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Che cos'è e come funziona l'Internet of Things

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Ecosistema Internet of Things
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Ideato sotto l'impulso del consorzio 3GPP, permetterà di connettere migliaia di sensori garantendo bassi consumi e costi limitati

A leggere gli articoli di settore e a spulciare i documenti tecnici degli ultimi standard rilasciati dai vari enti certificatori, si scopre che molte delle ultime novità nell'ambito delle telecomunicazioni hanno un denominatore comune: l'Internet delle cose. Nel tentativo di ottimizzare lo scambio di dati tra i vari dispositivi smart che affollano la nostra quotidianità – dai macchinari e gli utensili all'interno delle fabbriche alle auto connesse in strada, passando per i gadget della casa domotica e i vari wearable che indossiamo – sono sempre di più gli enti che propongono standard ottimizzati e protocolli comunicativi più efficienti.

Uno degli ultimi nati in questo settore è il Narrowband IoT (abbreviato in NB-IoT), una tecnologia LPWA (acronimo di Low power wide area) sviluppata appositamente per offrire una copertura ottimale in ambienti chiusi a quei dispositivi che richiedono uno scambio di dati molto limitato su lunghi periodi di tempo. Si tratta, insomma, di uno standard pensato per ridurre drasticamente i consumi energetici e consentire, allo stesso tempo, lo scambio di dati tra device IoT a basso tasso di interazione (come possono essere dei sensori di movimento in grandi ambienti solitamente vuoti).

Che cos'è la LPWA

Le tecnologie Low power wide area servono per riempire il vuoto esistente tra le tecnologie di comunicazione cellulare a lungo raggio (3G e 4G LTE, in attesa che si completi lo sviluppo del 5G) e quelle wireless a breve e brevissima distanza (Bluetooth, Wi-Fi e, in alcuni casi, NFC). Pensate e realizzate per facilitare le comunicazioni automatizzate e fornire connettività a dispositivi e applicazioni a "bassa mobilità" e scambio dati molto limitato, sono caratterizzate, come dice anche il nome, un consumo energetico estremamente contenuto.

 

L'industria 4.0 trarrà grande vantaggio dal NB-IoT

 

La strada verso il Narrowband IoT

Il termine LPWA è stato coniato nel 2013, ma solo nel 2015 è stato costituito il primo gruppo operativo sotto l'impulso del consorzio 3GPP (lo stesso che cura la definizione e lo sviluppo degli standard della telefonia mobile). Nella seconda metà dell'anno, infatti, i tecnici del consorzio hanno coordinato la fusione di due differenti progetti di ricerca nel campo della LPWA: Cellular IoT (o NB-CIoT) di Huawei e NB-LTE di Nokia, Intel ed Ericsson. Ciò ha consentito di raccogliere attorno a un progetto tutti i maggiori produttori di tecnologie e apparanti di telecomunicazione, favorendo così un suo rapido sviluppo.

A cosa serve il Narrowband IoT

Il NB-IoT, così come altre tecnologie di comunicazione ad ampio raggio e basso consumo energetico, è pensato per consentire uno sviluppo massivo dell'Internet delle cose e della comunicazione machine-to-machine (M2M o machine-type communication nel gergo utilizzato dal consorzio 3GPP). Il Narrowband IoT dovrebbe dunque giovare all'industria 4.0 e al cosiddetto Internet of Industrial Things, permettendo a miliardi di sensori di entrare in rete e scambiarsi informazioni senza incidere troppo sui livelli di consumo energetico e senza intasare ulteriormente uno spettro radio già di per sé molto affollato.

 

 

Questa tecnologia, ad esempio, potrebbe trovare utilizzo nel settore della misurazione del livello delle acque o del consumo di energia all'interno degli impianti industriali. Si tratta, infatti, di sensori e dispositivi a "basso tasso" di comunicazione, le cui rilevazioni non sono assolutamente necessarie – quindi non vitali – per il funzionamento dell'impianto. Un invio in ritardo, insomma, non pregiudicherebbe i livelli di produttività né metterebbe in pericolo l'integrità infrastrutturale dell'impianto.

Come funziona il Narrowband IoT

Diverse le caratteristiche tecniche che rendono la tecnologia NB-IoT particolarmente adatta per la creazione di reti capaci di coprire ampie superfici e, allo stesso tempo, richiedono un consumo energetico estremamente ridotto. Secondo gli standard definiti dal gruppo di lavoro (composto, tra gli altri, come già accennato, da Huawei, Intel, Nokia ed Ericsson) e dal consorzio 3GPP, questa tecnologia ha bisogno di una banda di appena 200kHz di ampiezza e può, dunque, "affiancarsi" agevolmente alle bande delle reti cellulari già esistenti senza creare interferenze. Una banda così ridotta (narrow band, per l'appunto, in inglese) consente, comunque, l'invio di pacchetti dati da 200 kilobit, più che sufficienti per le esigenze di sensori di controllo sparsi, ad esempio, all'interno di un impianto produttivo o in un silos o magazzino.

 

Range di funzionamento del NB-IoT

 

I sensori, inoltre, saranno dotati di tecnologie in grado di spegnerli ogni qualvolta non sarà richiesta una misurazione o l'invio dei dati. Ciò permette di alimentarli a batteria e avere una "aspettativa di vita" di oltre 10 anni. Dulcis in fundo, il prezzo: ogni singolo sensore dotato di tecnologia Narrowband IoT non costerà più di 5 dollari: ciò permetterà di distribuire centinaia e centinaia di sensori ovunque siano necessari, senza doversi preoccupare troppo dei costi di approvvigionamento o dell'aumento dei consumi energetici della struttura.

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