A tecnologia LTE aplicada na comunicação entre máquinas

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Neste artigo falamos sobre a comunicação entre máquinas – M2M (machine to machine communication) – IoT e a evolução da tecnologia celular.


Se a primeira patente para um telefone móvel wireless foi concedida a uma empresa do Kentucky em 1908, a primeira versão comercial de telefones móveis foi produzida pela Motorola apenas em Abril de 1973. De lá para cá, a tecnologia tem evoluído sem parar. Essas primeiras versões de telefone celular são chamadas de 0G – ou Geração Zero. Hoje, a maioria dos celulares operam com tecnologias chamadas 3G e 4G, enquanto a tecnologia 5G já se encontra em teste.

Tecnologias celulares aplicadas na comunicação entre máquinas

Ainda hoje encontramos muitas máquinas comunicando via GSM/GRSS mas rapidamente o LTE está tomando conta do mercado M2M.
Uma organização tem papel importante nessa evolução, trata-se da 3GPP (3rd Generation Partnership Project ) que desenvolve os protocolos para a telefonia móvel. Entre os padrões definidos pela 3GPP estão:

  • GSM e os padrões 2G e 2.5G, incluindo o GPRS e o EDGE;
  • UTMS e o padrão 3G que inclui o HSPA;
  • LTE e o padrão 4G, incluindo o LTE Advanced e o LTE Advanced Pro;
  • 5G NR que inclui os padrões relativos ao 5G.

Tecnologia LTE

LTE significa Long Term Evolution. LTE é um padrão de comunicação wireless 4G, projetado para uma velocidade 10 vezes maior que a velocidade que padrão 3G para comunicação de dados em dispositivos móveis como celulares, tablets, etc. As tecnologias 4G são desenvolvidas para fornecer comunicação de voz sobre IP, streaming de dados e multimídia em velocidades entre 100 Mbits e 1 Gbits.

A tecnologia LTE na prática

Para tornar mais palpável a tecnologia LTE, vamos examinar um dispositivo desenvolvido para a comunicação M2M (machine to machine) e para aplicações IoT. Trata-se do LTE Cube da Microhard do Canadá.


O LTE Cube foi projetado para as exigências de pequenas dimensões, baixo custo e baixo consumo das aplicações de M2M e de IoT. O dispositivo atende as especificações do padrão LTE na categoria M1/NB-IoT, permitindo velocidades de comunicação de até 375 kbps. O LTE Cube possui porta Ethernet e tem como opção WIFI 802.11b/g/n e capacidade de comunicação em túnel, tudo isso mantendo o baixo consumo.

Características

  • Baixo custo
  • Baixo consumo de energia
  • Desenhado para aolicações IoT
  • Atende a categoria M1/NB-IoT LTE
  • Bandas de comunicação mundiais
  • Até 375 kbps
  • 10/100 Ethernet
  • Comunicação WiFi opcional
    (mais de 200 clientes)
  • Longo alcance com WiFi de 1W
  • Suporte a IPv6 e IPv4
  • Suporte a MQTT
  • Enhanced Port Forwarding, DMZ
  • Temperatura de operação (-40C to +85C)
  • Alertas SMS, Controle
  • Uso mensal/diário de alertas (SMS/e-mail)
  • VPN, IPSec com IKE/ISAKMP
  • L2TP, Open VPN, Site-to-Site Tunneling
  • Suporte a Túnel GRE
  • Firewall com segurança ACL
  • Configurável via SSH, interface Web HTTPS
  • Atualização de firmware Local/Remoto

Aplicações

  • Internet of Things (IoT)
  • Machine to Machine (M2M)
  • Acesso remoto
  • Painéis eletrônicos de sinalização
  • Sistemas de pontos de venda
  • Energia, Gás e Óleo, Utilidades/Medições

Exemplo de aplicação do LTE Cube

No exemplo da figura abaixo, um software supervisório SCADA está conectado a uma instalação remota onde estão um CLP, uma câmera IP e um computador. Os dispositivos remotos se ligam ao LTE Cube via cabo Ethernet ou via WiFi.

Configuração do LTE Cube

Para configurar o LTE Cube é necessário acessar a janela de configuração WebUI e estabelecer uma conexão básica wireless com a portadora. As unidade saem de fábrica com a LAN configurada como ‘Static'(IP Address 192.168.168.1, Máscara de sub rede 255.255.255.0), com o DHCP em modo servidor.

Instale o SIM Card

Antes de poder utilizar o LTE Cube em uma rede celular, é necessário instalar o SIM Card de sua operadora de telefonia. Instale o SIM Card utilizando a ferramenta que acompanha o LTE Cube no SIM Card tray.

Ligando o LTE Cube a rede celular

Conecte as antenas aos conectores Main/ANT1 e DIV/ANT2 do LTE Cube. Observe que o modelo LTECUBE-M possui apenas o conector MAIN/ANT1.


Conecte a alimentação de 5 a 30 V ao conector indicado na figura e alimente a unidade. O LED vai pulsar durante a inicialização do dispositivo e então irá estabilizar ligado, proceda ao próximo passo.


Conecte o PC configurado para DHCP diretamente a porta LAN do LTE Cube utilizando um cabo Ethernet. Se o PC estiver configurado para DHCP, o mesmo irá adquirir automaticamente o endereço IP do LTE Cube.


Abra o Browser Window e digite o endereço IP 192.168.168.1 na barra de endereços.


O LTE Cube irá solicitar o usuário e senha. Digite os valores de fábrica admin para ambos.


Os demais passos de configuração estão no manual do produto que pode ser solicitado pelo formulário abaixo.

Gostou do LTE Cube e gostaria de saber mais? Solicite informações adicionais ou uma cotação.

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