Como a mainstreamização do 5G afetará a IoT em 2023?

Até 2025, o número de terminais ou “coisas” da Internet das Coisas (IoT) aumentará de alguns milhões para mais de 55 bilhões. O crescimento das redes 5G estará entre os elementos mais significativos que levam a essa expansão.

A introdução iminente do 5G, ou a 5ª geração de conectividade móvel celular, é uma excelente notícia para o mercado de Internet das Coisas. Isso ocorre em parte porque as redes 5G melhorarão significativamente o desempenho e a confiabilidade desses dispositivos interconectados.

O que o 5G significa para IoT?

5G ou sem fio de quinta geração é a versão mais recente da tecnologia celular, projetada para melhorar significativamente a capacidade de resposta e a velocidade dos dispositivos sem fio.

A União Internacional de Telecomunicações (ITU) desenvolveu diretrizes mínimas para uma nova tecnologia, que o Projeto de Parceria de 3ª Geração (3GPP) definiu e padronizou.

Embora a versão inicial do padrão 5G, 3GPP Release 15, focasse na atualização da banda larga móvel (eMBB) para fornecer maior capacidade, taxa de transferência mais rápida e latência reduzida, ela também definiu a base técnica do 5G New Radio (NR) que serviria como plataforma para desenvolvimentos futuros.

Na atualização de especificações 5G a seguir, 3GPP Release 16, ocorreu um esforço determinado para estender o alcance do 5G a outros setores - adicionando novos recursos. A versão 16 oferece comunicação ultraconfiável de baixa latência (eURLLC) para atrasos de milissegundos, rede sensível ao tempo (TSN) permitindo comunicações determinísticas de tempo, bem como espectro não licenciado (NR-U) com assistência de rede privada para implantações mais flexíveis.

A versão 16 também apresenta geolocalização 5G de alta confiabilidade, que complementa os serviços de localização atuais, como GNSS, e permite uma variedade de casos de uso de 5G IoT, como rastreamento de ativos.

O 5G também interconectará efetivamente bilhões de dispositivos IoT com complexidade modesta, como dispositivos de sensores ambientais e medidores de serviços públicos. Normalmente, esses dispositivos da Internet das Coisas são tolerantes a atrasos, de baixa complexidade e eficientes em termos de energia.

Embora a versão 16 tenha começado a lidar com requisitos de IoT em qualquer um desses nós de missão crítica de desempenho muito alto (por exemplo, IIoT) e complexidade extremamente mínima (por exemplo, NB-IoT), há uma ampla variedade de casos de uso de IoT intermediários. Em resposta, o 3GPP Release 17 apresenta o 5G NR-Light, que fornecerá nova eficiência para dispositivos com complexidade reduzida, como câmeras industriais, wearables de última geração e smartphones básicos.

Benefícios do uso de dispositivos IoT em uma rede celular 5G

O 5G fornece comunicação mais rápida, confiável e segura, o que está impulsionando o desenvolvimento de carros autônomos, redes inteligentes para energia renovável e bots habilitados para IA para implantação em fábricas. Ele está liberando um vasto ecossistema de IoT no qual as redes podem atender a bilhões de dispositivos vinculados com as compensações apropriadas de largura de banda, latência e preços. Vamos examinar essas vantagens com mais detalhes:

1. Habilitando troca de dados de alta velocidade entre dispositivos

A lucratividade de qualquer implementação de IoT é, em última análise, baseada em sua funcionalidade, que é determinada pela rapidez com que ela pode se conectar a vários outros sistemas de IoT, tablets e telefones, tecnologia na forma de seu site ou aplicativo e outros tipos de software. Com o 5G, as taxas de transmissão de dados aumentarão drasticamente. Os relatórios indicam que o 5G será de fato 10 vezes mais rápido que as redes LTE. Essa melhoria na velocidade permitirá que os dispositivos da Internet das Coisas conversem e troquem dados mais rapidamente do que nunca.

2. Tornar as redes mais confiáveis

Além de fornecer conexões mais rápidas, as redes 5G funcionarão de forma mais consistente, resultando em mais segurança e confiabilidade. Condições de rede confiáveis ​​e estáveis ​​são cruciais para qualquer IoT, mas principalmente para sistemas de monitoramento que dependem de atualizações em tempo real, como sistemas de segurança, câmeras de vigilância e outros dispositivos conectados. Os usuários desfrutarão de maior confiabilidade de vários dispositivos conectados como resultado da capacidade de uma rede 5G para suportar dispositivos conectados adicionais.

3. Melhorando a experiência do usuário com menor latência

A latência é o intervalo que existe antes de uma ação ser concluída e sua resposta subsequente. Por exemplo, o tempo de clicar no link para um site e o navegador exibindo esse site. As redes 5G reduzirão substancialmente a latência, quando comparadas ao 4G LTE. Um experimento sugere que pode estar abaixo de 5 milissegundos. Essa latência reduzida permitirá a rede em tempo real, que dará suporte a novos aplicativos, como a Internet das Coisas (IoT) e a inteligência artificial (IA).

4. Suporte a implementações massivas de IoT

O 5G fornecerá uma ampla faixa de frequência e até 1.000 vezes mais capacidade do que o 4G. Ele será capaz de conectar vários dispositivos habilitados para internet, como smartphones, sensores e dispositivos de Internet das Coisas (IoT), e gerenciar vários aplicativos de alta demanda simultaneamente. Devido aos seus baixos custos, eficiência energética e cobertura confiável, permite a implantação em larga escala de equipamentos mais produtivos e fáceis de usar.

5. Segmentação do uso da IoT por meio do fatiamento da rede

O 5G permite a instalação de redes virtualizadas, geralmente chamadas de fatiamento de rede, que permite que usuários e fabricantes forneçam conexões personalizadas. Priorizar as conexões e ajustar as latências ajuda a garantir a resiliência da rede em caso de sobrecarga ou desastre. Em um hospital, por exemplo, a rede pode ser construída para priorizar as conexões existentes entre cirurgiões e bots, em oposição às comunicações em uso pelos pacientes. Assim, as comunicações de emergência podem ser protegidas mesmo quando a rede está na capacidade máxima.

Principais casos de uso de IoT para 5G em 2023

Em 2023, a integração das redes 5G fará a maior diferença nas seguintes áreas de implementação da IoT:

1. Casas inteligentes e cidades inteligentes

Casas inteligentes, dispositivos IoT sincronizados com relógio e telefone e aplicativos de fitness tornaram-se a última moda agora. Com a atual dependência da IoT celular em grande escala, o futuro do 5G parecerá drasticamente diferente em 20 anos. Haverá implantações generalizadas de veículos sem motorista e automação de serviços utilitários, como gerenciamento de lixo. A fim de minimizar as emissões de gases de efeito estufa e poluição, haverá também um aumento no uso de redes inteligentes e monitoramento ambiental.

2. Redes inteligentes e operações de serviços públicos

Hoje, a demanda de energia continua a aumentar. As redes inteligentes e as centrais elétricas virtuais são as respostas tecnológicas para este problema. O 5G permite incorporar a gestão em tempo real e a automação das redes elétricas inteligentes. Assim que começarmos a identificar os problemas prontamente e fornecer soluções, a manutenção também será simplificada.

Quando comparado às alternativas com fio, o 5G tem taxas de implantação mais rápidas e custos mais baixos, por isso está sendo amplamente aceito. Consequentemente, os operadores de serviços públicos estão gradualmente incorporando novos sensores, sistemas de controle e fontes de energia renováveis ​​em suas redes.

3. Segurança nacional e vigilância por vídeo

A vigilância por vídeo é mais um aplicativo de IoT com foco em 5G que deve florescer. À luz dos recentes desenvolvimentos globais, o governo está disposto a fazer investimentos em monitoramento público e medidas de segurança. Atualmente, os sistemas de vigilância por vídeo dependem da comunicação com fio, mas a introdução de redes sem fio pode agilizar a instalação e reduzir custos, além de melhorar a conectividade e o desempenho em comparação aos sistemas com fio.

Conclusão

O 5G, uma tecnologia mundial, é implantado continuamente utilizando os padrões internacionais 3GPP. Ele foi criado para garantir compatibilidade e suporte para a Internet das Coisas e ainda está evoluindo com melhorias contínuas nos padrões acordados. Além do suporte 4G para a Internet das Coisas, as versões 15 e 16 dos padrões 3GPP fornecerão suporte adicional para dispositivos IoT com características 5G, como ultrassegurança e confiabilidade e baixa latência.

Avanços adicionais do 5G, como fatiamento de rede, redes seguras e o núcleo 5G, ajudarão a cumprir a visão de uma rede IoT mundial capaz de suportar uma vasta gama de dispositivos conectados. Todo esse processo está programado para começar em 2023, com a rápida integração do 5G e a crescente adoção da IoT.