso.
Essa rede privada pode ser resumida em três componentes essenciais:
- Equipamento de rádio de célula pequena (LTE eNodeB ou 5G gNodeB). Essas estações base agregam dados do dispositivo e os enviam para a próxima camada arquitetônica.
- O núcleo celular. Este é o pacote de software program que inclui um banco de dados de usuários, protocolos de segurança, sistemas de suporte a operações/sistemas de suporte a negócios (OSS/BSS) e plataformas de gerenciamento de autoatendimento. É mais econômico encontrar um parceiro de conectividade que ofereça um núcleo celular baseado em nuvem, como parte de uma oferta de rede privada 4G/5G de conectividade como serviço mais ampla.
- Cartões SIM compatíveis. O SIM conecta seus dispositivos à rede, fornecendo um perfil de rede privado e conectando-se ao modem celular.
Além desses componentes essenciais, você também pode incluir Computação de ponta módulos, que processam dados no ponto de coleta ou próximo a ele.
Esse é o lado do {hardware} das coisas. Você também precisa escolher um espectro de rádio que corresponda às suas necessidades de dados. Pode ser:
- Espectro licenciado. Os reguladores alocaram algumas frequências do espectro licenciado para redes privadas, oferecendo funcionalidade semelhante a uma rede LTE pública, mas com acesso privado.
- Espectro não licenciado. Você pode conhecer o espectro não licenciado do modelo LoRaWAN. Padrões de comunicação mais recentes como LTE-Unlicensed (LTE-U) permitem que você construa redes celulares privadas nessa faixa de largura de banda também.
- Espectro compartilhado. Muitas implantações de IoT obterão o máximo valor de uma rede privada na Banda LTE 48, também conhecida como Residents Broadband Radio Service (CBRS). Você pode construir redes LTE-U ou 5G no CBRS, todas com alcances longos e altos volumes de dispositivos.
Se tudo isso parece complicado, é porque é. Você certamente pode enfrentar a complexidade e construir uma rede privada você mesmo, executando seu próprio núcleo celular no native.
No entanto, a opção mais rápida e econômica é trabalhar com um parceiro de conectividade que ofereça soluções LTE/5G privadas, incluindo um núcleo celular baseado em nuvem.
Quais são as vantagens das redes privadas 4G/5G?
Há algumas razões pelas quais você pode preferir uma rede celular privada em vez de WiFi, LoRa ou opções móveis públicas. Uma rede privada oferece as seguintes vantagens:
- Acordos de nível de serviço (SLAs) garantidos. Redes públicas nem sempre podem manter um SLA que garanta desempenho. Uma rede privada pode. Digamos que você precisa de uma câmera inteligente para transmitir em quatro megabits por segundo toda vez, não importa o que. Você pode incluir isso no seu SLA de rede privada e confiar no desempenho, porque não há tráfego concorrente.
- Maior segurança e controle. Você controla o acesso à sua rede. Isso a torna muito mais segura do que 4G ou 5G públicos. A tecnologia celular também executa criptografia no rádio, o que a torna mais segura do que uma rede WiFi.
- Personalização para necessidades comerciais específicas. Precisa de mobilidade? Uma rede privada 4G ou 5G tem tudo o que você precisa. Que tal gerenciamento de dispositivos, flexibilidade de cobrança ou lista branca/negra de domínio? Tudo isso está disponível por meio do seu OSS/BSS baseado em nuvem. Você pode até usar o fatiamento de rede para fortalecer o desempenho crítico da IoT. Em resumo, o controle whole sobre sua rede privada permite que você crie o sistema de que precisa.
- Menor latência e maior largura de banda. Uma rede 5G privada pode atingir latência abaixo de cinco milissegundos. Isso é rápido o suficiente para o desempenho de precisão que você precisa em um carro conectado ou equipamento de fábrica automatizado. E já discutimos os recursos de alta largura de banda da tecnologia 5G (e o 4G também não fica para trás).
- Menores custos operacionais durante toda a vida útil. Você certamente arcará com custos de configuração mais altos para uma rede privada. Mas, uma vez que você constrói a infraestrutura, você economiza em custos mensais de dados. Isso cria um ROI forte mais rápido do que você imagina — e definitivamente custa muito menos ao longo da vida útil da sua rede.
Tudo isso nos leva à nossa próxima pergunta: uma rede privada 4G ou 5G é a mais adequada para seu próximo projeto de IoT?
Quem se beneficia mais das redes privadas 4G/5G?
Qualquer empresa que exact de alta capacidade, segurança forte, baixa latência e conectividade confiável deve considerar uma rede celular privada.
Vimos LTE e 5G privados funcionando para operadores de vigilância por drones; câmeras conectadas em sistemas de cidades inteligentes; veículos autônomos para armazéns; e equipamentos Lidar na indústria de petróleo e gás.
Outros casos de uso importantes para redes privadas incluem:
- Indústria 4.0. Fábricas inteligentes geralmente dependem de equipamentos móveis automatizados, integração de IoT para controlar linhas de produção e muito mais.
- Logística e transporte. Você provavelmente não construirá uma rede privada que cubra todo o alcance geográfico da sua frota. No entanto, tal rede seria ultimate para backhauling de dados no depósito e pode dar suporte a casos de uso como gerenciamento de frotas, rastreamento de ativos e veículos autônomos em cidades inteligentes.
- Energia e serviços públicos. Você pode construir uma rede celular privada que cubra todo o seu prédio, campus ou cidade. Dentro desse alcance, a rede reduzirá os custos de redes inteligentes, monitoramento em tempo actual e manutenção da infraestrutura de serviços públicos essenciais.
- Assistência médica. Telemedicina, cirurgia remota e monitoramento de pacientes são aplicações críticas. Elas devem ser executadas em redes extremamente confiáveis. Uma rede privada LTE ou 5G fornece essa confiabilidade.
É claro que 4G e 5G não são as únicas tecnologias de rede disponíveis.
Como as redes celulares privadas se comparam às alternativas?
Para a maioria dos casos de uso de IoT, você tem três tecnologias de rede além das redes celulares privadas. Aqui estão cada uma das alternativas, junto com uma rápida comparação com redes privadas 4G/5G.
WiFi vs. Redes privadas 4G/5G
Com o WiFi 6 e 7 a caminho, algumas operadoras de IoT estão esperançosas de que a tecnologia venha a dominar o campo. O espectro WiFi disponível é impressionante em 1,9 GHz (comparado aos 60 MHz do 5G privado). Embora seja uma estrada compartilhada, por assim dizer, a estrada é larga e pode ser útil para alguns casos de uso.
Dito isso, o 5G privado é mais rápido do que até mesmo o WiFi mais avançado. Além disso, tanto o 4G quanto o 5G são mais eficientes do que o WiFi. Eles gerenciam melhor a densidade, suportando até 1 milhão de conexões por quilômetro quadrado.
LPWAN vs. Redes Privadas 4G/5G
Protocolos de rede de área ampla e baixa potência, como LoRa, usam o espectro não licenciado para construir sistemas de comunicação privados. Comparados ao 4G ou 5G, no entanto, esses LPWANs são limitados em termos de recursos de rede e segurança. Eles também são mais difíceis de implantar em larga escala. Dito isso, um LPWAN costuma ser menos caro, inicialmente, do que uma rede celular privada.
Redes públicas 4G/5G vs. redes privadas 4G/5G
Certamente há casos de uso fortes para redes celulares públicas. Uma rede privada provavelmente não atingirá a mesma cobertura de longa distância que uma grande operadora de rede móvel (MNO), então as MNOs são ótimas para coisas como rastreamento de ativos e telemetria de remessa.
No entanto, as redes públicas não são tão confiáveis quanto suas contrapartes privadas. Elas também custam muito mais para usar, dadas suas taxas mensais de dados. No remaining das contas, muitas implantações de dispositivos móveis se beneficiam de uma combinação de redes públicas e privadas. As redes públicas fornecem cobertura durante a viagem, enquanto uma rede privada oferece backhauling confiável e atualização de volta ao depósito.
Quais são as desvantagens de uma rede privada 4G/5G?
Redes privadas têm custos iniciais mais altos do que muitas alternativas. Você tem que investir no {hardware}. Você precisa de alguma experience técnica.
Também pode ser desafiador integrar uma nova rede privada com sua infraestrutura de comunicações existente. Finalmente, você deve navegar no ambiente regulatório; a conformidade requer forte experience, o que pode custar tempo e dinheiro para sua operação adquirir.
Qual é a melhor maneira de construir uma rede privada 4G/5G?
Já cobrimos muito terreno. Agora, você já deve saber:
- O que é uma rede privada 4G/5G.
- Como as redes privadas 4G e 5G funcionam em nível técnico.
- Os benefícios de uma rede privada 4G ou 5G.
- Quais setores e casos de uso podem se beneficiar de uma rede celular privada.
- Como as redes privadas 4G/5G se comparam ao WiFi, LPWAN e tecnologia de celular pública.
Num futuro próximo, esperamos que as redes celulares privadas obtenham mais benéfico, não menos. À medida que o 5G amadurece, o fatiamento de rede fornecerá mais flexibilidade e confiabilidade para tarefas críticas. Os custos dos modems celulares devem cair, pois o LTE-U e outros protocolos permitem que um único modem funcione com muitos tipos de rede.
Isso nos deixa com apenas uma pergunta remaining: se você acha que uma rede celular privada beneficiaria sua próxima implantação de IoT, como começar?
Ao longo desta visão geral, sugerimos uma opção forte para gerenciar esses desafios e, ao mesmo tempo, obter todos os benefícios de uma rede privada 4G ou 5G: faça parceria com um fornecedor de conectividade como serviço especializado em redes privadas 4G/5G.
Procure por conectividade definida por software program que opere em uma nuvem international, tudo operado por um provedor de conectividade comprovado que seja especializado em redes celulares privadas. Essa abordagem dá a você acesso a uma rede 4G ou 5G privada sem o custo e a complexidade de uma despesa de capital (CAPEX). Em outras palavras, não construa uma rede privada do zero: comece a conectar seus dispositivos imediatamente com conectividade celular privada como um serviço.