INTEGRAÇÃO DE RADIO-AND-POWER-OVER-FIBER COM LORAWAN PARA SENSORIAMENTO IOT DE BAIXO CONSUMO ENERGÉTICO EM REDES DE PRÓXIMA GERAÇÃO.
Radio-over-Fiber. Power-over-Fiber; LoRaWAN; Fiber Wireless; Internet das Coisas; Sensoriamento remoto; Redes 6G.
Esta tese investiga a integração das tecnologias Analog Radio-over-Fiber (A-RoF) e Power-over-Fiber (PoF) como infraestrutura unificada de comunicação e alimentação energética para sensores IoT de baixo consumo em ambientes adversos, no contexto das redes de próxima geração (6G). A proposta consiste no desenvolvimento de um sistema Radio-and-Power-over-Fiber (RPoF) capaz de transportar simultaneamente sinais LoRaWAN e energia elétrica por fibra óptica monomodo, eliminando a necessidade de infraestrutura elétrica convencional no ponto de sensoriamento. A pesquisa compreende duas etapas experimentais já executadas e uma arquitetura integrada em desenvolvimento. Na primeira etapa, foi implementado um sistema A-RoF baseado em Software Defined Radio (SDR) para transmissão de sinais 5G New Radio (5G NR), alcançando taxas de até 150,4 Mbps utilizando modulação 256-QAM. Na segunda etapa, foi desenvolvido um sistema LoRaWAN-over-Fiber bidirecional sobre 750 metros de fibra óptica instalada no campus da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), apresentando demodulação bem-sucedida para potências ópticas recebidas de até −55 dBm e ausência de perdas de pacotes nos limiares de operação do chipset LoRa. Com base nos resultados obtidos, é proposta uma arquitetura integrada composta por enlaces ópticos independentes para comunicação e alimentação energética, com o nó remoto alimentado exclusivamente por um conversor fotovoltaico óptico (Photovoltaic Power Converter – PPC), armazenamento de energia em supercapacitores e gerenciamento energético por meio de controle de ponto de máxima potência (Maximum Power Point Tracking – MPPT). Os resultados demonstram a viabilidade da integração entre A-RoF, PoF e LoRaWAN para aplicações de sensoriamento remoto em ambientes industriais, subterrâneos, submersos ou sujeitos a elevada interferência eletromagnética.