Rede privada rural 4G de baixo custo e grande cobertura para transmissão de vídeo streaming e fotos em tempo real - 4G AgroNet

• Processo: 22/13745-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Telecomunicações
• Acordo de Cooperação: SEBRAE-SP
• Pesquisador responsável: José Sindi Yamamoto
• Beneficiário: José Sindi Yamamoto
• Empresa: Innovatech Telecom Indústria e Comércio de Equipamentos Eletrônicos e de Telecomunicações Ltda (Innovatech)
• CNAE: Telecomunicações sem fio ; Outras atividades de telecomunicações ; Consultoria em tecnologia da informação
• Pesquisadores principais: Eduardo Luís Carrara
• Pesquisadores associados: Felipe De David Bortolotto
• Assunto(s): Internet Satélites Dispositivos de micro-ondas Rede privada virtual Fazendas Zona rural Comunicação rural
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cobertura Rural | Estação Radio Base | Internet | Lte | Rede Privada | 4G | Comunicações móveis 4G

Resumo

Nas fazendas do Brasil, a Internet é usualmente provida via enlace de satélite ou rádio de micro-ondas. Na ponta do enlace, na sede da fazenda, conecta-se um roteador WiFi. Assim, tem-se apenas uma pequena cobertura WiFi na sede da fazenda, não existindo internet no campo da fazenda. Um dos lugares no campo que normalmente não existe Internet é no curral de manejo. O curral de manejo consiste de uma área cercada, onde os bovinos aguardam até serem encaminhados para a realização de determinados procedimentos, como apartação, marcação, descorna, entre outros. Os currais de manejo ficam longe da sede ou de onde ficam os computadores da fazenda e não tem cobertura de Internet, conforme já mencionado. O problema a ser resolvido pelo presente projeto é monitorar um curral de manejo, distante de no mínimo 5 km da sede, através de streaming de vídeo ou fotos em tempo real, agilizar os processos de manejo permitindo conectar laptops do curral de manejo com o data center da fazenda, bem como usar aplicativos móveis e comunicar por voz com a sede da fazenda. Uma vez resolvido o problema descrito com um curral de manejo, problemas similares de monitoração em tempo real e agilização de processos poderão ser resolvidos em outras unidades no campo e distantes da sede da fazenda. Tecnologias de baixo custo como WiFi e pequena estação rádio base (ERBs) celular, conhecida como femtocell, não atingem a cobertura desejada. Por outro lado, uma ERB de grande cobertura (macro-ERB) exige CAPEX/OPEX muito alto. Uma solução intermediária de cobertura e custo entre femtocell e macro-ERB, conhecida como micro-ERB, poderia ser utilizada. Mas, a instalação e operação de uma micro-ERB convencional depende de uma operadora móvel, não podendo ser instalada pela própria fazenda para seu uso particular, devido às questões de integração com o núcleo de rede 4G (EPC: "Evolved Packet Core") da operadora móvel e faixas de frequências outorgadas em caráter primário para a operadora móvel. Neste cenário, a Innovatech Telecom tem desenvolvida uma solução 4G de baixo custo inovadora com potencial de resolver o problema descrito de cobertura, instalação e uso particular. A solução, denominada uRede-LTE (*), consiste de uma femtocell 4G (eNodeB) integrada com um EPC próprio embutido em um mini-PC. Esta característica permite que a uRede-LTE funcione sem integração com EPC de uma operadora móvel. Além disto, se a uRede-LTE operar em baixas frequências que não pertencem às operadoras móveis, tem o potencial de prover a taxa de bits e cobertura necessárias para o uso particular descrita para o curral de manejo. Para tanto, a uRede-LTE deverá ser adaptado para operar em faixas de frequências baixas como SLP ("Serviço Limitado Privado") em 250 MHz e 410 MHz (este último ainda em análise pela Anatel) e não-licenciada em 900 MHz, resultando numa nova solução tecnológica de baixo custo para áreas rurais, denominada 4G-AgroNet. Assim, o 4G-AgroNet consiste de um pequeno hardware de baixo custo tipo "plug and play" que pode ser instalado e operado pela própria fazenda para seu uso particular, como um roteador WiFi, mas de grande cobertura, ou por uma empresa que não seja uma operadora móvel. O 4G-Agronet será instalado na sede da fazenda, onde ficam os computadores (data center) formando uma rede local. A rede local conecta-se à Internet através de um "backhaul" já em uso na fazenda (rádio de micro-ondas, satélite, etc.). No presente projeto, para a operação do 4G-AgroNet nas faixas de frequências mencionadas, serão adquiridos módulos de amplificadores de potência e antenas para aquelas faixas de frequências. Vide apresentação 4G-AgroNet em anexo.(*) A uRede-LTE encontra-se em homologação pela Anatel. (AU)