A Internet das Coisas (IoT) está a transformar rapidamente as indústrias, permitindo que os dispositivos inteligentes comuniquem a longas distâncias com um consumo mínimo de energia. Uma das tecnologias que está a impulsionar esta revolução é o LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), um protocolo concebido para redes de baixa potência e de área alargada (LPWAN). No entanto, o LoRaWAN funciona de forma diferente consoante a região, sendo a EU868 e a US915 as principais bandas de frequência na Europa e na América do Norte, respetivamente. Compreender as diferenças entre a LoRaWAN EU868 e a LoRaWAN US915 é crucial para os programadores e as empresas que pretendem implementar soluções IoT.
O que é LoRaWAN?
LoRaWAN é um protocolo de rede construído sobre a modulação LoRa (Long Range), que permite a comunicação segura e bidirecional entre dispositivos IoT e servidores centrais. É particularmente adequado para aplicações em que os dispositivos precisam de transmitir pequenas quantidades de dados a longas distâncias, como contadores inteligentes, localização de activos e monitorização ambiental.
Bandas de frequência: EU868 vs. US915
A diferença mais significativa entre o LoRaWAN EU868 e o LoRaWAN US915 reside nas suas bandas de frequência:
EU868:
Funciona na banda de 863-870 MHz, especificamente atribuída para utilização não licenciada na Europa. As frequências exactas utilizadas nesta banda podem variar ligeiramente entre países da União Europeia, mas a frequência de 868 MHz é a mais comum.
US915:
Funciona na banda 902-928 MHz, atribuída para utilização não licenciada nos Estados Unidos e em grande parte da América do Norte. Esta banda é ligeiramente mais larga do que a EU868, permitindo mais canais e taxas de dados mais elevadas em alguns cenários.
Estas bandas de frequência são determinadas pelas autoridades reguladoras regionais e são cruciais para garantir que os dispositivos sem fios não interferem uns com os outros ou com outros tipos de comunicação, como as redes celulares ou os serviços de emergência.
Plano de canais e largura de banda
Uma das principais diferenças técnicas entre o EU868 e o US915 são os seus planos de canais e a atribuição de largura de banda:
Plano de canais EU868:
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- A banda EU868 utiliza normalmente 8 canais.
- Cada canal tem uma largura de banda de 125 kHz.
- Existe um canal opcional adicional a 868,8 MHz com uma largura de banda de 250 kHz.
- O ciclo de funcionamento é regulado, o que significa que os dispositivos só podem transmitir uma pequena percentagem do tempo para evitar congestionamentos.
Normalmente, esta percentagem é de cerca de 1%, consoante a sub-banda.
Plano do canal US915:
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- A banda US915 utiliza 64 canais, cada um com uma largura de banda de 125 kHz, e 8 canais adicionais com uma largura de banda de 500 kHz.
- O plano US915 permite um maior número de transmissões simultâneas em comparação com o EU868 devido ao maior número de canais.
- Ao contrário da EU868, a US915 não tem limitações rigorosas de ciclo de funcionamento, permitindo uma transmissão de dados mais frequente.
A diferença na disponibilidade de canais torna o US915 mais adequado para implantações de IoT densamente povoadas, onde muitos dispositivos precisam transmitir dados simultaneamente. Em contraste, os canais limitados do EU868 e os regulamentos rigorosos do ciclo de trabalho tornam-no mais adequado para cenários com menos dispositivos ou onde o consumo de energia tem de ser minimizado.
Potência e alcance da transmissão
A potência de transmissão é outra área em que estas duas bandas diferem:
EU868:
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- A potência máxima de transmissão é normalmente limitada a 14 dBm (cerca de 25 mW) na maioria dos países europeus.
- Este nível de potência mais baixo, combinado com regulamentos rigorosos de ciclo de trabalho, pode limitar o alcance dos dispositivos LoRaWAN, especialmente em ambientes urbanos com interferências ou obstáculos significativos.
US915:
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- A potência máxima de transmissão permitida é de até 30 dBm (1 W) nos Estados Unidos.
- A maior potência de transmissão do US915 pode resultar num maior alcance, tornando-o adequado para implantações rurais ou remotas em que os dispositivos precisam de comunicar ao longo de vários quilómetros.
Embora a maior potência de transmissão no US915 possa aumentar o alcance da comunicação, também aumenta o consumo de energia, o que pode ser um compromisso em dispositivos IoT alimentados por bateria.
Conformidade regulamentar e certificação
A implantação de dispositivos LoRaWAN exige o cumprimento de regulamentos regionais:
EU868:
Os dispositivos devem cumprir os regulamentos do Instituto Europeu de Normas de Telecomunicações (ETSI), especificamente a norma EN 300 220 para dispositivos de curto alcance e a norma EN 301 489 para compatibilidade electromagnética. A conformidade com estas normas é essencial para o funcionamento legal na Europa.
US915:
Os dispositivos devem cumprir os regulamentos da Federal Communications Commission (FCC), especificamente a Parte 15.247 para dispositivos de radiofrequência não licenciados. A certificação da FCC é obrigatória para os dispositivos vendidos ou implementados nos Estados Unidos.
O não cumprimento destes regulamentos pode resultar em multas, acções legais ou na necessidade de recolher e modificar dispositivos não conformes.
Considerações sobre a aplicação
Ao decidir entre LoRaWAN EU868 e US915 para sua implantação de IoT, considere os seguintes fatores:
Localização geográfica:
O fator mais óbvio é a localização da sua implantação. A EU868 é necessária para a Europa, enquanto a US915 é necessária para a América do Norte. A implementação da banda de frequência errada na região errada pode levar a interferências, problemas regulamentares e fraco desempenho da rede.
Densidade do dispositivo:
Se a sua aplicação envolver um grande número de dispositivos numa área confinada, o maior número de canais do US915 pode ser benéfico. No entanto, se o consumo de energia for uma preocupação, os limites mais baixos de potência de transmissão e de ciclo de funcionamento do EU868 poderão ser mais adequados.
Requisitos de alcance:
Para aplicações que requerem comunicações de longo alcance, especialmente em zonas rurais, a maior potência de transmissão do US915 pode proporcionar o alcance necessário. Em contrapartida, o EU868 é mais adequado para aplicações de menor alcance ou ambientes com restrições regulamentares significativas.
Conformidade regulamentar:
Certifique-se sempre de que os seus dispositivos estão certificados para a região em que serão implementados. Isto inclui o cumprimento dos regulamentos locais relativos à potência de transmissão, ciclo de trabalho e compatibilidade electromagnética.
Conclusão
Entender as diferenças entre LoRaWAN EU868 e LoRaWAN US915 é essencial para implantar soluções de IoT com sucesso. Cada banda de frequência oferece vantagens e desafios únicos, influenciados por regulamentações regionais, disponibilidade de canais e limites de potência de transmissão. Ao considerar cuidadosamente os requisitos da sua aplicação e as caraterísticas de cada banda, é possível selecionar a banda de frequência LoRaWAN adequada para garantir uma comunicação IoT fiável e compatível.
Quer esteja a planear uma implementação em pequena escala num ambiente urbano ou uma rede em grande escala que abranja áreas rurais, a escolha da banda de frequência LoRaWAN correta é um passo fundamental para alcançar um desempenho ótimo e a conformidade regulamentar.
