Wi-Fi vs. Celular: Encontre a melhor solução para o seu projeto IoT
A escolha da opção de conectividade a ser utilizada é uma decisão extremamente importante no desenvolvimento de um novo projeto IoT , o que levanta a questão: Devo usar Wi-Fi ou conectividade celular?
A escolha da opção de conectividade a ser utilizada é uma decisão extremamente importante no desenvolvimento de um novo projeto IoT , o que levanta a questão: Devo usar Wi-Fi ou conectividade celular?
Responder a essa pergunta não é fácil, considerando que existem múltiplas respostas baseadas nos requisitos específicos de cada aplicação IoT . Tudo depende das características do seu projeto, das suas necessidades e, claro, do ambiente onde os dispositivos estão localizados.
Neste artigo, vamos analisar a questão Wi-Fi versus rede celular para apresentar as vantagens e desvantagens de cada uma e explicar como você pode escolher a opção certa para o seu projeto.
Um dispositivo que se conecta a uma rede celular depende do seu cartão SIM, pois a conexão utiliza uma rede celular sem fio, em vez de passar por um roteador como acontece com o Wi-Fi. O envio de dados por meio de um cartão SIM ou de um roteador envolve diferenças significativas em termos de segurança, cobertura e custo, entre outros fatores.
Vamos analisar os principais benefícios e limitações de cada um deles.
Celular para IoT
IoT celular mais populares são LTE-M e NB- IoT .
O LTE-M (também conhecido como Cat M1 ou Cat M2, dependendo da especificação do padrão LTE-M) é o método mais utilizado. Diversos provedores de serviços IoT o escolhem devido ao seu custo acessível, simplicidade de implementação e baixo consumo de energia. Existe também o NB-IoT (Narrowband Internet of Things), projetado especificamente para implantações IoT . Ele opera em redes 4G (mas não nas bandas LTE), o que o torna amplamente disponível em todo o mundo.
Ambas as opções são válidas, mas uma será sempre melhor , dependendo das características do projeto. Por exemplo, o LTE-M suporta a tecnologia VoLTE, tornando-o muito útil para mobilidade e voz, enquanto o NB- IoT é mais indicado para baixas taxas de dados em casos de uso que não exigem altas taxas de atualização.
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Prós e contras da tecnologia celular para IoT
Prós:
- Alta confiabilidade da rede: IoT celulares podem enviar dados em altas taxas (10–100 Gbps), independentemente das condições climáticas ou da distância entre a estação base e o dispositivo (até a distância máxima em que o dispositivo pode ser localizado). Consequentemente, a conectividade celular está se tornando cada vez mais popular para o desenvolvimento de comunicações integradas máquina a máquina, que permitem o monitoramento sem fio das condições de ativos industriais.
- Segurança: Ao contrário do que acontece com o Wi-Fi, os dados são sempre criptografados na conectividade celular. A segurança costuma ser um problema para o Wi-Fi, dependendo da implantação da rede.
- Versatilidade: Além disso, permite liberdade de movimento, facilitando a manutenção da conectividade mesmo em circunstâncias desafiadoras com equipamentos móveis.
Contras:
- Recepção: Uma das características mais criticadas é a má recepção em ambientes internos e subterrâneos . Se seus dispositivos estiverem constantemente nessas condições, a conexão pode ser intermitente. O mesmo pode acontecer se seus dispositivos estiverem localizados em uma área rural ou pouco desenvolvida, onde pode não haver infraestrutura adequada para garantir que a rede esteja sempre atualizada e disponível.
- Recertificação: A combinação de cartões SIM de diferentes operadoras pode exigir a recertificação de toda a sua IoT .
- Custos: Se o seu caso de uso exigir o envio de grandes quantidades de dados, o alto custo dos planos de dados pode se tornar um problema.
Wi-fi
Dispositivos que usam Wi-Fi precisam de um roteador para se conectar à internet, o que obriga o dispositivo a estar localizado dentro do alcance do roteador. Isso geralmente significa que tanto o roteador quanto o dispositivo precisam estar no mesmo cômodo ou prédio.
Em uma configuração adequada, no entanto, isso dificilmente será um problema, considerando que, em caso de necessidade, repetidores podem ser usados para garantir que a conexão na área desejada seja ideal.
Para locais como edifícios com paredes grossas, áreas remotas, regiões rurais, locais subterrâneos, etc., que não podem ser alcançados pelo sinal celular ou onde sequer existe uma infraestrutura celular desenvolvida, o Wi-Fi pode ser a única opção de conectividade viável.
Como o desempenho do Wi-Fi evoluiu ao longo das gerações. Fonte: Quectel .
Prós e contras do Wi-Fi para IoT
Prós:
- Capacidade de transferência: O Wi-Fi é adequado para transferências de dados volumosos, pois não há limitação de custo na quantidade de dados transferidos, ao contrário do que acontece com a rede celular.
- Conexão de múltiplos dispositivos: O Wi-Fi é sempre uma boa opção para conectar vários dispositivos, desde que você tenha uma excelente capacidade de rede.
- Baixa latência: Ao contrário das redes celulares, você não precisa compartilhar sua rede com outros usuários. Consequentemente, a latência costuma ser menor.
- Conexão sem fio confiável: Graças a uma faixa de frequência menos congestionada, maior sensibilidade e margem de enlace, oferece uma conexão sem fio confiável.
Contras:
- Configuração fixa: A conexão funciona muito bem desde que o dispositivo conectado esteja dentro do alcance da rede Wi-Fi. Isso restringe bastante a mobilidade.
- Segurança: Privacidade e segurança podem ser um problema dependendo da opção escolhida. Normalmente, a comunicação em redes públicas não é criptografada por padrão. Certifique-se de usar um mecanismo de autenticação seguro, como WPA2/WPA3.
- Manutenção da rede: Ao contrário da rede celular, onde a infraestrutura de rede é gerenciada pela operadora de telefonia móvel, no caso do Wi-Fi é necessário pelo menos um roteador com acesso à internet. Manter e garantir o tempo de atividade dessa infraestrutura pode ser um desafio em grande escala.
IoT Wi-Fi vs. Celular: Comparação
*Embora os padrões Wi-Fi tenham evoluído para o Wi-Fi 6 (802.11ax), a maioria dos chips IoT suporta até o padrão 802.11n, como o ESP32. Isso ocorre porque a maioria das aplicações IoT não exige alta largura de banda ou altas velocidades.
**A fonte desses valores é a pesquisa de Mehmet Erkan Yüksel e pode ser acessada aqui .
***Esses valores podem variar bastante dependendo de fatores como a operadora de rede e os protocolos que ela utiliza, a qualidade do sinal, as configurações do dispositivo e até mesmo o tamanho da carga útil.
Quando o Wi-Fi é a melhor opção?
- Quando você tiver acesso ao local remoto para configurar uma rede Wi-Fi.
- Quando o pagamento de uma taxa mensal de conectividade por dispositivo não for financeiramente viável.
- Quando seu projeto estiver localizado em uma área onde o sinal de dados móveis é limitado.
- Quando você precisa conectar vários dispositivos em um espaço confinado, como um prédio — desde que haja cobertura Wi-Fi disponível.
Quando a conexão celular é a melhor opção:
- Quando as condições de implantação não permitem a conexão de energia.
- Quando o pagamento de uma taxa mensal de conectividade por dispositivo for viável.
- Quando o local de implantação for incerto ou quando for necessário usar detecção de localização.
Por que não usar ambos?
Sua resposta pode ser diferente da escolha entre Wi-Fi e celular; uma combinação de opções de conectividade pode ser a escolha certa para o seu projeto. Embora não seja um IoT , o mundo dos PCs já mostrou como os dispositivos finais podem se beneficiar da conectividade dupla com a adição de módulos celulares aos computadores: “A conectividade celular não se destina a substituir o Wi-Fi, mas, para organizações com grandes equipes móveis, é sabido que o Wi-Fi acessível nem sempre está disponível”, afirma Joe O'Connor, vice-presidente de vendas de PCs para OEMs da Quectel Wireless Solutions .
Um estudo da Deloitte sobre a adoção de tecnologias sem fio avançadas comprova ainda mais que faz sentido usar ambas as tecnologias para algumas implementações: "Executivos de redes relatam que suas empresas estão adotando ambas as tecnologias para suas iniciativas sem fio, indicando que preferem o Wi-Fi 6 para ambientes internos, em campus e redes fixas, e o 5G para ambientes externos, fora do campus e redes móveis."
Seguindo essa mesma linha de raciocínio, um produto IoT pode se beneficiar da conectividade celular, seja como backup ou como backhaul para um roteador Wi-Fi.
Se você quiser saber mais sobre como implementar Wi-Fi e redes celulares em seu IoT , talvez queira baixar o white paper da Quectel: Por que o Wi-Fi 6 combina perfeitamente com a rede celular para viabilizar o futuro da empresa hiperconectada .
Wi-Fi HaLow: um novo padrão para tornar o Wi-Fi mais adequado para IoT
Um padrão empolgante e ainda recente, feito sob medida para IoT é o 802.11ah ou Wi-Fi HaLow , uma tecnologia de rede sem fio de padrão aberto que opera na faixa de 850 a 950 MHz. Os sinais podem viajar muito mais longe e atravessar paredes e obstáculos intransponíveis em frequências mais altas.
Além do Wi-Fi HaLow, existe o Wi-Fi 6, 802.11ax , criado principalmente para atender às necessidades de implantações densas em ambientes públicos e industriais. Ele também se destaca pela resposta mais rápida de e para as unidades conectadas. Acesso múltiplo por divisão de frequência ortogonal (OFDMA) , tempo de ativação alvo (TWT) e MIMO multiusuário (MU-MIMO) estão entre as tecnologias incluídas no Wi-Fi 6 projetadas para melhorar a eficiência, aumentar a taxa de transferência e/ou diminuir o consumo de energia.
Embora o Wi-Fi pareça deslocado na IoT quando comparado a outras opções que oferecem maior alcance e menor consumo de energia, a verdade é que, mesmo sem considerar novos padrões como o HaLow, o Wi-Fi pode ser extremamente útil em implantações IoT seja isoladamente ou em conjunto com outras tecnologias.
A tecnologia celular, por sua vez, tem sido uma das principais protagonistas no desenvolvimento da IoT e, como tal, deve sempre ser considerada como uma opção para uma nova aplicação, graças à sua onipresença. No entanto, a decisão final sobre uma dessas opções dependerá da localização e mobilidade dos dispositivos, da quantidade de dispositivos e da compatibilidade econômica da tecnologia com o seu projeto.
Perguntas frequentes
Quais são as vantagens do Wi-Fi para IoT?
- Ideal para contextos em que os dispositivos permanecem praticamente estáticos ou dentro de uma determinada área.
- Maior largura de banda e menor latência.
- Ideal para locais como edifícios com paredes grossas, áreas remotas, regiões rurais, locais subterrâneos, etc.
Quais são as vantagens da tecnologia celular para IoT?
- A onipresença de sua infraestrutura faz dela uma opção quase sempre disponível.
- Muito eficiente em termos energéticos.
- Sua autenticação baseada em SIM e criptografia automática a tornam uma opção muito segura.
Wi-Fi ou dados móveis, qual devo usar?
Embora as vantagens acima possam dar uma ideia geral da melhor opção, a resposta exata varia de aplicação para aplicação, e por isso cada pró e contra deve ser cuidadosamente avaliado. Vale lembrar, porém, que essas tecnologias podem ser usadas em conjunto, complementando-se mutuamente.
