As Redes de Sensores sem fio (WSN) são baseadas no conceito de pequenos dispositivos, com um conjunto de sensores e um rádio para enviar os resultados para um servidor dedicado ou para a Internet. Esta infra-estrutura de rádio foi tipicamente concebida tendo em conta o estado da arte em transceptores de rádio com baixo consumo de energia, rendimento bastante elevado (até Mbps) e curto alcance (100 metros no máximo). A solução que quase todos encontraram foi construir uma rede mesh de dispositivos, com um alcance médio a baixo entre os nós da mesh. Nesses projetos, os dados são enviados de um dispositivo para outro até que os dados cheguem ao nó do lava-louça que por sua vez está conectado à Internet de forma mais tradicional (3G, GPRS, Ethernet).
Estas redes de malha têm vários problemas. Um deles é a sincronização entre dispositivos: como cada dispositivo tem um desvio de relógio diferente, é obrigatório sincronizar frequentemente toda a rede, levando ao aumento do consumo de energia; outro problema é a assimetria no consumo dos dispositivos, o que significa que nem todos os dispositivos drenam energia ao mesmo ritmo: isto porque os nós mais próximos do lava-louça funcionarão como repetidores para outros dispositivos. Este fenômeno complica os custos operacionais de manutenção da rede, limitando inclusive o uso de técnicas de captação de energia em alguns dos dispositivos da mesma rede. Outros custos operacionais dessas redes em malha estão no uso de repetidores para aumentar a cobertura de algumas partes do desdobramento. Não é fácil detectar estas zonas escuras, e normalmente é necessário pessoal treinado para fazer a instalação.
Recentemente, surgiu um novo conceito de - até hoje proprietário - sistemas de rádio. Esta nova idéia está focada no envio de poucos bits de dados a uma taxa de transmissão muito lenta (menos de 1 kbps), mas com um longo alcance (até quilômetros). Estas soluções são baseadas em técnicas como o espectro alargado e esquemas de modulação especificamente concebidos para alta sensibilidade.
Com este novo conceito de rádio em mente, a paisagem das WSNs está mudando. O uso de uma rede mesh não é mais necessário, pois com este rádio de longo alcance todos os dispositivos podem se comunicar diretamente com o nó do lava-louça. Assim, a partir de uma topologia de rede mesh estamos mudando para uma rede estelar, e um único nó de lava-louça recebe dados diretamente de todos os dispositivos.
Por outro lado, o nó da pia é geralmente mais complexo e faminto de energia do que um dispositivo de pia em redes de malha, mas isso é compensado pelo fato de que são necessários muito menos pias porque elas têm uma cobertura significativamente maior. Esta mudança simplifica enormemente os procedimentos e custos operacionais, porque evita o uso de repetidores, simplifica os testes de cobertura e, portanto, normalmente são necessárias pessoas menos treinadas para fazer a instalação.
Novos jogadores com estes novos rádios - como SigFox, Semtech, Weightless, On-Ramp - estão tentando se tornar operadores de rede oferecendo cobertura sem intervenção do usuário final, como os operadores GSM faziam no passado.
Estas empresas, apesar de fundadas em tecnologias de rádio muito semelhantes, oferecem soluções diferentes aos seus clientes:
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SigFox oferece um verdadeiro sistema de comunicação unidirecional de longo alcance, mesmo trabalhando com dispositivos em caves e estacionamentos abaixo do solo. A SigFox apresentou a Rede SigFox há meses, oferecendo cobertura total na França e estão começando a cobrir a Espanha e outros países da UE.
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A solução "sem peso" é como uma substituição de redes GSM por dispositivos M2M, com cobertura semelhante e com muito menos consumo de energia. A rede "Weightless" é sincronizada e bidireccional se a aplicação o requerer, e é baseada em basestações colocadas nas mesmas torres GSM realmente implantadas. Recentemente, eles começaram a operar nas bandas licenciadas, o que simplifica os acordos de nível de serviço (SLAs) no espaço da operadora.
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A Semtech está criando uma nova família de transceptores de RF baseados na modulação LoRa para ligações de rádio de longo alcance. Sua estratégia é fornecer os transceptores sem nenhum outro modelo de negócio por trás, mas criando um ecossistema de empresas terceirizadas prestando serviços como bases, cobertura, etc.
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On-Ramp oferece uma solução completa de transceptores e basestações, adequada para dispositivos com datarate muito baixo (até 30 KBs por dia) tolerando uma latência bastante longa, como medidores inteligentes, etc.
Para que estas soluções proprietárias M2M sobrevivam, no entanto, terão de se tornar padrões ou padrões de facto nos próximos anos. Uma vez realizada, implantar uma WSN será tão fácil quanto escolher qual operador se encaixa melhor em sua aplicação, verificando se eles estão cobrindo sua zona de implantação e apenas deixando cair seus dispositivos e começar a receber dados em seus servidores. Ou seja, concentrar-se no que é o seu verdadeiro negócio: fornecer serviços a indústrias específicas (e não gastar a maior parte dos seus esforços em lidar com problemas de cobertura).