Fonte:
Autor: Erik Linask
Muitos desses obstáculos estão relacionados à conectividade Wi-Fi. No entanto, a maioria dos utilizadores não são especialistas em tecnologia e podem não estar conscientes das nuances da configuração das suas redes domésticas, especialmente no que se refere aos dispositivos IoT e às diferenças entre as bandas de 2,4 GHz e 5 GHz, incluindo alcance, velocidade e interferência. Não são apenas as bandas Wi-Fi que podem criar problemas; Os ambientes Wi-Fi são fluidos, com novos dispositivos sendo conectados e outros sendo removidos, sem mencionar os padrões de tráfego flutuantes com base nos dispositivos e usuários. Por exemplo, transmitir vídeo 4K para duas TVs tem um impacto diferente no Wi-Fi do que diminuir as luzes da sua sala de estar ou tocar a campainha conectada.
O resultado, porém, independentemente da causa subjacente, é que os usuários muitas vezes se deparam com problemas de configuração ou desempenho e acabam buscando suporte de fabricantes de dispositivos e provedores de serviços. Mas, em muitos casos, as pessoas já se irritaram com os seus produtos e estão prontas para trocá-los por outras marcas, ou podem simplesmente devolvê-los e evitar dispositivos IoT domésticos inteligentes.
Pense nisso. Você vai à loja de eletrônicos local, compra iluminação conectada e um sistema de segurança sem fio com câmeras e tenta instalá-los. Porém, você não consegue conectá-los à sua rede ou talvez descubra que, uma semana depois de instalá-los, eles continuam se desconectando e você não consegue usá-los de maneira confiável.
Você liga para seu ISP, mas eles dizem que é um problema de dispositivo. Em seguida, você entra em contato com o fornecedor do dispositivo, que informa que é um problema de Wi-Fi e não pode ajudá-lo. Agora sua frustração está crescendo, mas você entra em contato com o fornecedor de sua rede mesh Wi-Fi, apenas para que ele lhe diga para entrar em contato com seu ISP ou o fornecedor do dispositivo - e você está em um ciclo vicioso que não resolve seu problema e sua experiência está se deteriorando a cada minuto. Há uma boa chance de você devolver suas compras.
Isso é ruim para os clientes, as marcas e o ecossistema IoT como um todo. Então, o que pode ser feito para aliviar esses problemas e criar melhores experiências?
Tive a oportunidade de discutir os desafios dos dispositivos domésticos inteligentes e da conectividade Wi-Fi com Matt Gardner, cofundador e diretor de defesa do cliente da RouteThis.
Reconhecendo que muitos problemas diferentes podem surgir com dispositivos IoT em residências, a RouteThis desenvolveu uma plataforma para ajudar provedores de serviços, IoT e empresas domésticas inteligentes a solucionar problemas e resolver problemas de conectividade de dispositivos de maneira mais fácil e eficaz.
Matt abordou uma série de tópicos diferentes relacionados à conectividade doméstica inteligente e bandas de 2,4 vs. 5 GHz, desde diferenças básicas até estratégias e opções de implantação, e de padrões emergentes até o que pode ser feito para minimizar problemas de implantação para que os usuários tenham experiências positivas e desejam adicionar mais dispositivos conectados aos seus ambientes domésticos.
Quais são os maiores desafios que os usuários enfrentam ao implantar dispositivos conectados?
O que vemos nos nossos dados e nas conversas com os nossos parceiros é que os maiores desafios que os utilizadores finais enfrentam com dispositivos conectados são normalmente não conseguirem configurar os dispositivos inicialmente e, a longo prazo, perderem a ligação. Isso tem a ver com muitos fatores, incluindo chipset do dispositivo, 2,4 vs. 5 GHz, configurações de rede e até mesmo o layout da casa e os materiais de construção.
Explique a diferença básica entre as bandas de frequência de 2,4 GHz e 5 GHz?
Resumindo, a banda de 2,4 GHz oferece melhor alcance e cobertura dentro e ao redor de casa porque é uma banda de frequência mais baixa. O sinal oferece melhor propagação através de paredes, vidros e móveis. Porém, há menos canais com mais sobreposição nesta banda, por isso há um impacto muito maior no congestionamento. Com 5 GHz, a alta frequência fornece velocidades máximas mais altas para trabalhar, por isso é ótima para streaming de vídeo HD – no entanto, o alcance é mais curto, então os dispositivos precisam estar mais próximos do roteador para aproveitar.
Ao projetar dispositivos IoT domésticos inteligentes, quais fatores influenciam a decisão de usar 2,4 GHz ou 5 GHz?
Talvez as considerações mais fundamentais sejam custo, alcance e largura de banda. Dispositivos externos, como irrigadores de gramado e abridores de portas de garagem, não precisam de muita largura de banda porque usam principalmente comandos de controle liga/desliga (bytes de dados), mas o alcance é importante. Isso ocorre porque eles tendem a estar localizados mais longe do roteador, com várias paredes e outros obstáculos no caminho. Nesse caso, 2,4 GHz é uma ótima escolha e sua implementação é relativamente barata. No entanto, para babás eletrônicas, câmeras de segurança ou dispositivos de jogos que precisam de altas velocidades, 5 GHz pode ser uma escolha melhor, já que velocidades mais altas são necessárias para transmissão de vídeo de alta largura de banda, mas isso aumentará os custos.
Um sinal Wi-Fi de 2,4 GHz cai 6 dB ao passar por uma parede de tijolos, em comparação com 15 dB a 5 GHz (a partir de medições realizadas pelo NIST, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia). Para uma parede de concreto de 4” de espessura, há uma queda de 15dB em 2,4 GHz e 22dB em 5 GHz. Frequências mais baixas também têm comprimentos de onda mais longos, o que lhes permite dobrar objetos com mais facilidade. Isso significa menos pontos mortos de Wi-Fi e melhor cobertura doméstica a 2,4 GHz. Portanto, dispositivos de alta velocidade dependentes de 5 GHz geralmente serão mais exigentes sobre onde funcionam bem e onde não funcionam.
Dado que 5 GHz suporta taxas de dados mais rápidas, por que nem todos os dispositivos IoT são projetados para funcionar nesta banda?
Depende apenas do caso de uso, pois a largura de banda não é o único critério. Não se esqueça que 2,4 GHz oferece maior alcance e melhor cobertura, além de ser mais barato em termos de custos de chipset. Por exemplo, 5 GHz não é necessário para lâmpadas inteligentes. Além disso, com dispositivos que podem se movimentar pela casa, como aspiradores robóticos, 2,4 GHz pode funcionar melhor devido à sua maior cobertura Wi-Fi para todos os cantos e recantos da casa.
Como o nível de congestionamento difere entre as bandas de 2,4 GHz e 5 GHz? Como isso afeta o desempenho do dispositivo?
O congestionamento é um problema muito maior em 2,4 GHz por alguns motivos. Primeiro, existem hoje muito mais dispositivos de 2,4 GHz do que dispositivos de 5 GHz, e mais dispositivos significam mais tráfego. Em segundo lugar, a banda de 2,4 GHz tem apenas três canais não sobrepostos em comparação com 21 na banda de 5 GHz – isto é, sete vezes o número de canais para escolher para evitar congestionamentos. Por fim, outros dispositivos, como babás eletrônicas e micro-ondas, também operam na frequência de 2,4 GHz, interferindo nos dispositivos Wi-Fi.
E quanto à compatibilidade dos dispositivos IoT existentes com 2,4 GHz e 5 GHz? Existe um ecossistema maior para um em detrimento do outro?
Os roteadores Wi-Fi e gateways residenciais nas residências de hoje quase sempre suportam ambas as bandas, e os telefones celulares e laptops modernos são todos de banda dupla. A banda de 5 GHz está “disponível” há 20 anos, por isso é bem suportada por roteadores, pontos de acesso, repetidores e outros equipamentos de rede.
E quanto aos dispositivos de banda dupla? Como funcionam e oferecem vantagens?
Dispositivos de banda dupla são ótimos porque oferecem flexibilidade; muito raramente vemos um dispositivo que realmente tenha apenas 5 GHz. Um problema de suporte comum que vemos é o “direcionamento de banda”. Alguns dos sistemas e roteadores mesh Wi-Fi mais recentes são de banda dupla, mas possuem um recurso de gerenciamento de banda que tenta forçar os dispositivos a usar a banda de 5 GHz, mais rápida e menos congestionada. Isso geralmente causa problemas para dispositivos somente de 2,4 GHz e eles acabam não conseguindo se conectar. Com um dispositivo doméstico inteligente de banda dupla, isso não seria um problema, desde que fosse gerenciado adequadamente no firmware. Dito isso, você ainda pode ter problemas com requisitos de congestionamento, alcance, cobertura e largura de banda. Não é uma solução mágica para todos os problemas de rede.
À medida que o mundo avança em direção a dispositivos mais conectados, que papel você vê para 2,4 GHz e 5 GHz?
Só porque 2,4 GHz é a banda Wi-Fi original, oferece menos largura de banda e é mais lotada, não vejo isso indo embora. Ele tem a vantagem inerente de melhor alcance e cobertura e nem todos os dispositivos exigem muita largura de banda. Portanto, espero uso e crescimento contínuos em ambas as bandas, mas com a adoção crescente de 5 GHz (ou banda dupla) para dispositivos que exigem muita largura de banda. Hoje também nem estamos falando de 6 GHz, que já está disponível e vai deixar esse assunto ainda mais complexo – tem as mesmas vantagens e desvantagens do 5 GHz, mas aumentou mais um degrau!
Existe uma diferença significativa de custo na produção de dispositivos de 2,4 GHz versus 5 GHz?
O Wi-Fi foi comercializado pela primeira vez há cerca de 26 anos na banda de 2,4 GHz e a compatibilidade com versões anteriores foi mantida em versões sucessivas. Mais empresas têm chips legados de 2,4 GHz prontos, por isso são mais competitivas. Assim, os chips e módulos de 2,4 GHz são mais baratos que os chips de banda dupla, e a maioria dos dispositivos domésticos inteligentes são apenas de 2,4 GHz.
Com os novos padrões Wi-Fi 6E e futuras iterações de Wi-Fi, como as funções de 2,4 GHz e 5 GHz mudarão no cenário da IoT?
O Wi-Fi 6E opera na banda de 6 GHz, que oferece ainda mais largura de banda e menor latência acima de 5 GHz. Uma novidade importante do padrão Wi-Fi 6E é a qualidade de serviço (QoS), que permite priorizar o tráfego de dados. Isto é valioso para aplicações de missão crítica, como segurança e monitoramento. Portanto, agora existem três bandas para escolher – 2,4 GHz para alcance, 5 GHz para largura de banda e 6 GHz para tráfego prioritário. Levará algum tempo para que os roteadores Wi-Fi 6E sejam amplamente adotados em casa, mas acho que nos próximos anos você verá mais e mais dispositivos compatíveis com Wi-Fi 6E. No entanto, o suporte para 2,4 e 5 GHz não irá desaparecer.
O que os fabricantes de dispositivos podem fazer para reduzir os problemas de implantação?
Infelizmente, do ponto de vista do hardware, você está limitado. No entanto, do ponto de vista da educação e do suporte ao cliente, você pode investir em ferramentas que permitam aos clientes e agentes solucionar esses problemas de conectividade com mais rapidez e precisão, além de fornecer uma compreensão educacional desses problemas. (E temos exatamente isso no RouteThis!)
E quanto aos ISPs? Eles podem tomar medidas para reduzir problemas de implantação?
A menos que os ISPs também estejam a implementar a sua própria linha de dispositivos inteligentes, normalmente não haveria um incentivo para que ajudassem os fabricantes a resolver estes problemas. Como também trabalhamos com ISPs, uma opção que pode ajudar no curto prazo é os ISPs habilitarem seus roteadores para permitir redes de banda dupla, para que dispositivos de 2,4 GHz possam ser conectados diretamente a uma rede de 2,4 GHz. Esta pode ser uma questão controversa, já que a tendência atual é que muitos roteadores e soluções mesh mais recentes desabilitem essa funcionalidade para permitir que “dirigam” os dispositivos, mas essa direção geralmente cria problemas. Alguns exemplos seriam Google Wi-Fi Routers e Eero Systems.
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Para acesso ao artigo original:
Solving the Smart Home IoT Connectivity Puzzle (iotevolutionworld.com)
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