CPqD

A demanda por soluções de smart grid é real e imediata no mercado das utilities e pode agilizar a chegada da próxima geração de mobilidade no país. Pressionadas pelo esforço de normalização da Aneel [como a obrigatoriedade de implantação de medidores inteligentes], os constantes apagões, as intermináveis reclamações dos usuários e as próprias perdas de receita e recursos da rede, em virtude de atitudes ilícitas de terceiros, as concessionárias de energia elétrica planejam, de forma adiantada, iniciativas que contemplem tanto a melhoria dos seus próprios recursos como o maior controle de uso da eletricidade pelo cliente. E este fato demonstra que a 4G ultrapassa o universo de telecom e, realmente, caminha rumo à comunicação máquina a máquina e a Internet das Coisas.

Álvaro Machado de Medeiros, pesquisador do CPqD e especialista em tecnologias sem fio e móveis, acrescenta que, entre as soluções demandadas pelas concessionárias, há necessidade de tecnologias que, por vezes, não se encaixam bem com o PLC, pois exigem soluções sem fio. Assim, o CPqD estuda a aplicação de soluções wireless em redes Wi-Fi ou do tipo Zigbee, por exemplo, aplicáveis em smart grid.

Para termos uma idéia da amplitude das soluções que as concessionárias de eletricidade demandam, basta listar os departamentos do CPqD que levam adiante os projetos encomendados - aplicações para celular e TV, camada física da tecnologia sem fio e billing, entre outros. "De fato, podemos afirmar que esta linha tecnológica pertence à lista de estratégias prioritárias do CPqD em 2010", acrescenta Álvaro.

O fato é que sob o guarda-chuva das tecnologias de 3,5G e 4G se abrigam várias outras tecnologias que funcionam como soluções integradoras para aplicações específicas e em alguns segmentos cruciais. Inserem-se aí o RFID, a NFC e o Zigbee. O RFID, por exemplo, se restringe à identificação de etiquetas de RF. Trata-se de uma tecnologia que não transmite ativamente: tem a transmissão induzida numa etiqueta digital determinada. Mas, colocada numa série incontável de produtos permite que eles sejam rastreados viabilizando o transporte de ativos e até de animais de estimação.

A NFC também usa RF em potência baixa, não mais para a colocação de etiquetas como no RFID, mas de informações criptografadas e, assim, mais difíceis de serem alteradas. Um exemplo de aplicação de NFC já disseminada é nos passaportes. Embora a informação contida nos dados criptografados não seja 100% imune a ataques, por circular em radiofrequência, é fato que a alteração dos dados aí contidos é bem mais difícil do que a falsificação de um passaporte tradicional e muito mais fácil de rastrear.

Na verdade tanto o RFID quanto a NFC pressupõem o uso de uma etiqueta, ou um chip, ou uma plaqueta para transmitir determinada informação a curta distância - seja para a compra de um refrigerante numa máquina do aeroporto ou embarque seguro de um animal doméstico. E diante do crescimento da comunicação por radiofrequência, da mobilidade e da exigência do usuário de estar always-on, todos os players ligados direta ou indiretamente a este universo começam a falar da Internet das Coisas, da comunicação M2M, da possibilidade de se encomendar uma dúzia de ovos pelo refrigerador instalado na copa da residência etc. De fato, por princípio, tudo isto é possível. Mas, ao contrário do case das concessionárias de energia elétrica [com seus próprios padrões e normas], a plena disseminação destas tecnologias de 'apoio' às tecnologias de comunicação móvel depende de padronização.

O Zigbee

Segundo lembra Álvaro, hoje ainda não há plena padronização da chamada ultra wideband , ou seja, bandas mais largas a potências muito baixas, altamente aptas a transmitir vídeo de alta definição, por exemplo. Incluem-se nestas características padrões como o Bluetooth e o Zigbee.

Ultimamente, pesquisadores que trabalham com soluções sem fio comerciais, como os do CPqD, avaliam o Zigbee com bastante atenção. A rede de sensores que a tecnologia forma é de baixo consumo e limitada, mas, o que parece uma desvantagem a princípio, pode representar uma rede ótima para várias áreas de aplicações (inclusive no exemplo das concessionárias de energia), pois é uma rede capaz de concentrar informação e realizar, por exemplo, medições remotas numa situação de smart grid com mobilidade.

Assim, junto ao PLC, várias destas tecnologias móveis entram para formar uma rede não apenas inteligente, mas móvel, que fornece informações para uma série segmentos críticos como a indústria química (Petrobras é um caso) ou redes de automação para área de TI (os bancos já demandam). O Zigbee, nestes tipos de automação, forma uma rede de fácil implantação, flexível e própria para dados de sensoriamento.

Mas não se pode Pode-se dizer que o Zigbee seja um padrão aberto, como o Wi-Fi, por exemplo. O padrão é gerido pela Zigbee Alliance e, para que ele, a NFC, o RFID etc. contribuam para a comunicação objeto a objeto (para chegarmos ao caso da geladeira e dos ovos) seria preciso um padrão aberto que conectasse tudo isso.

É claro isso não significa que haja sequer um único player ocioso neste vasto ecossistema. O IPv6 Forum, por exemplo, busca padronizar o novo protocolo IP para a Internet das Coisas, numa versão mais leve do protocolo atual, de modo a que ele possa ser adaptado para este tipo de comunicação. Todo mundo sabe que o protocolo IP está se tornando o gargalo de todas as tecnologias e aplicações de nova geração e o 6lowpan, com a gama de endereços bem mais ampla que a do IPv4 visa preencher esta lacuna.

É claro que a necessidade de fidelizar e atrair clientes leva alguns players a apostar mais no marketing do que nos padrões e já há produtos sendo lançados com Zigbee para uso comercial, mas ainda não há nada comercial com IPv6.

O que é 4G

Roadmap da LTE Advanced - Fonte 3GPP

E demos esta volta quase completa para chegarmos às tecnologias de comunicação móvel - LTE, WiMAX e XGP, este último um padrão japonês mais disseminado na Ásia, ao menos por enquanto. O fato relevante nesta questão das tecnologias 4G é que elas são bem parecidas e todas já prevêem a Internet das Coisas e o conceito de objeto a objeto. Tanto o desenvolvimento do WiMAX na versão m quanto a versão da LTE para o IMT Advanced já foram concebidos tendo o IPv6 como elemento.

Ninguém se atreve a ser o primeiro a afirmar que o IPv4 está prestes à saturação total "e não se sabe se a coisa vai ter que estourar para o pessoal se dar conta da necessidade de sua substituição pelo IPv6", pondera Álvaro.

O pesquisador do CPqD lembra que embora hoje se cite o BWA como parte importante da 3,5G e até da 4G, muita gente se esquece que o conceito do BWA surgiu nos primórdios do milênio junto a padrões proprietários que visavam a transmissão de dados via rede MMDS (ou seja, de internet via rádio) em altas taxas para uso das TVs a cabo. O WiMAX, por sua vez - prestes a receber o selo de 4G da UIT, começou para, justamente, padronizar a transmissão de dados de altas taxas (o BWA).

Quando se incluiu mobilidade no WiMAX a taxas cada vez mais altas, o grupo do 3GPP viu que não podia mais adiar o conceito de LTE e adaptou o BWA para a rede celular, sob o mesmo conceito - ou seja utilizando OFDMA, MIMO etc., só que na rede nascida GSM.

Roadmap do WiMAX 16m - Fonte "WiMAX Evolution"

"A LTE era uma evolução de longo prazo, pensada para ser adotada bem mais lá para frente, quando se supunha seria maior a demanda por altas taxas de dados. O pessoal do HSPA ainda está tirando o investimento feito nas redes atuais. Mas, o WiMAX entrou com Cisco e Intel, duas companhias da área de computação, para transmissão de dados via IP, o WiMAX fixo, que teve boa aceitação. Daí, para o WiMAX móvel foi uma evolução natural e, finalmente, surgia uma ameaça real às redes celulares. Mas, o mundo padronizado pelo 3GPP possui uma rede muito extensa, mundial, e um forte poder de barganha e, o que de início foi pensado para uma transição suave (a LTE), passou a ser compromisso e estratégia prioritária", avalia o pesquisador.

Assim, a LTE passa a se apresentar como a solução ideal de 4G para um grande contingente de players, que vem investindo pesado em mobilidade há anos. Mas este não é caso dos operadores greenfield, como bem exemplifica o case de WiMAX da operadora russa Yota. Aí o WiMAX tem se apresentado extremamente interessante - uma solução IP sem fio, com mobilidade e altas taxas de dados (sejam eles voz, vídeo etc.).

Logo, é preciso que se avalie que a 4G não se restringe a acesso em banda larga sem fio, mas tem a ver também com o NFC, com Zigbee, com o conceito de objeto a objeto. Por isso que os chamados padrões tecnológicos de 4G deixam portas para este tipo de tecnologias em RF.

E a 5G?

Mas, nem todo este movimento ou a perspectiva de lançamento do IEE 802.16m no segundo semestre de 2010, ou mesmo a proximidade da chamada LTE Advanced foi suficiente para que os desenvolvedores dos dois padrões atingissem a taxa de 1 Gbps exigidas pela UIT. É claro que o l6m poderá sair sem esta especificação e há mesmo informações de que serão lançados equipamentos e produtos em 16m abaixo do 1 Gbps.

De qualquer forma, a lógica dos lançamentos deve seguir o esperado. Os primeiros, como sempre, serão Coréia e Japão, com os produtos da Samsung, mesmo que sem a taxa de 1 Gbps, da mesma forma que se lançou produtos pré padrão Wi-Fi 1n. Depois, devem vir Estados Unidos e Europa e, em seguida, o resto do mundo. O jogo de marketing, mais uma vez, será muito forte, pois ninguém vai querer perder a demanda latente por 4G, mesmo que não se apresente produtos que tragam 100% das especificações. E, embora não se saiba até que ponto é crucial as especificações da UIT para a padronização da 4G, é conhecido de todos que cada um tenta fazer seu padrão o mais convergente e agnóstico possível.

Mas nem mesmo a publicação da nova versão do WiMAX móvel é suficiente. Como se não bastasse o fato de a 4G parecer estar cada vez mais próxima, já se projeta a Quinta Geração de comunicação móvel. Baseada em ondas milimétricas, a 5G promete entregar comunicação sem fio a 12,5 Gbps. Suas aplicações comerciais vão além do setor telecom (para acesso a redes domésticas e corporativas) e englobam instrumentação, radar, segurança, radioastronomia e um longo etc. As antenas High Gain (de alto ganho) da 5G estão previstas para aumentar o intervalo para mil metros entre cada antena, com 99% de disponibilidade e circulam numa frequência de espectro extremamente elevada - de 30 a 300 GHz - e escassa.

Não. Não nos esquecemos do Brasil. Começamos inclusive este artigo pelas perspectivas da 4G por aqui. Além da necessidade premente das concessionárias de energia, o mercado aposta na demanda gerada pela Copa do Mundo de 2014 e as Olimpíadas de 2016 como catalisadores do ingresso destas tecnologias de próxima geração no mercado local. Os motivos para tal já abordamos em outro artigo, mas repetimos aqui: a necessidade de os organizadores dos jogos disporem das soluções de ponta para transmissão das centenas de competição do evento, a gestão do próprio evento e a demanda dos turistas que vão querer informações nas quadras, nos ônibus, no metrô.

Talvez tanta demanda a ser atendida leve os players a permitirem que o país ultrapasse a fase de banda larga sem fio e passe a investir com consciência nas tecnologias que todo mundo adotará de cinco a dez anos.

e-serie WiMAX - Artigos

Jana de Paula

Fonte: e-thesis