Comunicações industriais sem SIM

Quando falamos de comunicações “SIM-less Móveis” no âmbito da telefonia móvel, referimo-nos a uma tecnologia orientada para eliminar os atuais cartões SIM. No conceito de “SIM-less Industrial” aplica-se aos setores Industrial, Infraestruturas e Smart Cities. Podemos descrever como comunicações SIM-less Industrial aquelas que não dependem das soluções de operador clássicas GSM/GPRS/3G/4G.

No âmbito da indústria, infraestruturas e Smart Cities, a quantidade de pontos suscetíveis de serem comunicados é muito grande. Devido ao grande número de pontos a comunicar, o custo do hardware e o consumo elétrico das tecnologias 3G/4G, é necessário encontrar outra ou outras tecnologias para solucionar este cenário.

Sobre as comunicações “SIM-less Móveis”, podemos dizer que a ETSI e a GSMA estão a trabalhar na normalização da tecnologia SIM-less para telemóveis. A implementação pressupõe a inclusão de um hardware específico eSIM que substitui o SIM atual.

A priori, as vantagens são várias. O eSIM pode ser reprogramado e, portanto, permitiria migrar de rede com facilidade. Os problemas clássicos associados aos cartões SIM, como as falhas de conexão mecânicas/elétricas, também desaparecem com o eSIM. SIM-less Móveis aplica-se às comunicações de telefonia e dados GSM/GRPS/3G/4G.

“SIM-less Industrial” é um conjunto de tecnologias que permitem oferecer uma solução para a comunicação de grande quantidade de sensores, a baixo custo e com baixo consumo energético. Existem duas abordagens ou soluções diferentes, para dois cenários diferenciados:

Um primeiro cenário representa um conjunto de sensores que requerem comunicar dados geralmente por exceção, de forma programada e com um período concreto, ou em função de um evento (sinal digital, temperatura maior ou menor que um limite). Neste primeiro cenário, os dados viajam numa só direção, do sensor para o sistema de aquisição de dados. Ocasionalmente e com uma frequência muito limitada, é possível comunicar do sistema de aquisição para os sensores. Num cenário com uma densidade alta ou muito alta de sensores, a solução desejável é uma solução baseada numa rede Global de comunicações de Dados. As tecnologias de comunicação GSM/3G/4G não podem ser utilizadas em dispositivos de ultrabaixo consumo. Por outro lado, as frequências utilizadas em GSM/3G/4G não são as ideais para sistemas de baixo consumo.

A rede Global de comunicações de Dados deve utilizar tecnologias de rádio que permitam comunicar sensores situados em ambientes difíceis, ocasionalmente subterrâneos e que, ao mesmo tempo, se possa trabalhar com potências muito baixas, por se tratarem de dispositivos de baixo consumo.

As soluções de operador, como a rede SIGFOX, oferecem cobertura internacional, operando em bandas de rádio ISM com tecnologia UNB. Estas características tornam este tipo de redes adequadas para solucionar o primeiro cenário.

Um segundo cenário representa um conjunto de sensores e atuadores que requerem comunicar dados para o sistema de aquisição de dados, que, por sua vez, requer enviar comandos para os atuadores. Neste cenário, as comunicações fluem nas duas direções, ao contrário do caso anterior, em que só havia comunicações de sensor para supervisão, ou muito ocasionalmente de supervisão para sensor. Num cenário com uma densidade alta de sensores e atuadores, em que sejam requeridas comunicações bidirecionais, a solução desejável é uma Rede Sem Fios de curto alcance. Neste cenário, as tecnologias clássicas GSM/3G/4G não são aplicáveis pelas mesmas razões que no cenário anterior.

Uma Rede Sem Fios de Curto alcance deve utilizar tecnologias de rádio que permitam comunicar de forma bidirecional o sistema de aquisição de dados com os sensores e atuadores situados em ambientes difíceis. Ao mesmo tempo, deve ser possível trabalhar com potências muito baixas, por se tratarem de dispositivos de baixo consumo. As frequências utilizadas devem ser suficientemente baixas para permitir uma boa penetração no interior de arquetas, armários, edifícios, etc.

Os radio modem ISM, juntamente com os sensores e atuadores sem fios ISM, combinados com as pasarelas ou Gateways Universais, conformam a solução para o segundo cenário.

Convém destacar a irrupção de tecnologias que estão a meio caminho entre as soluções de operador, como SIGFOX e as soluções de Rede privada sem fios de curto alcance. Tecnologias de rádio como LoRa permitem implementar redes de comunicação sem fios de curto e médio alcance.

O conceito SIM less, aplicado às comunicações industriais, não faz referência à utilização de SIM nos telemóveis, mas sim às comunicações de dados com sensores e atuadores, em ambientes de baixo consumo e alta densidade de dispositivos. Pode-se denominar SIM-less industrial toda a comunicação de dados sem fios de baixa potência, ficando de fora as comunicações GSM, 3G, 4G, Wifi, Wimax, rádio analógica convencional e rádio digital convencional.