Sebbene le reti locali siano generalmente ottimizzate per ottenere la massima velocità di trasmissione dati possibile, ciò non è sempre pratico. Soprattutto per i dispositivi con un consumo di dati inferiore a quello di un PC, ad esempio, le distanze e la copertura sono più importanti: È qui che entra in gioco la Low Power Wide Area Network (o LPWAN). È l’ideale per l’Internet of Things (IoT)/smart home e offre una soluzione efficiente dal punto di vista dei costi e dei consumi per la comunicazione tra dispositivi.
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Wide Area Network a basso consumo — tecnologie e possibili utilizzi
La Low Power Wide Area Network è una classificazione di diversi protocolli di rete in grado di collegare tra loro dispositivi a basso consumo. Si tratta di una soluzione eccellente soprattutto per i dispositivi alimentati a batteria, in quanto garantisce un funzionamento prolungato e a risparmio energetico.
La base per una rete a bassa potenza è una frequenza di trasmissione inferiore a quella delle reti WLAN. Mentre queste ultime sono comprese tra 2,4 e 5 GHz, una rete geografica a basso consumo opera tipicamente in una gamma di frequenze compresa tra 433 MHz e 2,4 GHz; solo i protocolli Ingenu e Random Phase Multiple Access utilizzano la gamma di frequenze superiore.
Di norma, la frequenza di trasmissione è compresa tra 433 MHz e 1 GHz, con diversi approcci di rete ancora in competizione per la standardizzazione come Low Power Wide Area Network. Le varianti LTE come LTE M2M o Narrow Band LTE sono particolarmente promettenti, così come strutture come Long Range Wide Area Network o Low Throughput Network.
A seconda del sistema Low Power Wide Area Network, la distanza che può essere colmata è compresa tra 5 e 40 chilometri, con volumi di dati trasmessi che variano nell’ordine di alcune centinaia di bit al secondo.
Sebbene esistano già reti radio ben note e a risparmio energetico, come Bluetooth Low Energy (BLE) e Zigbee, esse non offrono la copertura di una Low Power Wide Area Network.
La bassa velocità di trasmissione è del tutto sufficiente per i sensori e gli attuatori che costituiscono una rete più ampia in grandi siti, in impianti industriali o in luoghi pubblici.
Panoramica: cos’è la LPWAN o Low Power Wide Area Network (thethingsnetwork)
Tuttavia, è importante distinguere tra comunicazioni a corto e a lungo raggio quando si considera il traffico radio nella Low Power Wide Area Network. In questo modo, la copertura e il controllo funzionano in ultima analisi attraverso un server a cui ci si rivolge tramite componenti a lungo raggio. Ciò richiede un gateway, che assume le operazioni di una stazione base centrale e controlla la comunicazione nella Low Power Wide Area Network.
La comunicazione a lungo raggio viene avviata come un tentativo di comunicazione diretta e cerca di stabilire una connessione il più possibile diretta. Se non si riesce, i dispositivi lavorano insieme come dispositivi a corto raggio, passando la trasmissione da una connessione all’altra. In questo modo, i gateway locali trasmettono i comandi e i protocolli e garantiscono una comunicazione completa tra tutti i dispositivi della Low Power Wide Area Network. Questi dispositivi finali sono noti anche come nodi o moti.
I nodi comunicano tra loro nello spettro radio o nella gamma delle radio mobili, mentre la comunicazione dal gateway al server avviene tramite normali connessioni IP.
Tuttavia, l’idea della Low Power Wide Area Network è attualmente ancora in fase di sperimentazione. Esistono diversi standard pubblicati, nessuno dei quali è ancora riuscito ad affermarsi in modo definitivo. Tuttavia, diversi standard come RPMA, WavIoT e SigFox sono stati resi disponibili al pubblico.
The Things Network — LPWAN coverage Amsterdam (The Things Network Autore: LPWAN coverage Amsterdam)
L’idea di «The Things Network» è attualmente gestita dalla comunità ed è disponibile in singole città della Germania. In Russia, 30 milioni di persone hanno già accesso a una rete geografica a basso consumo, mentre «The Things Network» è riuscita a coprire l’intera Amsterdam con soli dieci gateway.
L’idea della Low Power Wide Area Network è quindi destinata a crescere anche nei Paesi di lingua tedesca nei prossimi anni, portando a una maggiore connettività e a una migliore distribuzione dell’Internet delle cose e della casa intelligente.
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