Comunicação, detecção, energia, controle, memória e computação são as principais tecnologias usadas em um projeto de rastreamento.

As principais tecnologias de rastreamento incluem GNSS, Bluetooth e Wi-Fi RSSI, ângulo de chegada UWB Bluetooth, ultrassom, SLAM, RFID, TOF de rede, raio infravermelho, etc. SLAM requer alta largura de banda e taxa de dados para streaming de imagens e vídeos; outras utilizam vários ou dezenas de bytes por mensagem de posicionamento. Considerando a precisão do posicionamento, o consumo de energia, a dimensão do produto, o custo e a disponibilidade da rede ou distância de comunicação, existem muitas opções de tecnologia de comunicação, e este artigo apresenta as tecnologias de rede móvel mais recentes e suas características. Comparando tecnologias semelhantes, analisa os prós e os contras de cada tecnologia para um projeto de rastreamento e auxilia os leitores a escolher qual usar em um projeto de rastreamento pessoal ou de ativos.

1. 4G e 5G

4G e 5G são duas gerações diferentes de tecnologia de rede móvel. Elas apresentam algumas diferenças importantes em termos de velocidade, largura de banda, latência e recursos. Aqui está um resumo das principais diferenças:

• Velocidade
  O 5G é muito mais rápido que o 4G, oferecendo até 2,5 Gbps de velocidade de download e 1,25 Gbps de upload. O 4G, por outro lado, só pode atingir até 1 Gbps de velocidade de download e 500 Mbps de upload. Portanto, o 5G pode suportar aplicações com maior consumo de dados, como streaming de vídeo em alta resolução, realidade virtual e jogos em nuvem.
• Largura de banda
  O 5G tem mais largura de banda que o 4G, o que significa que pode suportar mais dispositivos e usuários simultaneamente sem comprometer a qualidade do serviço. O 5G usa frequências mais altas que o 4G, como ondas milimétricas, que são menos congestionadas e podem transportar mais dados. O 5G também usa antenas menores e mais direcionais, atendendo a mais de 1.000 dispositivos por metro do que o 4G. Isso significa que o 5G pode atender à crescente demanda por acesso à internet de smartphones, tablets, laptops, smart TVs, wearables e dispositivos IoT.
• Latência
  O 5G tem latência menor que o 4G, o que significa que há menos atraso ou atraso nas comunicações entre dispositivos e servidores. A latência do 5G é de cerca de 1 ms, enquanto a latência do 4G é de cerca de 50 ms. O 5G pode permitir aplicações mais interativas e em tempo real, como controle remoto de veículos, robôs e procedimentos médicos, bem como jogos online e videoconferências.

Estas são algumas das principais diferenças entre 4G e 5G. No entanto, essas diferenças também dependem da disponibilidade e cobertura das redes, bem como da compatibilidade e desempenho dos dispositivos. Para aproveitar todos os benefícios do 5G, você precisará de um dispositivo habilitado para 5G e de uma operadora de rede 5G na sua região.

Em um projeto de IoT, tanto o 5G quanto o 4G são usados para backhaul de dados no gateway, ou seja, gateway LoRaWAN, gateway AoA (Ângulo de Chegada), etc. O 4G é frequentemente usado porque:

• O módulo 4G é mais barato.
• Velocidade, largura de banda e latência não têm influência significativa no desempenho do sistema.

Muitos veículos rastreadores use 4G porque o 4G tem melhor cobertura mundial do que o 5G, enquanto o 2G e o 3G estão sendo eliminados.

Algumas tecnologias de posicionamento GNSS de alta precisão, como RTK (Cinemática em Tempo Real) e PPK (Cinemática Pós-Processada), usam 4G porque precisam de comunicação de dados mais rápida e em maior quantidade durante o posicionamento.

2. LTE e 4G

LTE e 4G são dois termos relacionados à tecnologia de redes móveis. LTE significa Long-term Evolution (Evolução de Longo Prazo) e é um padrão para comunicação de banda larga sem fio. 4G significa quarta geração e é um termo geral para a quarta geração da tecnologia de dados móveis, conforme definido pela União Internacional de Telecomunicações (UIT).

LTE é uma das tecnologias que podem fornecer velocidades 4G, mas nem todas as redes LTE atendem aos critérios para 4G, como uma velocidade máxima de download de pelo menos 100 Mbps. Para diferenciar esses casos, algumas operadoras usam o termo 4G LTE para indicar uma rede LTE mais rápida e avançada que atende aos requisitos 4G. No entanto, algumas operadoras também podem usar o termo 4G LTE para comercializar suas redes LTE, que são, na verdade, mais lentas do que o padrão 4G.

WiMAX é outra tecnologia que pode fornecer velocidades 4G, sigla para Worldwide Interoperability for Microwave Access (Interoperabilidade Mundial para Acesso por Micro-ondas). O WiMAX é semelhante ao LTE, pois utiliza ondas de rádio para transmitir dados, mas possui uma arquitetura de rede e faixa de frequência diferentes. O WiMAX era mais popular nos primórdios do 4G, mas o LTE o substituiu em grande parte na maioria dos mercados.

Resumindo, LTE e 4G não são exatamente a mesma coisa, mas são frequentemente usados de forma intercambiável por operadoras e consumidores. LTE é uma tecnologia específica que pode fornecer velocidades 4G, mas nem todas as redes LTE são compatíveis com 4G. WiMAX é outra tecnologia que pode fornecer velocidades 4G, mas é menos comum que LTE.

3. CAT-M e LTE-M

CAT-M e LTE-M (Long-Term Evolution for Machines) são dois nomes diferentes para a mesma coisa: uma categoria de dispositivos na família LTE de tecnologias celulares projetadas para Aplicações de IoTOs dispositivos CAT-M e LTE-M apresentam algumas vantagens em relação aos dispositivos LTE tradicionais, como menor consumo de energia, maior duração da bateria, melhor cobertura e menor custo. No entanto, também apresentam limitações, como taxas de dados mais baixas, largura de banda mais estreita e funcionalidade reduzida.

As principais diferenças são:

• Largura de banda
  Dispositivos CAT-M e LTE-M usam uma largura de banda de 1,4 MHz, muito menor do que a largura de banda típica de 20 MHz usada por outros dispositivos LTE. Isso significa que eles podem acomodar mais dispositivos no mesmo espectro e têm menos capacidade de dados e velocidade.
• Taxas de dados
  Dispositivos CAT-M e LTE-M têm taxas de dados máximas de até 1 Mbps tanto no downlink quanto no uplink, o que é suficiente para a maioria das aplicações de IoT, mas não para serviços de alta largura de banda, como streaming de vídeo ou jogos. Outros dispositivos LTE podem atingir até 10 Mbps no downlink e 5 Mbps no uplink (CAT-1) ou até mais (CAT-4 e superiores).
• Consumo de energia
  Dispositivos CAT-M e LTE-M têm menor consumo de energia do que outros dispositivos LTE, o que significa que podem operar com baterias por períodos mais longos. Eles também oferecem suporte a recursos de economia de energia, como o Modo de Economia de Energia (PSM) e a Recepção Descontínua Estendida (eDRX), que permitem que entrem em modo de espera ou reduzam sua atividade quando não estiverem em uso.
• Cobertura
  Dispositivos CAT-M e LTE-M têm melhor cobertura do que outros dispositivos LTE, especialmente em áreas internas e rurais. Eles podem usar repetição e adaptação de link para melhorar a qualidade e a confiabilidade do sinal. Eles também suportam o Modo de Aprimoramento de Cobertura (CEM), que permite transmitir em níveis de potência mais altos e receber em níveis de sinal mais baixos.
• Complexidade
  Dispositivos CAT-M e LTE-M apresentam menor complexidade do que outros dispositivos LTE, o que significa que possuem requisitos de hardware e software mais simples. Eles também possuem menos recursos e funcionalidades, como suporte de voz, agregação de operadoras ou múltiplas antenas.