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LTE frente ao 5G: tecnologia celular para sua implementação

Se você perguntar “quão rápido é o LTE?” ou “qual a diferença entre LTE e 5G?”, encontrará artigos que insistem que o 5G tornou o LTE obsoleto. Não é assim. Entender o porquê é a chave para diferenciar entre superdimensionar o orçamento de conectividade e construir uma rede que se ajuste às necessidades específicas.

Seja para uma implementação de IoT, uma frota de veículos ou sinalização digital, a rede adequada se resume a uma coisa: adaptar a rede à tarefa.

Às vezes, a resposta é a rede celular 5G. Muito frequentemente, ainda é uma rede LTE. Cada vez mais, existe uma terceira opção que vale a pena conhecer: 5G Redcap.

Desempenho, potência e custo no design do LTE

A velocidade da rede LTE depende da configuração do operador, do espectro e da categoria do dispositivo, e geralmente varia entre 10 e mais de 100 Mbps. As velocidades máximas teóricas de download para LTE-Advanced e LTE-Advanced Pro alcançam até 1 Gbps.

Isso é mais do que suficiente para transmissão de vídeo em alta definição, sistemas de ponto de venda baseados em nuvem, telemetria em tempo real, monitoramento remoto e a maioria das aplicações VoIP funcionando confortavelmente em paralelo.

O LTE é uma família de categorias de dispositivos, cada uma projetada para alcançar um equilíbrio diferente entre desempenho, consumo de energia e custo.

Categorias de velocidade LTE

CategoriaLink descendente típicoCaso de uso típicoProdutos Teltonika
Cat 1 / Cat 1bisAté 10 MbpsTerminais de ponto de venda, telemetria básica, rastreamento de ativosTRB141
Categoria 4Até 150 MbpsRoteadores, gateways, sinalização digital, M2M padrão.TRB140, RUT956, RUT200, RUT241
Categoria 6Até 300 MbpsRoteadores móveis, enlace de retorno de vídeoRUTX11, RUTX12, RUT361
Categoria 12Até 600 MbpsAplicações de frota de alto desempenho, WAN principal/de backupRUTX14
Cat 20Até ~2 GbpsBanda larga de alto desempenho, vídeo, WAN empresarial, aplicações industriais exigentes; compatibilidade com 4G para implantações de 5G.TRB500 e roteadores/gateways 5G selecionados
Cat-M1 (LTE-M)Até 1 MbpsSensores de baixo consumo, medição inteligente, dispositivos vestíveisTRB255
NB-IoTDezenas de KbpsDispositivos de dados pequenos, de muito baixo consumo e uso pouco frequente.TRB255

Essa abrangência é a razão pela qual o LTE continua sendo a tecnologia chave para conectividade industrial e IoT. Uma máquina de vendas que informa o nível de estoque uma vez por hora não precisa de uma largura de banda de gigabits. Ela precisa de uma conexão de rede LTE confiável, de baixo custo e baixo consumo, e o hardware Cat 1 ou Cat M1 fornece isso a uma fração do custo e consumo energético dos chips 5G.

Enquanto isso, um roteador industrial Cat 4 ou Cat 6 pode gerenciar facilmente uma filial, uma rede de quiosques ou um sistema para veículos sem necessidade de conexão a uma torre 5G.

Qual a diferença na tecnologia celular 5G?

A tecnologia celular 5G não é simplesmente uma versão mais rápida do LTE. Trata-se de uma arquitetura de rádio diferente, construída em torno de três pilares distintos:

  • Largura de banda móvel aprimorada (eMBB): a velocidade que atrai manchetes. As velocidades máximas podem ultrapassar 10 Gbps em condições ideais, com desempenho de vários Gbps em implementações de banda média.
  • Comunicação de latência ultra baixa e alta confiabilidade (URLLC): latência de apenas 1 milissegundo. Projetada para aplicações como máquinas controladas remotamente, veículos autônomos e automação industrial, onde o atraso é inaceitável.
  • Comunicação massiva entre máquinas (mMTC): suporta uma densidade muito maior de dispositivos por célula. Projetada para ambientes como fábricas inteligentes ou cidades inteligentes, onde milhares de sensores compartilham a mesma área de cobertura.

O 5G SA também introduz o fatiamento de rede, que permite aos operadores criar redes virtuais dedicadas com características de desempenho garantidas para aplicações específicas. A arquitetura do LTE não foi projetada para isso.

Essa capacidade tem um preço. Os modems 5G consomem mais energia e sua produção é mais cara. Em particular, para implementações de ondas milimétricas (mmWave), também dependem de uma infraestrutura mais densa e cara, com alcance por célula menor que o de uma rede LTE.

Comparativo de velocidade, latência e custo

FatorLTE5G5G Redcap
Velocidade típica~10–100 Mbps~100 Mbps–vários Gbps~50–220 Mbps
Estado latente~30–50 msApenas 1 ms (URLLC)~10–30 ms
Consumo de energiaDe baixo a moderadoDe moderado a altoDe baixo a moderado
Custo do hardwareMais baixoMais altoInferior à gama completa do 5G; comparável à gama alta do LTE.
Madureza/cobertura da redeExtremamente maduro, quase universalEm expansão, embora ainda de forma desigual fora dos centros urbanos.Em fase emergente; depende da compatibilidade com 5G SA e Redcap do operador.
Melhor ajusteIoT fixo e móvel, telemetria, substituição de banda larga padrão, frotas sensíveis a custos.Vídeo de alta largura de banda, realidade aumentada/realidade virtual, sistemas autônomos, automação de latência ultrabaixa, densidade massiva de sensores.IoT industrial, gateways, redes inteligentes, videovigilância, dispositivos vestíveis, rastreamento de ativos e outras aplicações de IoT de nível médio que requerem funções 5G sem a complexidade total do 5G.

Quando uma rede LTE ainda é a melhor opção

É tentador considerar o LTE como uma solução provisória no caminho para o 5G “real”. No entanto, uma rede LTE continua sendo a opção de engenharia correta, não uma solução de compromisso, para grande parte dos deployments:

  • Áreas remotas e rurais, onde a cobertura 5G ainda é limitada, mas a rede LTE é madura e confiável.
  • Dispositivos IoT alimentados por bateria e de baixo desempenho (medidores inteligentes, sensores ambientais, rastreadores de ativos), onde LTE-M e NB-IoT oferecem anos de duração de bateria que as rádios 5G não conseguem igualar.
  • Frotas de grande volume e sensíveis a custos, como quiosques de varejo ou redes de máquinas de venda automática, onde o hardware LTE Cat 1/Cat 4 mantém baixo custo por unidade sem sacrificar a confiabilidade.
  • Conectividade e failover padrão para filiais, onde roteadores LTE Cat 4/Cat 6/Cat 12 fornecem links WAN primários ou de backup confiáveis a uma fração do custo do hardware e planos de dados 5G.

Se a aplicação não precisa de desempenho de vários Gbps nem de latência abaixo de 5 ms, pagar o sobrepreço em consumo energético e custo pela tecnologia celular 5G é simplesmente uma má decisão.

5G Redcap: A alternativa à prova de futuro

Para implementações que buscam manter a eficiência energética e de custos do LTE, mas precisam de maior margem à medida que os operadores desativam gerações de rede mais antigas, Redcap é útil. Foi padronizado na versão 17 do 3GPP e aperfeiçoado ainda mais com o eRedcap na versão 18.

Redcap é projetado especificamente para o segmento intermediário que atualmente cobre o LTE. É utilizado para sensores industriais, unidades de videovigilância, telemática de frotas e monitoramento de serviços públicos. No entanto, opera sobre a rede central 5G em vez de uma rede LTE.

Esses dispositivos se beneficiam da latência aprimorada e das capacidades de segmentação de rede da tecnologia 5G, enquanto mantêm a complexidade do dispositivo, consumo de energia e preço similares ao hardware LTE Cat 4 já estabelecido.

A tecnologia Enhanced Redcap (eRedcap) reduz a velocidade máxima de download para cerca de 10 Mbps, posicionando-a como um substituto direto para LTE Cat 1/Cat 1bis.

LTE vs 5G vs 5G Redcap: Escolha a rede certa

Um quadro prático para decidir entre LTE, 5G celular e 5G Redcap se resume a três pontos:

  1. O desempenho e a latência que a aplicação realmente requer.
  2. O orçamento de energia e custos.
  3. A vida útil prevista do deployment.

LTE continua sendo a infraestrutura confiável e econômica para a grande maioria da conectividade industrial e IoT atual. A tecnologia celular 5G é a opção ideal quando a largura de banda, latência ou densidade de dispositivos realmente exigem. 5G Redcap se destaca como a ponte entre ambas: uma economia semelhante à do LTE em uma rede projetada para a próxima década.

LTE5G5G Redcap
Produtos TeltonikaRUT361, RUT956RUTM50 / RUTM54, RUTC50 / RUTC54RUT271, RUT976
Link descendente típicoAté ~100 MbpsAté 3,4 GbpsAté 223 Mbps
Arquitetura4G LTE (FDD/TDD)5G NR SA/NSA5G NR SA (capacidade reduzida)
Compatibilidade com versões anteriores4G LTE (FDD/TDD)4G LTE Cat 18/194G LTE Cat 4
Capacidade do dispositivo final——Até 50 (RUT271) / 100 (RUT976)
PosicionamentoConectividade confiável e econômica para aplicações M2M/IoT padrão.Máximo desempenho e baixa latência para aplicações exigentes.Ponte: latência/confiabilidade de nível 5G com custo e consumo energético similares aos do LTE.

Teltonika oferece cobertura celular completa

Teltonika fabrica roteadores, gateways e modems industriais que abrangem todo o espectro, desde LTE Cat 1 e Cat 4 até 5G e 5G Redcap. Isso significa que as opções de conectividade são baseadas nas necessidades de cada implementação, e não na sigla mais recente.

Seja usando uma rede de sensores de baixo consumo que precisa apenas enviar pequenos bursts de dados durante anos, ou uma aplicação que requer alta largura de banda e a menor latência possível, existe um dispositivo Teltonika projetado especificamente para esse caso de uso.