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5G e o LED

Olá! Semana passada você ouviu falar muito nos noticiários sobre o 5G no Brasil. Principalmente, por causa da implantação desta nova tecnologia no país, que se utiliza de maior espectro de rádio para permitir que mais dispositivos acessem a internet móvel rápida (sem fio) ao mesmo tempo. O leilão do 5G no Brasil foi realizado pela Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel) na quinta-feira (4 de Novembro de 2021) e movimentou pelo menos R$ 7 bilhões (US $ 1,27 bilhão). O governo brasileiro acredita que as operadoras vencedoras precisarão investir cerca de R $ 40 bilhões (US $ 7,15 bilhões) nas novas redes 5G. Especialistas dizem que este valor poderia ter sido menor se a Huawei não tivesse sido impedida de fornecer equipamentos 5G no país. Uma das obrigatoriedades que as operadoras tem é implantar as redes de 5G em todas as capitais até julho de 2022. Outra regra importante é a implantação de redes 5G nas escolas públicas de educação básica. 



QUAIS AS VANTAGENS DO 5G?

Atualmente, a média da velocidade 4G no Brasil abrangendo as quatro maiores operadoras do país é de 17,1 Mbps (megabits por segundo), de acordo com um relatório da consultoria OpenSignal de Maio deste ano. A fabricante de chips Qualcomm avalia que o 5G poderia atingir velocidades de navegação e download cerca de 10 a 20 vezes mais rápidas. Em alguns casos, essa diferença pode chegar a ser 100 vezes maior em relação ao 4G. Um relatório da empresa McAfee apontou que, conexões rápidas já se tornaram para a maioria das pessoas quase tão indispensáveis quanto a água ou eletricidade. Todos os sistemas de automação atuais são dependentes dela. A tecnologia 5G será a nova base da Internet das Coisas (IoT), permitindo que máquinas e equipamentos em geral se comuniquem mais rapidamente entre si. Isso inclui celular, TV, eletrodomésticos, veículos, radares, drones e... equipamentos de iluminação em LED! De imediato, os usuários vão se beneficiar de uma maior velocidade de conexão, tanto para baixar quanto enviar arquivos pelo celular. Mas o que é realmente empolgante no 5G são todos os novos serviços a surgirem e que não ainda podemos prever. 
Pense em: 
- óculos inteligentes com realidade aumentada, realidade virtual móvel 
- vídeo de qualidade muito superior
- internet de coisas para tornar as cidades mais inteligentes
- drones cooperando para realizar missões de busca e resgate
- avaliações de incêndio
- monitoramento de tráfego
- comunicação de dados sem fio com bases terrestres 
- veículos autônomos se comunicando entre si e lendo mapas e dados de tráfego em tempo real 



- vídeos assistidos em dispositivos móveis baixados quase que instantaneamente e sem falhas (um filme de alta definição poderá estar pronto para assistir em mais ou menos um minuto)  
- videochamadas mais claras e menos intermitentes 
- gerenciamento remoto de sistemas de aquecimento, climatização e consumo de energia nos edifícios 
- telemedicina mais avançada
- controle e monitoramento de trânsito e do agronegócio a distância e em tempo real 
- iluminação pública inteligente sintonizável aplicada e gerenciada de acordo com a necessidade de cada localidade 

MAIOR SEGURANÇA

Um dos maiores pontos da tecnologia 5G é a sua baixa latência: hoje no 4G, os dispositivos da casa inteligente atuais podem levar alguns cruciais segundos para responder a gatilhos e comandos, o que não parece grande coisa num primeiro momento mas, é um gargalo perigoso para importantes serviços ativados por voz, podendo então fazer toda a diferença em dispositivos conectados como câmeras e luzes de segurança por exemplo. O 5G poderá então elevá-los a um maior nível de proteção, ao evitar esse gap geral. Portanto, se mais casas adotarem sistemas de segurança inteligentes com 5G, como resultado toda a área coberta por ele poderá ser alertada imediatamente se houver uma tentativa de invasão nas proximidades ou, se algum suspeito for visto bisbilhotando o quintal de seu vizinho. 



Dispositivos domésticos inteligentes também são notoriamente conhecidos por terem pontos fracos, que oferecem portas abertas para hackers explorarem as vulnerabilidades em seus sistemas. Mas, no 5G isto é mais difícil de acontecer por ele ter um nível aprimorado de criptografia: são 256 bits em comparação ao 4G, que trabalha em 128 bits. E quanto mais rápido os equipamentos ancorados no 5G puderem responder e alertá-lo da presença de um intruso, maior será a probabilidade de que estes se assustem e desistam de um ataque - presencial ou virtual. Com mais dispositivos conectados via IoT aproveitando-se das redes 5G, especialistas preveem que soluções como as da Crestron, Savant, Scenario, Lutron, Control4 e tantas outras marcas que conhecemos se tornarão ainda mais abrangentes e eficientes nos ambientes residenciais, seja uma casa, apartamento ou condomínio. 

AS FAKE NEWS SOBRE O 5G
 

A Millennium Alliance for Humanity and Biosphere é uma iniciativa do site mahb.stanford.edu que incentiva uma iluminação pública LED mais eficiente a ser implementada pelos governos. O Departamento de Energia dos EUA já afirmou que, as luzes LED usam pelo menos 75% menos energia e duram 25 vezes mais do que as lâmpadas incandescentes. Ele estima ainda que o uso generalizado do LED nos EUA até 2027 poderá economizar energia elétrica equivalente a produção de 44 grandes usinas a cada ano, numa economia de pelo menos US $ 30 bilhões. 



Em nenhum momento porém nesta longa jornada do LED até os dias atuais, questionou-se o seu propósito inicial quanto ao benefício da eficiência energética e sustentabilidade no seu uso global. Hoje o que se contesta é o uso indiscriminado da iluminação LED em áreas com biomas importantes para a vida selvagem, que interrompe processo migratório, alimentar e reprodutivo de mamíferos e insetos, além do próprio prejuízo ao ritmo circadiano humano em pessoas muito expostas a luz artificial noturna. Inúmeros estudos estão em curso hoje para tentar mudar esta situação.
Mas, nada se compara as fake news que a tecnologia 5G enfrentou, principalmente durante o ápice da pandemia do coronavírus em 2020. Grupos que se opõem às vacinas fizeram diversas campanhas contra as redes de telefonia móvel 5G. O grupo Stop 5G UK por exemplo tem mais de 27.000 membros, com postagens enganadoras como:
'Ouvi dizer que não é um 'vírus' sério, é tão ruim quanto uma gripe ou resfriado. Então, esse é realmente um plano perfeito para cobrir doenças relacionadas ao 5G' (...)
Outros, compartilharam links para sites e vídeos que ligam o coronavírus ao 5G na China, onde ele se originou.
'O 5G é lançado em Wuhan semanas antes do surto de coronavírus',
lê-se na manchete de uma publicação chamada 'News Commenter'.
O site TechRadar também relatou ataques a infraestrutura da rede 5G e também a funcionários no Reino Unido, como na empresa de telecomunicações britânica BT Group - que já registrou 39 casos de agressão física ou verbal contra seus engenheiros; 11 postes instalados quebrados/incendiados e outras infraestruturas afetadas (que nem tinham ligação com o 5G). Mais de 20 ataques contra operadoras foram realizados durante o fim de semana da Páscoa em 2020. Um dos postes afetados atendia o Nightingale Hospital em Birmingham, o que poderia atrapalhar seriamente a comunicação entre pacientes de COVID-19 e seus familiares. As teorias da conspiração sobre o 5G normalmente dizem que as ondas eletromagnéticas trariam problemas para a saúde. Porém, a tecnologia presente na conexão 5G é a mesma utilizada em padrões anteriores, com diretrizes estipuladas em 1998 e já definidas como seguras para os seres humanos. Para dar mais garantia aos céticos, a Comissão Internacional de Proteção contra Radiação Não-Ionizante (ICNIRP, na sigla em inglês), após sete anos de pesquisa reafirmou recentemente que não existem problemas de saúde ligados ao atual 5G.

A VEZ DO LI-FI 

O LiFi é uma tecnologia 5G que muda alguns paradigmas sobre a comunicação sem fio. O Prof. Harald Haas, Professor de Comunicações Móveis no Instituto de Comunicações Digitais da Universidade de Edimburgo, explica que o Light-Fidelity (LiFi) é uma tecnologia de 5ª Geração (5G), onde as velocidades máximas de transmissão de 8 Gbps de uma única fonte de luz já foram demonstradas em redes celulares completas baseadas em LiFi, criadas com sucesso.



O impacto potencial que essa tecnologia pode ter na indústria será enorme, bem como novos aplicativos baseados em LiFi poderão surgir no futuro. O Li-Fi usa a luz em LED ancorada em uma potente rede 5G para transmitir dados de internet móvel em um ambiente fechado a altíssimas velocidades. Onde esta luz em LED estiver fluindo, os usuários locais no ambiente terão uma conexão rápida e constante, sem engasgos, interrupções ou perda do sinal. O único problema são as paredes, que interrompem a passagem da luz e consequentemente, corta a internet transmitida. Mas, uma rede de lâmpadas Li-Fi interligadas no 5G pode retransmitir o mesmo sinal de internet aos ambientes 'do outro lado da parede', como num repetidor de wi-fi comum. O Li-Fi é o futuro! 

QUIOSQUES INTELIGENTES NA ILUMINAÇÃO PÚBLICA

Luzes de rua inteligentes serão a infraestrutura mais comum e mais densa nas grandes cidades. Com o advento da era 5G, cada humilde poste de luz atual poderá ser integrado a vários módulos - como baterias de recarga, foto células, câmeras de vigilância, monitoramento ambiental, telas de video etc - onde funcionarão como "luzes de rua inteligentes" não apenas para coletar informações mas também, gerar informações em tempo real e tornar-se uma parte importante na construção das cidades inteligentes, como se fossem estações base 5G do futuro. 



Por exemplo, se os cidadãos encontram algum perigo ao viajar à noite, poderão ligar e localizar rapidamente ajuda a um toque, reduzindo muito as chances de acidentes. As pessoas também saber sobre a temperatura do dia, a qualidade do ar e outros indicadores ambientais por meio da tela de video no poste de luz. Em alguns parques, postes de luz inteligentes multifuncionais usarão uma tela para transmitir vídeos, tocar música e rádio ou publicidade, permitem até que as pessoas desfrutem de uma rede Wifi 5G gratuita. A iluminação do poste poderá também ajustar automaticamente o brilho de sua iluminação de acordo com as mudanças do dia e da noite - ativando um modo de economia de energia neste período. As possibilidades neste verdadeiro quiosque moderno de iluminação em LED serão imensas com a chegada do 5G. 

5G NAS LÂMPADAS INTELIGENTES DA CASA CONECTADA

Existem lâmpadas inteligentes de 5 GHz? É uma boa pergunta hoje com a tecnologia 5G sendo preparada no Brasil. As lâmpadas inteligentes se conectam à Internet para que os usuários possam personalizá-las, agendá-las e controlá-las remotamente, geralmente por meio de um aplicativo móvel. A maioria das lâmpadas inteligentes permite que os usuários controlem o brilho e a cor de suas luzes e, por sua vez, controlem o ambiente da casa. É bom saber então que, a maioria das lâmpadas inteligentes funcionam no protocolo de conexão 2,4 GHz. Conectar uma lâmpada inteligente a uma frequência de 5 GHz é impossível porque o 2,4 GHz e o 5 GHz são duas frequências distintas e separadas. Existem conexões WiFi de banda dupla que oferecem não só o 2,4 GHz como também o 5 GHz  - mas podem operar em 5 GHz por padrão (dependendo do alcance). Como algumas lâmpadas e outros dispositivos domésticos inteligentes ainda não são compatíveis com as frequências de 5 GHz, elas devem se conectar prioritariamente a uma rede de 2,4 GHz. Até Julho de 2021 não existiam lâmpadas inteligentes de 5 GHz porque, a maioria dos fabricantes produz lâmpadas que funcionam em frequências de 2,4 GHz devido a ela não usar muita largura de banda. 

Então, se uma lâmpada inteligente requer 2,4 GHz e a maioria das redes WiFi tem 5 GHz, por que os fabricantes não fazem lâmpadas inteligentes de 5 GHz? 



Velocidade e alcance são as duas diferenças mais significativas entre o 2,4GHz  e o 5 GHz. Embora seja mais lento que o 5 GHz, o 2,4 GHz tem uma faixa mais ampla e um sinal que penetra melhor em pisos e paredes; portanto, ele tem uma conexão mais confiável. Embora o 5 GHz funcione muito mais rápido, o seu alcance é restrito. As lâmpadas inteligentes não utilizam velocidades de download, portanto há pouca necessidade delas operarem em uma rede de 5 GHz. Os fabricantes produzem mais lâmpadas inteligentes que funcionam na frequência 2,4 GHz simplesmente porque ela é mais flexível e confiável nas respostas de troca de dados. Além disso, uma frequência 5 GHz requer mais energia para enviar os sinais, especialmente se os dispositivos a serem conectados estiverem muito fora de alcance. Isto significa na prática que, usando uma conexão 2,4 GHz vinda do quarto o sinal não será interrompido na lâmpada inteligente da cozinha quando você estiver lá preparando uma receita por exemplo. Porém, a maioria dos dispositivos robustos ou móveis podem se conectar hoje à frequência 5 GHz: equipamentos como laptops, computadores, tablets e telefones celulares poderosos se beneficiam dos downloads bem mais rápidos oferecidos no 5G, onde a prioridade é a velocidade. Mas, dispositivos domésticos de funções simplificadas como as lâmpadas inteligentes por exemplo se conectam ao 2,4 GHz e, estas duas diferentes frequências não podem se comunicar entre si. 



Este é um problema comum visto durante uma configuração de automação residencial. Mas existem soluções alternativas a isso, como criar dois SSIDs separados - um em 2,4 GHz e outro em 5 GHz. Os sistemas de banda dupla atuais já oferecem isso. Outra alternativa é optar por dispositivos inteligentes que utilizam uma “ponte” (hub) para criar um segundo ponto de acesso que se comunique com os assistentes da casa inteligente (Alexa, Google Assistente). Muitos provedores de rede oferecem roteadores de banda dupla que contam com as frequências de 2,4 e 5 GHz inclusas. Para mudar a uma frequência diferente, os usuários devem acessar as configurações do seu roteador e criar dois SSIDs separados onde, a partir daí conectarão as lâmpadas inteligentes ao SSID de 2,4 GHz. Infelizmente alguns roteadores tornam muito difícil poder alternar entre o 2,4 GHz e o 5 GHz: eles se ajustam automaticamente com base na intensidade do sinal. Por isso, o usuário não pode alterar a frequência manualmente sem um grau maior de dificuldade. Se for esse o seu caso, um segundo ponto de acesso é a melhor opção. 

LÂMPADAS HUE E O ZIGBEE

Muitos switches ou hubs inteligentes utilizam também o Zigbee, um sistema que cria uma rede local sem fio pessoal (WLAN) com ondas de rádios digitais de baixa potência. O objetivo principal do Zigbee é a automação residencial para lâmpadas inteligentes de marcas como a Philips Hue, que funcionam perfeitamente não importando a frequência de rede que você usar pois, essas lâmpadas não usam um chip WiFi como outras lâmpadas inteligentes do mercado. 



Em vez disso, estas luzes utilizam uma ponte/hub/hue bridge entre o WiFi e o protocolo Zigbee. Os usuários controlam as luzes remotamente usando o aplicativo móvel Hue ou um assistente digital como Alexa ou Google Assistente. Essas lâmpadas inteligentes não se conectam diretamente à rede Wi-Fi da casa. Em vez disso, elas usam um hub com fio (Hue Bridge) que se conecta diretamente ao roteador usando um cabo. Esta 'ponte' atua como uma atalho entre o Zigbee e o WiFi, permitindo a comunicação entre os assistentes e dispositivos domésticos inteligentes. Como essas lâmpadas inteligentes utilizam uma ponte em vez de se conectar diretamente ao WiFi, elas oferecem maior confiabilidade. Deve-se observar que o aplicativo Philips Hue, no entanto, se conecta ao WiFi usando um telefone ou tablet, mas as lâmpadas em si não. O protocolo Zigbee atua como uma rede pessoal, portanto não usa o seu sinal WiFi ou largura de banda. Os usuários não terão nenhuma interferência entre a conexão e as lâmpadas inteligentes Hue, não importando quantas você esteja usando. Também não será afetada a velocidade do wi-fi. 

O 5G poderá um dia fornecer suporte a todos os padrões de rede doméstica inteligente? George Yianni, chefe de tecnologia da Philips Hue explica: 


"Não esperamos que o 5G seja transformador para dispositivos domésticos inteligentes de consumo, como lâmpadas inteligentes no curto prazo, uma vez que o custo vitalício será proibitivo em comparação com redes locais ou pessoais como WiFi 2,4 GHz, ZigBee ou Bluetooth. Essas tecnologias não precisam ser alavancadas pelas operadoras. Tecnologias como o ZigBee também usam uma rede mesh, que transforma cada dispositivo em um repetidor de sinal - o que significa que a cobertura não é um problema, mesmo em grandes residências. Por fim, a quantidade de dados que esses dispositivos precisam para operar é extremamente pequena, de modo que os benefícios da velocidade do 5G não são relevantes."  

Fontes: Revista Home Theater, BBC Brasil, LED Prefessional, Eneltec-LED, Light Reading, One Smart Shelter, The New York Times, c|net, Intel

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