Quais os benefícios da tecnologia celular na telemedição de energia elétrica?

Entender por que a tecnologia celular é a melhor opção quando falamos em telemedição inteligente requer o entendimento um pouco mais aprofundado sobre alguns aspectos que compõem esse ecossistema de conectividade.

Primeiramente, é importante ressaltar que a redução no preço do plano de dados e a alavancagem dos projetos de medição inteligente fizeram cair o custo dos dispositivos que utilizam tecnologia celular. Como consequência, as soluções de telemedição permitem que as
iniciativas de digitalização alcançam ROI (Retorno sobre o Investimento) ainda no curto prazo.

Além disso, ao falarmos das características inerentes à rede celular, percebemos que ela atende com bastante eficiência projetos de Internet das Coisas, que envolvem ativos distribuídos, como os dispositivos de medição inteligente.

Isso porque a tecnologia celular oferece ampla infraestrutura já instalada e performance comprovada, além de apresentar cobertura quase completa na maioria das regiões, o que garante escalabilidade mais veloz. A tecnologia ainda permite a medição remota com maior frequência a um custo mais baixo, sem presença física de leituristas.

A tecnologia celular também simplifica a implementação de hardwares e softwares que compõem as aplicações de medição remota. Isso porque as operadoras móveis facilitam a integração com diferentes sistemas (capazes de suportar milhões de dispositivos), que utilizam chaves de segurança e criptografia fortes e oferecem mecanismos seguros de manutenção da rede e dos dados que nela trafegam.

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No que se refere especificamente ao 4G, a última versão (LTE) inclui tecnologias especialmente adaptadas para soluções de Internet das Coisas (IoT). Com menores velocidades de transmissão, potência e custo, as categorias NB2 (NB IoT) e M1 (Cat-M) conseguiram uma
importante redução no custo dos módulos e uma economia significativa no consumo de energia, prolongando a vida útil das baterias. Isso, claro, implica diretamente em maior autonomia e melhor performance das aplicações.

A tecnologia LTE agrega mais segurança à rede elétrica e garante maior eficiência, respondendo aos maiores desafios hoje enfrentados pelas concessionárias. Dada sua elevada latência, os custos de escalonamento das redes inteligentes é cada vez menor. Desse modo, o desempenho dos sistemas é medido em tempo real, tornando a operação mais segura e proativa diante de potenciais falhas que possam ocorrer.

Quais as diferenças entre as tecnologias CAT-M1 e NB-IoT?

Em geral, as aplicações massivas de IoT e máquina a máquina (M2M) manifestam alguns requisitos em comum, que podem ser resumidos em três grandes eixos:

  • Baixa taxa de transmissão de dados, ideal para soluções de telemetria;
  • Custo operacional reduzido, capaz de garantir a escalabilidade das soluções;
  • Bateria de longa duração, sobretudo para aplicações em ambientes remotos e de difícil acesso.

Para justamente atender a essas especificidades, foram projetadas as redes LPWA (do inglês, Low-Power Wide-Area), com capacidade de acomodar um enorme adensamento de dispositivos de IoT, transferindo dados de forma otimizada (a partir de pequenos pacotes
intermitentes), com baixo consumo de energia, elevada segurança e, não menos importante, ampla cobertura de rede (instalação e expansão simplificadas) e custos mais baixos.

Entre as soluções LPWA celulares para Internet das Coisas, certamente o NB-IoT e LTE-M impõem-se como principais referências. Vamos entender um pouco mais algumas diferenças técnicas, fundamentais para definir os casos de uso mais adequados.

Throughput e Largura de Banda

Para avaliarmos as diferenças de throughput, precisamos comparar os valores de pico de downlink (transferência de dados da estação base para os dispositivos) e de uplink (que segue o caminho oposto).

Percebemos valores bem mais elevados para o LTE-M, o que garante uma maior efetividade no tráfego de dados ao longo da banda. Por sinal, no que se refere à largura de banda, vemos que a tecnologia LTE-M também oferece valores mais altos. Isso implica diretamente na sua capacidade de permitir um maior trânsito de dados, mas, por outro lado, leva a um alcance um pouco menor (15 a 20 km) do que o verificado com o NB-IoT (até 35 km).

Mobilidade

Na presença de mobilidade, um dispositivo é capaz de detectar automaticamente quando está se afastando em demasiado de uma estação base (torre celular) e de se conectar a uma outra sem interrupções.

A rede NB-IoT não permite mobilidade, de modo que quando um dispositivo, ao desligar-se da rede, não é capaz de se conectar de forma automática o que, inclusive, aumenta o consumo de energia.

Por essa razão, a rede NB-IoT é indicada para a conexão de dispositivos estáticos, como alarmes, detectores de eventos e medidores inteligentes de energia, gás e água. Já a tecnologia LTE-M suporta casos de uso que demandam mobilidade, como rastreamento de
veículos e animais, por exemplo.

Vida Útil de Baterias

Quando se fala em vida útil de baterias é preciso verificar caso a caso as aplicações envolvidas. Em regra, quanto maior o tráfego de dados, menor a vida útil. Assim, no caso de soluções que priorizam a autonomia dos dispositivos, em detrimento da transmissão de dados, teremos baterias com maior tempo de duração. Isso costuma ocorrer em aplicações que utilizam a tecnologia NB-IoT. No geral, as aplicações em LTE-M apresentam fácil acesso a fornecimento de energia.

Tecnologia Celular: mais segurança para as redes de energia elétrica

Ao gerirem recursos fundamentais à vida dos cidadãos e à saúde econômica dos países, as utilities desempenham um papel de extrema importância. Por essa razão, é fundamental garantir não apenas a segurança física das operações (o que significa salvaguardar uma
quantidade imensurável de recursos naturais), mas também a segurança digital dos dados que trafegam pelas redes inteligentes.
Nesse último quesito em particular, a rede celular oferece uma série de atributos que diretamente aumentam a segurança das aplicações de medição remota contra invasões maliciosas.

No que tange a arquitetura de rede, a tecnologia celular apresenta uma estrutura vertical integrada, com o estabelecimento de conexões diretas na camada de dados entre o dispositivo e a aplicação. Sem elementos intermediários de rede, esse padrão está menos suscetível a ciberataques.

Além disso, a rede celular é capaz de implementar controles de encriptação com AES128 (Padrão Avançado de Criptografia) em nível de Transporte e Aplicação, através de plano de controle individualizado (o que reforça o controle de acesso), sobretudo quando aliado a
chaves privadas (PSK), presentes nos dispositivos inteligentes desenvolvidos por alguns fornecedores.

Ainda, a tecnologia celular permite acesso 100% remoto aos dispositivos em campo. Dessa maneira, é plenamente viável desempenhar rotinas comuns e fundamentais à manutenção da segurança das aplicações sem deslocamentos. Falamos, por exemplo, de aplicações de patches de segurança, reconfigurações remotas, recuperação de dados, resolução de problemas pelas equipes técnicas e updates de firmware.

Por fim, as redes celulares também permitem a implementação de fallback para outras tecnologias, por exemplo, do NB-IoT para o CAT-M1 ou para o 2G. Com um leque maior de opções de conectividade em bandas celulares (com o mesmo protocolo ou com protocolos
diferentes) é possível aumentar a segurança das aplicações, evitando-se interferências maliciosas.

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O Conera™ se responsabiliza pelas particularidades de cada meio de comunicação e também por como fazê-las com as propriedades de segurança necessárias. Assim, para as aplicações, basta se preocupar em montar e processar os dados.

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