O futuro do IoT com Tecnologia 5G

5g iot

A Internet das Coisas (IoT) é um novo modo de comunicação que desenvolverá a Internet atual e permitirá a comunicação máquina a máquina (M2M). Até recentemente, os dispositivos conectados à Internet eram controlados diretamente por humanos, principalmente computadores, tablets e telefones celulares. A Internet das Coisas permitirá que vários dispositivos se conectem à Internet, incluindo sensores e etiquetas inteligentes.

Essa nova era onipresente significa que qualquer dispositivo pode ser conectado à rede a qualquer hora, em qualquer lugar. O mundo da tecnologia da informação e comunicação tem uma dimensão adicional. Essa dimensão significa a conexão de qualquer pessoa a qualquer hora e em qualquer lugar, e a definição se estende à conexão de tudo.

5G e IoT

A tecnologia 5G será um componente importante da sociedade em rede. O 5G suportará um grande número de dispositivos conectados e aumentará a confiabilidade na comunicação de aplicações de missão crítica. O 5G fornecerá conectividade sem fio para várias aplicações, como casas inteligentes, wearables, infraestrutura crítica, segurança/controle de tráfego, entrega de mídia de alta velocidade, processos industriais, etc.

As aplicações de IoT são bem suportados por LTE-M e NB-IoT baseados em redes celulares 4G, mas o 5G aprimorará ainda mais essas redes móveis de IoT. O 3GPP incorporou LTE-M e NB-IoT nas especificações 5G, confirmando seu status de longo prazo como parte dos futuros padrões 5G. À medida que a tecnologia 5G evolui, o LPWAN (redes de longa distância de baixa potência) se tornará menos complexo e caro. Isso fornece uma base para serviços com eficiência energética.

Benefícios do 5G

O 5G trará muitos benefícios em comparação com as tecnologias anteriores em latência, velocidade e capacidade. Os benefícios do 5G estão resumidos abaixo com futuras possíveis funcionalidades:

Automotivo e mobilidade

  • Alta qualidade de serviços para infoentretenimento de navegação e outros serviços devido à grande largura de banda.
  • Maior largura de banda e baixa latência aumentam a eficiência de combustível e reduzem o trânsito para os motoristas (veículo autônomo).
  • A baixa latência e a alta largura de banda proporcionam melhor manutenção remota do veículo, o que dá origem a novos serviços e ajuda na redução de custos.

Mídia e conteúdo

  • Baixa latência e alta largura de banda ajudam na transmissão de vídeo de alta definição em tempo real.
  • Com o 5G, o headset AR/VR não precisa de técnicas avançadas de processamento, aqui o edge computing ajuda no processamento de grandes volumes de dados.
  • O 5G de baixa latência e alta largura de banda pode suportar transmissão ao vivo usando smartphones e proporcionar experiências de VR interativas e imersivas.
  • O 5G permitirá uma experiência aprimorada do cliente para compras e estacionamento com o uso de VR.

Cuidados com a saúde

  • Nos hospitais e centros de atendimento em operação, a conexão com fio pode ser substituída pela conexão sem fio usando 5G.
  • O 5G pode aprimorar o diagnóstico remoto em tempo real, fornecendo vídeo de alta qualidade em 5G.
  • O 5G ajudará em diagnósticos em tempo real que fornecem streaming de vídeo de alta qualidade.

Manufatura

  • O 5G permite o controle virtual eficiente de máquinas devido à grande largura de banda e baixa latência, o que exige menos poder de processamento e menos CPU para cada andar.
  • Um grande número de dispositivos interconectados pode compartilhar informações em tempo real, que podem ser transmitidas para a nuvem em tempo real e com alta resolução.
  • A inspeção de sensores via Micro-robôs e o compartilhamento das informações em tempo real ajudarão na redução de custos.

Arquitetura de 5G-IoT

Esta seção apresenta uma arquitetura adequada para futuros aplicações e serviços de IoT. A nova arquitetura fornece um sistema de IoT móvel mais confiável, escalável e sustentável do que as arquiteturas de IoT tradicionais. Ele fornece uma arquitetura baseada em 5G chamada 5G-IoT, com especificações modulares, eficientes, flexíveis, escaláveis, simples e responsivas.

Arquitetura 5G-IoT
Figura: Arquitetura 5G-IoT

Camada Física de Dispositivos

Essa camada consiste em sensores, atuadores e controladores sem fio que são, na verdade, “coisas” da IoT. Os dispositivos físicos são uma camada comum em todas as arquiteturas. Componentes pequenos, como chips Nano, são usados ​​nessa camada para aumentar o poder de computação e reduzir o consumo de energia. Nano chips podem gerar grandes quantidades de dados brutos que serão processados ​​na camada de análise de dados (Camada 7) adequada para big data.

Camada de Comunicação

Esta camada consiste em duas subcamadas.

Subcamada de comunicação direta de dispositivo para dispositivo (D2D)

Devido ao aumento do poder computacional e da inteligência, o dispositivo físico (nó), possui uma identidade e personalidade únicas e gera seus próprios dados. Para melhorar o desempenho e a funcionalidade dos sistemas IoT, esses dispositivos devem se comunicar entre si formando uma rede HetNet. Essa camada inferior usa o moderno protocolo de comunicação Wireless Sensor Network (WSN). Um nó também pode escolher um chefe de cluster. Uma das principais tecnologias que alimentam essa infraestrutura são as ondas milimétricas. O 5G também é outra tecnologia alternativa nessa camada inferior que pode melhorar a conectividade D2D. As redes 5G são ótimas candidatas para se conectar a dispositivos MTC (Machine Type Communication). As altas taxas de dados do MTC e outras mídias de alta qualidade tornam o 5G-Plus-HetNet uma solução técnica poderosa para a arquitetura 5G-IoT proposta.

Subcamada de conectividade

Nesta camada inferior, os dispositivos são conectados ao call center como BSs (subsistema de estação base). Ele também envia e analisa dados através do centro por meio de uma conexão de intranet com a instalação de armazenamento. Atualmente, esta subcamada IoT apresenta alguns problemas. Ele só pode lidar com um número limitado de conexões de dispositivos. Em aplicações como veículos autônomos, a troca de dados não se aplica a tipos de dados. A alta latência de conexão dificulta o processamento de grandes quantidades de dados em tempo real. Em um futuro próximo, o 5G melhorará significativamente essa base em termos de confiabilidade, desempenho e agilidade.

Camada de computação Fog (Borda)

Essa camada processa dados do nó ou de seus líderes para tomar decisões no nível da borda. Com o advento da tecnologia 5G e dos dispositivos móveis (como smartphones), a tecnologia MEC (Multi-access Edge Computing) se tornará mais poderosa, enfrentará desafios e contribuirá significativamente para esse patamar.

Camada de armazenamento de dados

Essa camada contém a unidade de armazenamento de dados, que armazena as informações obtidas do processamento de borda dos dispositivos físicos, bem como os dados originais. Essa camada requer proteção especial em termos de segurança e também deve responder a grandes quantidades de dados e tráfego de aplicações futuras.

Camada de serviço de gerenciamento

Esta camada consiste em três subcamadas como segue

Subcamada de gerenciamento de rede

O gerenciamento de rede está mudando a maneira como os dispositivos e os data centers se comunicam. A principal tecnologia desta subclasse é WNFV (Virtualização de função de rede sem fio). O WNFV pode melhorar a qualidade das arquiteturas de IoT atualizando simultaneamente a topologia de rede e os tipos de protocolo de comunicação, como 5G-IoT e ZigBee. Outras tecnologias úteis nessas fábricas e cidades inteligentes incluem suporte para diferentes tipos de dados, suporte para muitos clientes e requisitos e recursos especiais como agilidade, flexibilidade, conectividade forte e confiabilidade de baixa latência. No entanto, as arquiteturas baseadas na tecnologia de comunicação 5G podem atender aos requisitos acima e fornecer os seguintes recursos: Fácil gerenciamento, confiabilidade, reconfiguração, segurança avançada, solução de problemas rápida e fácil, cobertura abrangente com uma versão de conectividade 5G econômica. Além disso, a maioria se concentra na tecnologia 5G sem prestar muita atenção a outras novas tecnologias. De fato, a integração de 5G e IoT pode permitir que muitas outras tecnologias, como MTC e WNFV, contribuam para a arquitetura IoT de próxima geração.

Subcamada de computação em nuvem

Essa subcamada reprocessa dados e informações de cálculos integrados na nuvem e recupera as informações a serem processadas. A implementação da tecnologia 5G permitirá que os dispositivos móveis realizem esse tipo de cálculo, chamado MCC, em tempo real. Por exemplo, a atividade de computação é distribuída em paralelo entre dispositivos móveis, tornando os sistemas IoT mais eficientes, confiáveis, escaláveis ​​e rápidos.

Subcamada de análise de dados

Este subnível usa novos métodos de análise de dados para extrair valores (informações controláveis) de dados brutos. Melhorar os algoritmos de big data melhora o processamento de dados nessa camada inferior. De fato, o papel dessa subcategoria provavelmente se proliferará em um futuro próximo, à medida que os dados coletados pela integração do 5G e da Internet das Coisas aumentarem.

Camada de aplicação

Nesse nível, o programa se comunica com o nível anterior e os dados em modo de espera, portanto, não é necessária velocidade de rede. Por meio de programas de controle de aplicações, aplicações verticais e móveis, business intelligence e análises podem transformar mercados verticais e necessidades de negócios. Na verdade, a camada de aplicação permite que as empresas façam a coisa certa na hora certa com os dados corretos.

Camada de Colaboração e Processos

O sistema IoT e as informações das primeiras camadas são inúteis, a menos que gerem comportamento. As aplicações que executam a lógica de negócios capacitam as pessoas. As pessoas usam aplicações e dados relacionados para atender às suas necessidades específicas. Às vezes, várias pessoas usam a mesma aplicação para propósitos diferentes. Na verdade, as pessoas devem ser capazes de colaborar e se comunicar para que a Internet das Coisas funcione.

Camada de segurança

Como muitas arquiteturas, essa camada é considerada uma camada separada. Na verdade, essa camada cobre e protege todas as camadas anteriores, mas cada parte (a interseção dessa camada com outra) tem sua própria função. A camada de segurança da arquitetura proposta implica em vários termos de recursos de segurança, incluindo criptografia de dados, autenticação de usuários, controle de acesso à rede e segurança na nuvem. Além disso, a camada de segurança também pode prevenir e prever perigos e ataques cibernéticos, incluindo análise forense para detectar e prevenir o tipo de ataque.

Conclusão

Com o avanço da Internet das Coisas, a flexibilidade do 5G está se tornando cada vez mais importante para as empresas. A tecnologia 5G suporta conexões críticas com requisitos de desempenho mais precisos. A alta confiabilidade e baixa latência do 5G permitirão veículos autônomos, redes inteligentes, automação de fábrica avançada e outras aplicações avançadas. Apoie a realização da visão global da IoT, suportando uma variedade de dispositivos conectados com diversidade e acessibilidade.

Contato da Newark no Brasil

Para mais informações e adquirir componentes contate a LATeRe , representante da Newark, pelo Telefone (11) 4066-9400 ou e-mail: vendas@laterebr.com.br 

* Texto originalmente publicado em: link

JUNTE-SE HOJE À COMUNIDADE EMBARCADOS

Sem licença Creative Commons
Home » Internet Das Coisas » O futuro do IoT com Tecnologia 5G
Comentários:
Notificações
Notificar
guest
1 Comentário
recentes
antigos mais votados
Inline Feedbacks
View all comments
Rafael
Rafael
19/05/2022 10:48

Como um arduino ou ESP 8266 se conectará à essa rede? ela será análoga a um WIFI?

Talvez você goste:
Menu