NB-IoT: Veja como funciona e quais as suas características

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A infinidade de sensores de Internet das Coisas (IoT), associada à coleta de uma grande quantidade de dados e sistemas de automação são tecnologias cada dia mais utilizadas no agro. Porém, para que todos os dispositivos tragam os resultados desejados, há a necessidade da adoção de uma tecnologia de conectividade de qualidade, tendo no NB-IoT uma excelente opção.

Por definição, NB-IoT é a sigla para “Narrowband Internet of Things”, ou seja, Banda Estreita para Internet das Coisas. Sendo assim, essa tecnologia é uma LPWAN (Low Power Wide Area Network – “redes de grande alcance com baixo consumo de energia”), cujo desenvolvimento permite a aplicação da Internet das Coisas em maior escala.

Basicamente, cabe ao NB-IoT realizar a cobertura de grandes áreas (como é o caso de lavouras do agro), mas que não demandam um alto volume de transmissão de dados (caso dos variados sensores utilizados no campo). Portanto, o NB-IoT impacta o produtor em várias vertentes do agronegócio.

Dessa forma, é importante entender o que é e como se dá o funcionamento desse tipo de tecnologia, assim como as características que fazem o NB-IoT ser fundamental para a implantação da internet das coisas dentro do agronegócio.

O que é o padrão NB-IoT?

Do ponto de vista técnico, o NB-IoT é um padrão de tecnologia de conectividade sem fio desenvolvido pelo 3GPP (3rd Generation Partnership Project), que é um organismo de padrões internacionais responsável por todos os principais padrões de telecomunicações móveis.

NB-IoT

Fonte: Startagro

A tecnologia de conectividade NB-IoT usa o mesmo espectro sem fio que a tecnologia 4G LTE, mas ao contrário dessa tecnologia e outros padrões de telecomunicações sem fio de gerações anteriores, o NB-IoT (junto com LTE-M) foi desenvolvido para oferecer boa conectividade especificamente para as tecnologias de IoT.

Assim, o NB-IoT é conceituado como um padrão de tecnologia de rádio LPWAN (Low Power Wide Area Network) que permite uma ampla conexão de dispositivos e serviços, por intermédio das redes móveis, como por exemplo a rede 4G. Ele usa um espectro de frequência licenciado onde não há interferência com outros dispositivos, fato esse que garante uma transferência de dados bem mais estável.

Com base nisso, a tecnologia NB-IoT foi projetada para que se pudesse trabalhar com dispositivos específicos que apresentavam algumas limitações, tais como poder de processamento, vida útil da bateria e longas áreas.

Padrão de funcionamento do NB-IoT

O NB-IoT é também conhecido como IoT de banda estreita, como o próprio nome sugere, foi projetado para que possa operar utilizando bandas de espectro estreito (de 180 kHz ou 200 kHz). 

Mas como funciona esse tipo de tecnologia?

O NB-IoT é, basicamente, uma tecnologia de celular. Ou seja, ele usa as bandas celulares de comunicação, sendo projetado para operar de três maneiras diferentes: 

  • Usando a banda GSM para substituir implantações existentes (autônomo); 
  • Usando a banda LTE enquanto a compartilha (dentro da banda) ou; 
  • Usando o espaçamento entre os canais LTE para maximizar o espectro de comunicação (banda de guarda). 

Quanto aos dispositivos habilitados para operar em NB-IoT, o cenário mais típico de operação do dispositivo envolve o seguinte padrão de funcionamento: o dispositivo permanece desconectado da rede até que tenha alguns dados para transmitir (por exemplo, uma leitura de um sensor do solo na agricultura), então ele estabelece a conexão, transmite os dados e então se desconecta. 

Uma vez que a conexão é estabelecida, o dispositivo a mantém (RRC Conectado) por um tempo configurável até que se torne inativo (RRC Idle) e termine se desconectando.

Durante o modo conectado (RRC conectado), o EU (equipamento do usuário) pode solicitar mais recursos e transmitir mais dados, o que basicamente reflete como as coisas funcionam dentro da arquitetura LTE. O NB-IoT também permite uma desconexão imediata assim que a confirmação dos dados é recebida, mas isso implica na falta de uma janela de downlink. 

Para entender de uma forma mais prática, convidamos você a conferir o vídeo abaixo (em inglês), que exemplifica o que é a banda estreita e como o NB-IoT se enquadra neste contexto.

Principais características da tecnologia NB-IoT

Agora que entendemos em termos gerais o padrão de funcionamento da tecnologia NB-IoT, vamos discutir algumas de suas vantagens e características que estimulam sua adoção no campo.

Dentre as características dessa tecnologia, vale salientar como mais significativas:

  • Tecnologia de baixo custo;
  • Funciona com um baixo consumo energético;
  • Maior longevidade das baterias dos equipamentos;
  • Permite a conexão de um número significativo de equipamentos IoT;
  • Cobertura de longo alcance, sendo por isso ideal para áreas agrícolas;
  • Largura de Banda: 180 Khz;
  • Latência: 1,5 a 10 seg;
  • Transmissão de Dados: 100 Kbps.

Além do mais, o NB-IoT é half-duplex, ou seja, permite realizar com a mesma eficiência a conexão à rede celular, a alocação de recursos de rede ao nó (conhecido como Equipamento de Usuário ou UE) e a transmissão de dados.

NB-IoT

NB-IoT é Half-duplex. Fonte: Avsystem

Diante dessas muitas possibilidades, o NB-IoT é caracterizado como sendo a rede mais recomendada para conectar dispositivos, ou “coisas” que não exigem um alto volume de transmissão de dados.

Ao mesmo tempo, essa rede oferece um grande alcance de cobertura para aqueles sistemas mais simples e que não exijam uma transmissão instantânea. Estes são os casos dos sensores meteorológicos e de umidade do solo ou dos diversos sensores presentes em maquinários agrícolas.

Aplicações do NB-IoT na área agrícola

Com o aumento da competitividade, necessidade de maior rendimento da produção e redução dos desperdícios, a rotina do agronegócio vem exigindo do seu gestor a tomada de decisões muito mais rápidas e assertivas. 

Para possibilitar isso, diversas soluções de IoT são, dia após dia, implantadas no campo. Elas fazem com que o produtor tenha acesso às informações em tempo real de tudo relacionado às lavouras, facilitando a tomada de decisão e o uso da agricultura digital.

Por meio do uso das inovações de IoT, a atividade agrícola tem a possibilidade de ser mais precisa e técnica. Mas para que os dados cheguem ao destino e sejam rapidamente analisados, é essencial ter uma rede que permita conectar sensores à base de recepção dos dados, e como vimos até aqui, o NB-IoT é uma excelente opção.

Diante dessa questão, muitos são os usos e benefícios do NB-IoT para a atividade agropecuária, dentre os quais vale citar:

  • Transmitir dados e informações de sensores de temperatura, umidade e qualidade do ar/solos de forma eficaz e segura;
  • Transmitir dados do monitoramento das variáveis internas de silos armazenadores de grãos, caso da temperatura e da umidade da massa armazenada;
  • Georreferenciamento, cuja função é suportar o entendimento e o mapeamento das necessidades de cada propriedade rural.

A partir da análise dos dados transmitidos por esse tipo de tecnologia, os profissionais de agrárias terão a possibilidade de tomar decisões bem mais sólidas e assertivas, permitindo ajustar a gestão do agronegócio de acordo com as necessidades apontadas pelas informações obtidas.

Além disso, à medida que a rede NB-IoT se expande, naturalmente uma grande variedade de soluções inteligentes para o agronegócio surgem para alcançar a tão desejada fazenda do futuro (fazenda 4.0), baseada em um conjunto autônomo e conectado de soluções que permitem maior precisão e confiabilidade para as técnicas agrícolas.

Conclusão

A oferta de uma conexão de maior qualidade no campo é uma necessidade recorrente diante do avanço da agricultura 4.0. 

Com isso, avanços em tecnologia são constantes e permitem oferecer uma conectividade de melhor qualidade dentro do agronegócio, beneficiando propriedades de todos os tamanhos e seus respectivos sistemas produtivos. 

Uma das tecnologias que estão ganhando maior representatividade neste cenário é o NB-IoT, que permite a transmissão de dados agrícolas com estabilidade e com longo alcance, além da conexão de um grande número de dispositivos sempre com a mesma qualidade. 

 

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