La creazione di una copertura di rete efficiente per la diffusione delle applicazioni IoT su larga scala

Grazie ai sensori a basso costo di cui il nostro mondo si sta popolando, le aziende commerciali, le città e i paesi iniziano ad avere l'opportunità di cambiare il modo in cui il valore viene creato. Il modo in cui ciò si realizzerà a livelli significativi sta per prendere forma.

Oggi, le applicazioni dell'Internet delle cose (IoT) basate su sensori stanno dando impulso all'evoluzione dei mercati commerciali e consumer, dove vengono utilizzate per aumentare l'efficienza delle attività, migliorare la produttività e supportare la creazione di nuovi servizi. Giocano un ruolo anche nell'ambito del cambiamento economico e ambientale globale attraverso l'impegno per la conservazione delle risorse e per la sostenibilità, offrendo la possibilità alle aziende e ai cittadini di rendere il mondo un luogo migliore in cui vivere.

Con volumi che, nelle previsioni degli analisti, arriveranno nel 2025¹ a 25 miliardi di dispositivi collegati abilitati dai sensori e ad 1 trilione di dollari di valore totale di mercato, l'Internet delle cose potrebbe rappresentare, in termini di cambiamento e di innovazione, uno sviluppo tecnologico di portata superiore a qualsiasi altro di cui saremo testimoni nell'arco della nostra vita.

Un punto di svolta nel mercato IoT

Per diversi anni, le tecnologie cellulari, Wi-Fi e Bluetooth sono state ritenute le più idonee a supportare la diffusione dell'IoT, ma i costi elevati dei componenti cellulari e dei piani tariffari per la connettività, nonché la gamma ristretta e i requisiti di configurazione manuale delle soluzioni di connettività locale hanno limitato l'adozione delle applicazioni IoT su larga scala.

Inoltre, i cicli di raffreddamento forzati della connettività cellulare stanno ora ponendo problemi a coloro che li hanno adottati sin dalla prima ora. Secondo recenti ricerche, il tramonto del 2G e del 3G riguarderà più del 50% di tutti i dispositivi IoT esistenti basati sulla tecnologia cellulare². Gli operatori delle reti mobili stanno affrontando questa situazione proponendo tecnologie a basso consumo come NB-IoT e LTE-M ma la loro adozione è stata deludente, con meno di due milione di dispositivi diffusi negli USA alla fine del 2019³.

Il 5G è stato sbandierato come la prossima miglior opzione per la connettività IoT su larga scala e gli operatori e gli integratori di sistemi sono ansiosi di illustrare i casi d'uso e di includerlo nelle offerte di nuovi prodotti. Ma l'adozione da parte delle imprese è stata minima. ABI Research stima che vi siano solo 290 reti 5G private rese pubbliche a livello globale⁴. Anche se un numero di reti molte volte superiore a questo deve ancora essere reso noto, si tratta comunque di una quota molto piccola del mercato IoT.

Se le tecnologie Wi-Fi e cellulare hanno raggiunto gli obiettivi delle applicazioni proprietarie o monouso macchina-macchina (M2M) dei primi tempi, esse non sono in grado di rispondere adeguatamente ai bisogni delle attuali soluzioni IoT su larga scala e ripetibili.

Per funzionare, gli attuali dispositivi IoT richiedono una combinazione di connettività di rete a basso costo e lungo raggio, lunga durata della batteria dei sensori, sicurezza di livello enterprise e un servizio di rete di livello carrier sostenuto da un accordo sul livello di servizio (SLA). Esiste una tecnologia molto più recente di quella cellulare e concepita espressamente per l'IoT in grado di rispondere a tutti questi requisiti.

Le reti a basso consumo e a lungo raggio LoRaWAN per l'IoT massivo

LoRaAlliance, che riunisce oltre a 500 aziende, è un'associazione no profit che ha lo scopo di rendere possibile la diffusione su larga scala delle reti a basso consumo e lungo raggio (LPWAN) tramite lo sviluppo e la promozione dello standard aperto LoRaWAN. (Immagine per gentile concessione di Senet)

Dei miliardi di dispostivi IoT abilitati da sensori che ci si aspetta saranno collegati nei prossimi anni, si ritiene che più della metà funzioneranno con reti LPWAN, che supportano comunicazioni a bassa velocità di bit sulle lunghe distanze. Le reti LPWAN, che sono concepite per sensori e applicazioni che necessitano di inviare e ricevere piccole quantità di dati solo qualche volta all'ora o magari una volta al giorno, stanno trasformando il modo in cui monitoriamo e misuriamo le cose. Le tecnologia LPWAN sta contribuendo ad alimentare una nuova ondata di innovazioni IoT supportate da modelli di business e in grado di produrre filoni di fatturato che diversamente non sarebbero stati possibili.

Di tutte le tecnologie LPWAN, LoRaWAN® (la specifica aperta LPWAN supportata dall'organizzazione no-profit LoRa Alliance) si è distinta come la tecnologia leader per la gamma più ampia di applicazioni per esterni e interni. LoRaWAN si distingue per il suo ecosistema aperto, i bassi consumi, le specifiche di lungo raggio e di sicurezza elevata e la scalabilità in base alla capacità. LoRaWAN offre un valore che non può essere ottenuto con altre tecnologie, tra cui:

• costi decisamente inferiori sia per capitale che per l'operatività;
• soluzioni basate su sensori con una durata prevista di oltre 10 anni;
• copertura wireless fitta e a lungo raggio garantita da un piccolo numero di gateway;
• una forte propagazione, in grado di penetrare i muri e di fornire copertura in luoghi difficili da raggiungere;
• opzioni di connettività flessibile, incluse le reti pubbliche, private e ibride;
• un ecosistema globale di grandi dimensioni di partner per dispositivi e applicazioni.

Vi sono inoltre vantaggi critici in termini di sicurezza, affidabilità e scalabilità intrinseche al protocollo LoRaWAN. Tra gli elementi della sua architettura vi è quello fondamentale della sicurezza end-to-end. Le comunicazioni in rete tra nodi terminali e il server delle applicazioni sono rese sicure dall'utilizzo della crittografia AES-128. Questo servizio "simile alla VPN" del nodo terminale garantisce l'integrità e la sicurezza dei dati delle applicazioni sensibili.

I casi d'uso più interessanti di LoRaWAN

LoRaWAN non sta solo provocando trasformazioni radicali nell'economia della costruzione delle reti ma offre anche un'efficienza di gran lunga superiore per il funzionamento e il mantenimento delle reti e supporta molti più casi d'uso rispetto ad altre tecnologie di connettività.

Per questi casi di uso commerciale dell'IoT l'accesso è fornito sia da reti private, sia da reti pubbliche (per la copertura sia interna che esterna) oppure da una combinazione ibrida di modelli di distribuzione come quella offerta esclusivamente da operatori di rete come Senet.

Uno dei primi casi d'uso su larga scala e più riusciti di LoRaWAN è la misurazione dell'acqua. Le applicazioni per la misurazione dell'acqua e il monitoraggio dell'infrastruttura hanno basso carico dati utile e raramente richiedono una bassa latenza, perciò il mercato del settore sta subendo radicali trasformazioni, introdotte da soluzioni LoRaWAN che stanno rapidamente sostituendo i sistemi tradizionali e che verranno distribuite in un lasso di tempo di 15-20 anni. Il mercato del gas naturale segue a breve distanza. In questo caso, vi sono progetti pilota LoRaWAN con prove sul campo su larga scala attuati da fornitori di servizi multiutenza interessati a migliorare la misurazione, il rilevamento delle perdite e a offrire miglioramenti del servizio.

Con la presenza di una rete LoRaWAN fitta, in grado di supportare la misurazione dell'energia e delle utenze e il monitoraggio dell'infrastruttura, le aziende, le città e i paesi possono sfruttare la stessa rete per distribuire ed espandere le proprie iniziative nel campo dell'Iot. Oltre che per la misurazione e il monitoraggio, le soluzioni LoRaWAN sono oggi disponibili per una miriade di applicazioni, tra cui:

• Monitoraggio degli edifici e ambientale
• Tracciabilità delle risorse
• Gestione dei rifiuti
• Parcheggio intelligente
• Illuminazione stradale
• Gestione delle specie nocive
• Pubblica sicurezza

La traiettoria evolutiva dai servizi macchina-macchina M2M a limitata capacità alle reti LoRaWAN progettate e distribuite per soluzioni IoT su larghissima scala ha creato nuove opportunità per i fornitori di infrastrutture per la comunicazione, le grandi aziende, i fornitori di soluzioni industriali e le municipalità. Chi, tra questi, è in grado di riconoscere il potenziale di questa tecnologia, è sulla buona strada per ottenere risultati senza eguali.

Senet

Senet sviluppa software basato su cloud e servizi per operatori di rete, sviluppatori di soluzioni e integratori di sistemi destinati all'implementazione a richiesta di reti dell'Internet delle cose (IoT) che servono a collegare tra loro centinaia di milioni di dispostivi IoT abilitati da sensori. Per maggiori informazioni, visitare www.senetco.com.

Riferimenti

1 - GSMA IoT Revenue: State of the Market 2020 (GSMA, Fatturato dell'Iot: stato del mercato 2020)

2 - James Brehm & Associates, “IoT Results & News Roundup thru Q3 2019”

3 - James Brehm & Associates, "State of the Market" Stato del mercato), 2019

4 - ABI Research, “Shared Spectrum and Private Networks Tracker”, 3Q 2021