52
dossier sobre telecomunicações e segurança
a importância de wi-fi dual band para o crescimento da IoT Industrial
SAE – Sistemas de Automação e Energia, Ltd
Quem trabalha no desenvolvimento e implementação da IoT é desafiado diariamente porque as indústrias dependem muito da rede wi-fi. Isto resulta num congestionamento da rede e aumento da complexidade de RF, o que leva a uma degradação de desempenho e fiabilidade. As exigências cada vez maiores de tantos equipamentos IoT baseados em wi-fi forçam as redes wi-fi para lá do seu limite. Estes problemas podem ser resolvidos com a adoção de wi-fi dual band. Fornece um desempenho superior e conexões mais estáveis, mesmo em ambientes IoT muito congestionados como ambientes industriais, hospitais e fábricas. Este artigo procura dar uma visão geral da função que o wi-fi dual band tem na implementação de IoT, bem como uma série de considerações práticas que os engenheiros podem usar à medida que integram wi-fi dual band no desenvolvimento dos seus produtos e planos de implementação.
PORQUE É QUE WI-FI DUAL BAND FAZ SENTIDO NA IOT Para ter exemplos dos benefícios do wi-fi dual band de forma a aumentar o desempenho e a fiabilidade, não é preciso ir muito longe. A sala lá em casa é suficiente. A utilização de wi-fi dual band é frequente em ambientes residenciais, onde os consumidores o adotaram muito mais rapidamente do que os escritórios, indústrias e as áreas médicas. Os equipamentos usados podem ser diferentes, mas muitos dos objetivos e benefícios são semelhantes às implementações da IoT industrial. Numa dada altura, o wi-fi de banda única na frequência de 2,4 GHz era mais do que suficiente para uma casa, mas à medida que o número de dispositivos wi-fi aumentou e as exigências se intensificaram, as famílias sofreram os limites de tráfego que uma única banda de wi-fi pode suportar. Uma smart TV a reproduzir programas Netflix, videojogos de última geração e tablets a reproduzir vídeos do YouTube costumavam levar a discussões familiares sobre quem estava a monopolizar o wi-fi devido a problemas de desempenho. Estes desafios agravaram-se ainda mais na era do Covid-19, com a escola online, o teletrabalho, as chamadas de Zoom e outras aplicações que exigem ainda mais da rede wi-fi. Os routers domésticos de banda dupla ajudaram a aliviar o congestionamento da rede, principalmente quando os dispositivos são configurados em cada banda. Por exemplo, jogos e Netflix que são sensíveis à latência podem ser dedicados ao sinal de 5 GHz, enquanto outros dispositivos usam o sinal de 2,4 GHz. Sim, as redes IoT em ambientes como hospitais são muito diferentes da sala de casa, mas os mesmos princípios de uso de wi-fi dual band aplicam-se. Uma das formas da banda dupla ajuda as empresas a aliviar o congestionamento e melhorar drasticamente o desempenho www.oelectricista.pt o electricista 76
é dar outra frequência alternativa para os dispositivos se conetarem. Mas a banda dupla também dá às empresas a capacidade de gerir o tráfego e o desempenho, atribuindo dispositivos específicos a bandas específicas e priorizando quais desses dispositivos têm acesso a diferentes níveis de conetividade.
CONSIDERAÇÕES DE DESIGN E FATORES DE SUCESSO PARA WI-FI DUAL BAND NA IOT Abaixo os princípios chave que se deve ter em conta ao fazer a integração da wi-fi dual band na estratégia IoT da empresa. Também inclui boas práticas e limitações baseadas no amplo trabalho que já foi feito com clientes nestes projetos.
Desenvolver flexibilidade dual band nos equipamentos IoT As redes IoT não são estáticas. Ao longo do tempo, a sua organização vai precisar de flexibilidade na forma como os equipamentos wireless são utilizados e como a conexão é partilhada por esses equipamentos. Por exemplo, um equipamento planeado para funcionar no espetro 2,4 GHz pode vir a ser reconfigurado para uma frequência mais elevada, ou vice-versa. À medida que o tráfego de rede evolui, a sua organização pode ter de alterar alguns dispositivos para uma frequência menor ou maior para melhorar o desempenho e gerir o tráfego. Por esta razão, é melhor desenvolver de raiz equipamentos com flexibilidade de banda para o futuro. Utilizar módulos e antenas dual band garante esta flexibilidade sem aumentar a complexidade e o custo da infraestrutura de forma significativa.
Definir frequências baseadas nos dispositivos mais críticos Um dos mais importantes princípios a seguir é utilizar uma das frequências para dispositivos essenciais e a outra para os não essenciais. De forma similar à família em casa que reservava a banda de 5 GHz para aplicações de elevado desempenho como videojogos, as organizações como hospitais tipicamente optam por reservar a banda alta para equipamentos essenciais como dispositivos para monitorizar os sinais vitais dos pacientes ou diretamente ligados ao cuidado da saúde dos pacientes. Neste cenário, a banda de 2,4 GHz é a casa dos dispositivos não vitais incluindo os equipamentos pessoais dos pacientes e das suas famílias. Este método deve ser seguido de forma geral para outras indústrias onde obviamente não se trata de soluções de vida ou morte mas onde alguns dispositivos são mais importantes do que outros. Este método também permite às equipas de engenharia definir de início qual a exigência que cada banda wi-fi vai ter de lidar, permitindo-lhes antecipar a otimização necessária antes de transformar a rede numa rede IoT.
Utilizar as vantagens do menor tráfego e interferências dos 5 GHz Em conclusão do parágrafo anterior, deve-se mencionar que os 2,4 GHz não são ideais para dispositivos essenciais pela sua maior utilização atualmente, mas também pela sua suscetibilidade a interferências.