O LoRaWAN é um protocolo IoT de baixa potência que inclui a tecnologia de rádio LoRa, permitindo uma implantação de rede aberta, fiável e económica. Em contrapartida, a NB-IoT é uma tecnologia de rádio LTE licenciada que oferece baixa latência e forte segurança a um preço mais elevado.

As normas LoRaWAN e NB-IoT fazem parte de uma família maior de tecnologias conhecidas como LPWAN (Low Power Wide Area Networking).

Mais do que outros protocolos como Sigfox e NB-Fi, estas normas de comunicação estão a definir a tendência para o que está para vir na IoT.

De acordo com o Statista, espera-se que a LoRaWAN e a NB-IoT representem cerca de 85,5% de todas as conexões LPWAN até 2023. Isso é claramente mostrado no gráfico abaixo:

A sobreposição entre os dois é evidente, mas a questão mantém-se:

O que torna essas duas tecnologias tão atraentes em comparação com outros protocolos? A LoRaWAN e a NB-IoT estão a perseguir o mesmo mercado? Ou estão destinadas a se tornar nichos em casos de uso diferentes?

Apesar de pertencerem à mesma categoria, a forma como estas duas tecnologias estão a ser desenvolvidas é diferente.

O LoRaWAN é um protocolo aberto oferecido pela aliança LoRa que utiliza espetro não licenciado, permitindo que praticamente qualquer pessoa crie suas próprias redes a baixo custo.

O NB-IoT é um protocolo licenciado da organização de normas 3GPP oferecido através do espetro de RF licenciado, tornando-o disponível apenas através de operadores de redes móveis estabelecidos.

Então, qual é o melhor para a sua organização? Vamos descobrir.

Índice

1. Uma visão geral rápida
2. Comparação de tecnologias
3. Comparação de casos de utilização
4. Qual é o mais adequado para si?

LoRaWAN vs NB-IoT: Uma visão geral rápida

Antes de passarmos à comparação, eis uma breve atualização sobre ambos os protocolos:

LoRaWAN

De acordo com a definição da aliança LoRa, a especificação LoRaWAN é um "protocolo de rede LPWA (Low Power, Wide Area) concebido para ligar sem fios 'coisas' que funcionam a pilhas à Internet em redes regionais, nacionais ou globais, visando os principais requisitos da Internet das Coisas (IoT), como a comunicação bidirecional, a segurança de ponta a ponta, a mobilidade e os serviços de localização".

Esta especificação inclui a tecnologia LoRa (Long Range), que é uma técnica de modulação por espalhamento espetral derivada do Chirp Spread Spectrum (CSS).

Esta tecnologia está patenteada por uma empresa conhecida como Semtech que, indiretamente, cobra uma pequena taxa por cada chipset LoRa em sensores e gateways oferecidos como soluções prontas a usar para entusiastas da IoT e empresas.

NB-IoT

O 3GPP não fornece uma definição oficial para o protocolo NB-IoT (Narrowband Internet of Things), também conhecido como LTE CAT NB1. Consultando um dos seus comunicados de imprensa de fevereiro de 2016, o NB-IoT é definido como "um novo rádio adicionado à plataforma LTE, optimizado para o segmento de mercado de baixa largura de banda".

O NB-IoT foi criado especificamente a pensar nos sensores fixos de baixo consumo. Para cada dispositivo instalado numa rede, este protocolo oferece amplas áreas de cobertura com uma penetração profunda em interiores.

O NB-IoT foi criado especificamente a pensar nos sensores fixos de baixo consumo. O protocolo oferece áreas de cobertura alargadas com uma penetração profunda em interiores.

Ao contrário do LoRaWAN, este é um protocolo licenciado que provavelmente custará mais a longo prazo, mas que proporcionará uma melhor experiência global aos utilizadores finais.

Um aspeto a ter em conta é que os dispositivos NB-IoT estão a evoluir rapidamente para a utilização de SIM incorporado (eSIM). De acordo com um estudo da McKinsey & Company, os eSIMs "permitiriam aos fabricantes de produtos IoT construir dispositivos com sims 'em branco' que poderiam ser activados nos países de destino para uma conetividade de equipamento mais simplificada".

Para saber mais sobre os eSIMs e o futuro da IoT celular, confira esta apresentação do diretor sênior de produtos da Particle, William Hart.

LoRaWAN vs NB-IoT: Comparação de tecnologias

A ABI Research fez um trabalho fantástico ao comparar as duas tecnologias. Na tabela abaixo, você tem um resumo completo dos parâmetros de tecnologia para LoRaWAN e NB-IoT:

Há alguns pontos a destacar aqui:

1. A LoRaWAN consome menos energia em comparação com a NB-IoT, o que a torna uma solução mais viável para projectos que exigem taxas de atualização mais elevadas.
2. Uma vez que consome menos energia, a LoRaWAN também proporciona uma maior duração da bateria em comparação com a NB-IoT (15+ anos em comparação com 10+ anos).
3. Quando se trata de largura de banda e cobertura, as coisas começam a sobrepor-se.
4. A taxa de transferência de dados de pico para a NB-IoT é de 60 Kbps, um pouco mais elevada do que a LoRaWAN.
5. A NB-IoT é uma solução mais segura devido à encriptação 3GPP de 256 bits (em comparação com a AES de 128 bits da LoRaWAN).
6. A latência da NB-IoT é normalmente menor que a da LoRaWAN. Como mostra a tabela, a latência na LoRaWAN depende do tipo de dispositivo utilizado e da sua classificação.
7. Ambas as normas suportam a geolocalização na mesma medida.

A maior diferença entre os dois é a eficiência de custos. As soluções LoRaWAN podem alcançar custos operacionais mais baixos em comparação com o NB-IoT, tanto devido ao uso de espetro não licenciado quanto devido ao seu menor consumo de energia (que, por sua vez, aumenta a vida útil da bateria e reduz os custos de manutenção).

Com uma corrente de pico de 32 mA - um quarto do consumo do NB-IoT - os dispositivos LoRaWAN duram mais, especialmente em aplicações com altas taxas de atualização.

Com uma corrente de pico de 32 mA - um quarto do consumo do NB-IoT - os dispositivos LoRaWAN duram mais, especialmente em aplicações com altas taxas de atualização.

As capacidades de auto-implantação da LoRaWAN e a maturidade do seu chipset, gateway, e o ecossistema de serviços em nuvem tornam-na perfeita para as organizações que exigem a propriedade total da sua infraestrutura, seja num campus empresarial, num edifício inteligente ou numa cultura agrícola.

Em contrapartida, a NB-IoT é mais adequada para aplicações IoT comerciais e de consumo que exijam conetividade a uma escala regional ou mesmo global.

LoRaWAN vs NB-IoT: Comparação de casos de uso

Embora exista algum espaço para utilização complementar, é improvável que todas as organizações optem por utilizar tanto LoRaWAN como NB-IoT, principalmente devido a restrições orçamentais.

Estes protocolos oferecem valor quando aplicados a casos de utilização específicos para projectos comerciais existentes ou novos. Vejamos mais pormenorizadamente as três variáveis principais e a sua importância para cada caso de utilização:

Consumo de energia

Como mostra a tabela acima (Fonte: AMIHO Technology), a LoRaWAN consome consideravelmente menos energia em comparação com a NB-IoT.

É de salientar que, embora isto aumente a duração da bateria para o primeiro, ambos os protocolos oferecem uma vida útil muito mais longa em comparação com os concorrentes.

A verdadeira questão aqui não é quanto tempo a bateria dos dispositivos durará durante um teste de laboratório; é mais sobre quão elevada será a taxa de atualização num cenário do mundo real.

A verdadeira questão não é a duração da bateria dos dispositivos durante um teste de laboratório. É mais a questão de saber qual será a taxa de atualização num cenário do mundo real.

Uma vez que a corrente de sono profundo para ambos os protocolos é praticamente nula, a verdadeira diferença será notada quando os dispositivos atingirem correntes de pico durante longos períodos de tempo.

Isto significa que os dispositivos alimentados por LoRa são perfeitos para aplicações em casas e edifícios inteligentes, bem como para o sector dos serviços públicos, onde a longa duração da bateria é fundamental.

A eficiência da bateria da LoRaWAN é também uma solução ideal para detectores de fumo, fechaduras inteligentes, portas, luzes interiores e sistemas de medição de empresas de serviços públicos.

Mobilidade

Como os dispositivos LoRaWAN se registam no servidor de rede (e não em gateway), é possível que um dispositivo se desloque entre gateways.

A mobilidade LoRaWAN é oficialmente suportada na versão de classe A (veja este pequeno vídeo para saber mais sobre as classes LoRaWAN), mas os dispositivos LoRa que se movem entre gateways ainda têm um alto risco de entrar em pontos mortos.

Por outro lado, a IoT de banda estreita não foi concebida para ser móvel. O aperto de mão entre um dispositivo NB-IoT e a torre de comunicações só é efectuado uma vez e, embora seja possível forçá-lo a voltar a procurar e a registar-se numa nova rede, isso exigiria mais energia, pelo que seria preferível utilizar o irmão do NB-IoT, o LTE-M.

A IoT de banda estreita não foi concebida para ser móvel. O aperto de mão entre um dispositivo NB-IoT e a torre de telefonia celular é feito apenas uma vez.

Embora não tenha sido criado com a mobilidade em mente, o facto de a maioria dos chipsets incluir rádios LTE-M e NB-IoT levou vários fabricantes de dispositivos IoT a introduzirem no mercado localizadores GPS e wearables alimentados por NB-IoT.

Se ainda não está convencido com a utilização do NB-IoT para a mobilidade e se sente tentado pelos dispositivos prontos a utilizar ou pela descida dos preços dos planos de dados, então recomendamos:

• (a) inquiring whether your target users are likely to move around a small area that can be covered through a single base station (<10 km range);
• (b) Testar se os potenciais picos de energia das pesquisas/uniões contínuas da rede acabarão por tornar a NB-IoT comparável à LTE-M.

Mas porque é que a mobilidade é tão importante na IoT? Qual é o caso de utilização? Pense na logística... O rastreio de bens empresariais móveis como veículos, encomendas e objectos de elevado valor é uma grande oportunidade de mercado, que muitas empresas estão a tentar preencher.

Atualmente, é muito difícil acompanhar todos os activos em tempo real, a não ser que todos eles sejam colocados sob um (pequeno) teto.

Com as inovações em matéria de mobilidade para os chips IoT, as empresas podem localizar de forma fiável os seus activos sem terem de se preocupar com infra-estruturas complexas.

Custo

Em geral, a LoRaWAN é consideravelmente mais barata que a NB-IoT. Não só os custos iniciais são mais baixos graças a uma maior adoção pelo mercado e à queda dos preços dos chips, como a sua norma aberta significa taxas de licenciamento mínimas.

Em contrapartida, o NB-IoT pode ser mais caro, especialmente se se tiver em conta os custos de conetividade dos fornecedores de telemóveis.

O custo é importante em todos os casos de utilização, mas especialmente em domínios como a agricultura, em que a queda dos preços dos produtos de base tornou difícil para os agricultores pagar as inovações da IoT.

É por isso que as redes LoRaWAN privadas são a principal escolha para a agricultura inteligente em relação às soluções alimentadas por NB-IoT.

Há imensas métricas para comparar quando se trata destes dois pesos pesados da indústria IoT, mas as três destacadas acima são definidoras para a maioria dos casos de utilização.

LoRaWAN vs NB-IoT: Qual é a melhor opção para si?

Tanto a LoRaWAN como a NB-IoT são cruciais para fazer avançar o sector da IoT, mas qual delas é a mais adequada para a sua empresa?

Nesta breve conclusão, preparámos uma tabela simples para recapitular alguns dos casos de utilização e as tecnologias mais adequadas para cada um deles:

*A menos que exista um operador LoRaWAN à escala regional, caso em que ambas as tecnologias são comparáveis.

Estes são apenas alguns dos muitos casos de utilização da tecnologia LPWAN que se irão desenvolver nos próximos 3-4 anos.

À medida que o interesse por este domínio cresce, também cresce a inovação. Qual destas tecnologias vai escolher e porquê? Deixe-nos saber nos comentários abaixo.