Con centinaia di milioni di persone che si riverseranno nelle aree urbane nei prossimi decenni, le richieste ai servizi locali e la velocità con cui saranno sfruttate le risorse disponibili aumenteranno e metteranno a dura prova le infrastrutture esistenti: nello scenario descritto, saranno le tecnologie wireless a garantire significativi vantaggi rispetto alle tecnologie cablate, in particolare con l’adozione della tecnologia LPWAN (Low Power Wide Area Network).
Come spiegano Koichi Sorada e Pawan Jalagar, Product Manager e Product Engineer IoT & Connectivity Modules di Murata: “In un prossimo futuro gli enti municipali, le utility e le imprese commerciali faranno uso dei dati per assicurare il corretto funzionamento delle proprie attività e per reagire in tempi più rapidi nel momento in cui dovessero verificarsi situazioni critiche. Una volta acquisiti da una molteplicità di nodi distribuiti, che spesso saranno dislocati in remoto, i dati devono essere trasportati nel modo più efficiente possibile”. Poiché esistono svariati protocolli LPWAN da tenere in considerazione, nel momento in cui si procede alla scelta della tecnologia da utilizzare è necessario tener conto di numerosi parametri tra cui range di funzionamento, regolarità della comunicazione, livelli di latenza, QoS ed efficienza in termini di consumi.
I principali protocolli LPWAN sono Sigfox, LoRa, e le reti cellulari LTE Cat NB1e Cat-M1. Sigfox utilizza la banda ISM (Industrial, Scientific, Medical) ed è una tecnologia wireless proprietaria; è una rete particolarmente adatta per la gestione di flotte e per applicazioni di logistica, ma l’utilizzo nel contesto di una città “intelligente” è limitato a pochi casi reali. Anche LoRa opera nella banda ISM e utilizza le medesime frequenze di Sigfox, ma è preferita a quest’ultima per il suo funzionamento di tipo bi-direzionale, alla sua maggiore capacità e all’integrazione della cifratura AES con chiave a 128 bit (AES-128), e ha rappresentato la base di numerose installazioni nell’ambito delle smart city: servizi di pubblica utilità, parcheggi “intelligenti”, monitoraggio della qualità dell’acqua, gestione dei rifiuti spesso si basano su questa rete. LTE Cat NB1, o Narrowband IoT, deriva dalla tecnologia mobile 4G LTE e può coesistere con le reti mobili 2G, 3G e 4G, mentre Cat-M è interamente basato su LTE, ha una velocità di trasferimento dati più elevata, latenza più ridotta ma costi e consumi sono maggiori rispetto a NB-IoT.
Venendo all’hardware, qualsiasi forma di implementazione wireless destinata alle Smart City dovrà rispettare vincoli molto severi in termini di consumi e garantire una durata della batteria per un periodo di dieci (o anche più) anni. Dicono ancora Sorada e Jalagar: “Compattezza e scalabilità sono altri due requisiti importanti: la prima perché consente di effettuare l’aggiornamento dell’hardware nelle infrastrutture esistenti, la seconda perché in parecchie applicazioni è necessario integrare un gran numero di nodi all’interno di un sistema e la disponibilità di una soluzione hardware e software che semplifichi il compito rappresenta un valore aggiunto”.
