L'IoT cellulare è un ecosistema in rapida crescita basato sugli standard globali 3GPP, supportato da un numero crescente di fornitori di reti mobili e di dispositivi, chipset, moduli e infrastrutture di rete. Inoltre, le reti cellulari offrono la copertura globale e livelli elevati di affidabilità, sicurezza e prestazioni richiesti anche dalle applicazioni IoT più esigenti.

Molte industrie stanno sperimentando i vantaggi dell’IoT cellulare, nei settori dell'elettronica di consumo, automobilistico, ferroviario, minerario, dei servizi pubblici, sanitario, agricolo, manifatturiero e dei trasporti. Con il 5G sul mercato, quasi tutti i settori stanno esplorando il potenziale della connettività cellulare per trasformare radicalmente le aziende.

Il 5G porta una serie di vantaggi all’IoT, irraggiungibili con il 4G o altre tecnologie wireless. Ciò include la capacità del 5G di supportare molti dispositivi IoT statici e mobili, con una gamma diversificata di requisiti di velocità, larghezza di banda e qualità del servizio. Le reti 5G in fase di implementazione oggi si basano sulle reti 4G, che utilizzano le tecnologie LTE for Machines (LTE-M) e Narrowband-IoT (NB-IoT), mentre il 5G offre le funzionalità necessarie per supportare i casi d’utilizzo esistenti e futuri.

Motori di crescita per l’IoT cellulare 5G

Schema dei vantaggi del 5G
Figura 1: Il 5G offre più vantaggi rispetto alle altre tecnologie wireless
  1. Incremento della velocità e della copertura: Ogni generazione di rete wireless ha comportato un incremento significativo della velocità e i vantaggi del 5G, con velocità previste fino a 10 Gbps, rappresentano un aumento fino a 100 volte rispetto al 4G. Le reti cellulari 5G offrono una copertura molto più ampia e supportano dispositivi molto più grandi. La possibilità di implementare reti 5G aziendali consente alle aziende IoT di collegare più dispositivi con maggiore affidabilità e velocità su un’area più ampia.

  2. Facilità e bassi costi di implementazione: I dispositivi IoT non cellulari devono essere configurati per una rete specifica prima di potersi connettere al mondo (selezionare una rete Wi-Fi specifica o una connessione Bluetooth). I dispositivi cellulari, invece, devono solo avere inserita una scheda SIM/eSIM attivata e sono subito operativi. In questo modo è semplice aumentare o diminuire in base alle necessità, senza un forte investimento di risorse.

  3. Gestione remota: La copertura maggiore fornita dalla rete cellulare 5G consente di monitorare in remoto la connettività, di configurare i dispositivi e di garantire l'applicazione degli aggiornamenti software e firmware.

  4. Bassa latenza ed elevata affidabilità: Con l’IoT cellulare sulle reti 5G, le comunicazioni dei servizi di emergenza possono essere più sicure e affidabili, fornendo dati in tempo reale ai centri di comando. La latenza del 5G è più veloce dell’elaborazione visiva umana, rendendo possibile il controllo dei dispositivi da remoto in tempo quasi reale.

  5. Sicurezza del progetto: Le reti 5G sono dotate di misure di sicurezza integrate per proteggere i consumatori. La connettività include protocolli come l’autenticazione sicura, la protezione dei segnali e la crittografia dei dati. Queste misure contribuiscono a garantire che i problemi di sicurezza che affliggono i dispositivi IoT del consumatore non emergano come problemi nell’uso industriale.

  6. Basso consumo energetico: Gli standard IoT dei cellulari, come NB-IoT, sono stati progettati per massimizzare la durata della batteria e ridurre il consumo energetico. In questo modo è possibile distribuire i dispositivi in aree remote per lunghi periodi, dato che in alcuni casi la durata della batteria si spinge fino a dieci anni.

Operazioni IoT cellulari con il 5G

Le reti mobili 5G sono immaginate per garantire dispositivi di massa e nuovi servizi, ad esempio la banda larga mobile potenziata (eMBB), le comunicazioni massive di tipo macchina (mMTC) e le comunicazioni critiche e le operazioni di rete. La crescita dell’IoT 5G avverrà a ondate, con le applicazioni EMBB che si affermeranno per prime. La comunicazione ultra-affidabile a bassa latenza (uRLLC) sarà uno dei cambiamenti maggiori dopo che il 5G sarà pienamente diffuso.

I veicoli autonomi sono una delle applicazioni 5G più attese. La tecnologia dei veicoli sta avanzando rapidamente per supportare il futuro dei veicoli autonomi. I sistemi informatici di bordo si stanno evolvendo con livelli di potenza di calcolo che in passato si vedevano solo nei centri dati. Le reti 5G saranno un grande fattore abilitante per i veicoli autonomi (Figura 2), grazie alla riduzione drastica della latenza, in quanto i veicoli potranno rispondere da 10 a 100 volte più velocemente rispetto alle attuali reti cellulari.

Ciò consentirà ai veicoli di rispondere automaticamente e quasi istantaneamente agli oggetti e ai cambiamenti che li circondano. Un veicolo deve inviare e ricevere messaggi in millisecondi per frenare o cambiare direzione in risposta a segnali stradali, pericoli e persone che attraversano la strada.

Schema delle modalità di comunicazione 5G-V2C
Figura 2: Modalità di comunicazione 5G-V2X.

Il 5G sarà una trasformazione e renderà possibili molte nuove applicazioni che oggi non sono realizzabili, in particolare nelle aree urbane e nelle città. I casi d’utilizzo del 5G non saranno limitati a un’area particolare: consumatori, aziende, industrie e città beneficeranno di una o più dimensioni del 5G. Tuttavia, invece di aspettare il lancio completo del 5G, possiamo costruire il futuro con la tecnologia 4G LTE e convalidare applicazioni e modelli aziendali. Per poi perfezionarli ed espanderli quando il 5G sarà disponibile in modo più ampio.

Siete interessati a saperne di più sulla tecnologia IoT cellulare? Leggete il nostro Documento informativo sulle soluzioni di connettività wireless per l’IoT.

Riferimenti:

Figura 1: Il 5G offre più vantaggi rispetto alle altre tecnologie wireless

Figura 2: Modalità di comunicazione 5G-V2X.

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