TRE TAPPE FONDAMENTALI PER L’EVOLUZIONE DI IOT E 5G
Le tecnologie di rete mobile vengono costantemente sviluppate, ottimizzate e adattate alle nuove esigenze. 5G RedCap (Reduced Capability), NR Sidelink Relay e IoT passivo sono tre innovazioni tecnologiche promettenti, che nei prossimi anni potrebbero portare a nuove possibilità e casi d’uso. Il nostro esperto IoT, Oscar Rechou, condivide le sue prime impressioni.
Nel 2019 è stata introdotta la quinta generazione di telefonia mobile. I cicli di sviluppo continuano e il settore sta già lavorando alla fase successiva: con le prossime release del 5G, ci saranno alcune innovazioni promettenti che potrebbero avere un grande impatto sulle applicazioni dell’IoT. Il 5G Advanced rappresenta un passaggio intermedio, che precederà l’arrivo dello standard di telefonia mobile 6G.
Oscar Rechou, Senior Business Development Manager IoT presso Sunrise Business, presenta tre sviluppi innovativi, che a suo avviso offriranno interessanti opportunità: presto saranno disponibili il 5G RedCap (Reduced Capability) e il NR Sidelink Relay. L’IoT passivo verrà introdotto solo in un secondo momento e si presume possa essere una delle novità più promettenti per l’Internet delle cose.
Il 5G RedCap (Reduced Capability) è un’evoluzione del 5G, sviluppato per casi d’uso di media complessità. «Redcap sarà disponibile già nel 2024, così come i primi chipset (Mediatek M60). I primi dispositivi dovrebbero arrivare nel 2025 e nel 2026», afferma Oscar Rechou, elencando i principali vantaggi di questo sviluppo: «RedCap è in grado di limitare lo spettro del 5G cosicché le applicazioni IoT a bassa potenza possano essere gestite a costi inferiori.»
Utilizzando l’intera capacità del 5G per applicazioni a potenza ridotta, si rischia di occupare inutilmente molta larghezza di banda, come spiega Rechou nel seguente paragone: «Sarebbe come prenotare un’autostrada a tre corsie, per poi andare dal punto A al punto B in bicicletta.»
Fatti sul 5G RedCap
A differenza della normale tecnologia 5G, RedCap punta a un equilibrio tra produttività, durata della batteria, complessità e densità di dispositivi. Anziché la piena larghezza di banda di 100 MHz all’interno dello spettro 5G attivato da Sunrise, con RedCap viene occupato uno spettro di 20 o addirittura di soli 5 MHz.
RedCap colma un vuoto tra il 4G (LTE) e la versione tradizionale del 5G. Da un lato offre una velocità massima dei dati più elevata rispetto a LTE Cat1, dall’altro, grazie al 5G, si raggiungono tempi di latenza molto bassi ma con una migliore efficienza energetica, in modo che i dispositivi a batteria IoT possano essere utilizzati più a lungo e a costi ridotti.
In linea generale, RedCap aumenterà notevolmente la capacità e la flessibilità delle reti 5G, ponendo così le basi per applicazioni innovative completamente nuove. Secondo Oscar Rechou, con RedCap vale la pena utilizzare il 5G sia per applicazioni di videosorveglianza in tempo reale che richiedono più GB, sia per Use Cases che richiedono pochi MB. I casi d’uso più comuni per il 5G RedCap sono i sensori industriali wireless, gli Smart Grid o i dispositivi wearables.
RedCap aumenterà notevolmente la capacità e la flessibilità delle reti 5G in moltissimi settori, ponendo così le basi per applicazioni innovative completamente nuove. Velocità di trasmissione dati estremamente elevate nelle reti 5G potrebbero consentire lo streaming ad alta risoluzione e ottimizzare le esperienze di realtà virtuale.
I tempi di latenza significativamente ridotti di RedCap potrebbero avere effetti positivi per le applicazioni in tempo reale come la guida autonoma, la telemedicina o i sistemi di controllo industriali.
Inoltre, RedCap potrebbe essere impiegato per applicazioni IoT con elevati requisiti di affidabilità, ad esempio nelle Smart City, nell’automazione industriale o con i dispositivi sanitari connessi, e in qualsiasi altro settore in cui affidabilità e resistenza delle reti 5G migliorino la comunicazione critica, come ad esempio nelle organizzazioni di emergenza, nelle applicazioni di sicurezza pubblica o nel settore della difesa.
Si prevede una migrazione senza intoppi da LTE al 5G: RedCap punta infatti a offrire una connettività di base per quasi tutte le applicazioni IoT. Al giorno d’oggi, in molte di queste applicazioni viene utilizzato LTE.
In futuro, per evitare di utilizzare contemporaneamente 3G, 4G e 5G, RedCap potrebbe colmare questa lacuna, favorendo solo il 5G NR (New Radio). «Sunrise Business utilizzerà RedCap non appena saranno disponibili dispositivi idonei», conferma Rechou.
Il protocollo New Radio (NR) Sidelink si basa anch’esso sul 5G e favorisce la comunicazione tra diversi dispositivi su brevi distanze. Con la tecnologia Device to Device (D2D), i singoli dispositivi non dovranno necessariamente disporre di un proprio collegamento 5G per entrare in un sistema IoT.
«Uno scenario tipico sono i veicoli connessi che, grazie a Sidelink, non dipendono in modo permanente da un proprio collegamento 5G. Se un altro veicolo nelle vicinanze offre un collegamento migliore, può beneficiarne anche il nostro veicolo», spiega Oscar Rechou. Più automobili in fila si collegano automaticamente tramite Sidelink, in modo da garantire un collegamento affidabile anche a bassa latenza, ad esempio in caso di scarsa copertura o in una galleria.
Fatti sul NR Sidelink Relay
Grazie a Sidelink, i dispositivi con una buona connessione fungono da ponte verso Internet per gli altri dispositivi. In questo modo si ottiene di fatto un ampliamento della copertura di rete 5G. Con Sidelink, anche i dispositivi wearable possono comunicare senza un proprio collegamento, poiché si connettono alla rete 5G tramite una stazione radio di base o uno smartphone.
I primi approcci Sidelink (V2X) sono disponibili già dalla Release 12 (LTE).
Il NR Sidelink Relay sarà disponibile con la 3GPP Release 17 per il 5G.
Sidelink Enhanced farà parte del 5G Advanced e verrà pubblicato nella 3GPP Release 18 , dalla fine del 2024.
Solitamente, nella produzione industriale, nella logistica o nella gestione delle giacenze vengono utilizzati codici a barre, codici QR o etichette RFID stampati su carta e letti singolarmente con uno scanner manuale, il che richiede tempo e molto lavoro. Questo processo potrebbe diventare molto più veloce se le etichette IoT passive venissero scansionate con una funzione di lettura da remoto automatica e capillare, tramite un pulsante.
A differenza dei dispositivi IoT attivi, i dispositivi IoT passivi non inviano né ricevono dati, poiché non dispongono di una propria alimentazione elettrica e di un collegamento a Internet diretto. In futuro, sarà sufficiente applicare un tag per connettere un oggetto nell’IoT passivo.
«Questi tag molto convenienti sono simili a un chip RFID, ma hanno una copertura di 235 metri, anziché 10», spiega Oscar Rechou Iglesias. All’interno di questa copertura, il tag IoT passivo può accumulare abbastanza energia da permettere al terminale di comunicare con una stazione radio di base di telefonia mobile, per cui la scansione risulta superflua.
Fatti sull’IoT passivo
Un’antenna attiva invia un segnale che i tag possono rinviare per induzione senza utilizzare la propria energia. Per collegare gli oggetti in modo passivo è quindi necessaria un’infrastruttura esterna, come un gateway utilizzato in un centro logistico per il controllo degli accessi, per l’asset tracking o per le applicazioni Smart City locali.
Le reti IoT passive miglioreranno i tassi di rilevamento, la copertura e la precisione di posizionamento. Nella gestione dei magazzini, gli oggetti potranno essere gestiti, inventariati e rintracciati in modo centralizzato, con una precisione di 2 metri.
Nel caso in cui siano necessarie informazioni minime sugli oggetti connessi, i dispositivi IoT passivi offrono numerosi vantaggi rispetto ai tradizionali e più complessi dispositivi IoT e tecnologie di collegamento. Da un lato, i costi per la produzione e l’utilizzo sono convenienti e non richiedono risorse energetiche.
Dall’altro lato, un dispositivo IoT passivo comporta più limitazioni, ad esempio la dipendenza da stazioni radio di base o funzionalità limitate rispetto ai dispositivi che dispongono di un collegamento a Internet continuo.
Tutte e tre le novità promettono non solo funzionalità del tutto nuove e prestazioni migliori, ma anche interessanti opzioni per l’ottimizzazione dei costi. In qualità di promotore dell’innovazione, Sunrise Business integra attivamente queste tecnologie nelle soluzioni IoT per i suoi clienti, al fine di supportare in modo ottimale le loro attività commerciali.
Un vantaggio più immediato, in particolare per le applicazioni IoT, sarà l’ingresso sul mercato di RedCap e Sidelink con la 3GPP Release 17 , prevista già nel 2024. Queste tecnologie hanno tutto il potenziale per ottimizzare gli Use Cases attuali e favorire la realizzazione di nuovi progetti.
Le novità relative al 5G Advanced verranno pubblicate solo nel corso del 2024 o del 2025, ma potrebbero volerci ancora alcuni anni prima che siano disponibili in Svizzera. Sunrise è già alla pratica: da alcune settimane gli ingegneri di rete stanno testando attivamente i primi prototipi con RedCap, Sidelink e IoT passivo.
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