Nel mondo dell’Internet of Things (IoT), l’efficienza e l’affidabilità della connettività sono fondamentali. Tra le diverse alternative disponibili le tecnologie LPWA (Low Power Wide Area) stanno emergendo come soluzioni ideali per garantire una connettività a lungo raggio e sostenibile grazie ai bassi consumi energetici. In particolare, tra queste assumono particolare rilevanza, per prestazioni e livello di maturità, le tecnologie di comunicazione in banda libera 868, nello specifico Sigfox 0G e LoRaWan, in grado di abilitare applicazioni che richiedono scalabilità, semplicità di implementazione e bassi di costi gestione.
Ma quali sono le principali caratteristiche, le differenze e le similitudini tra queste due tecnologie e come la loro convergenza potrebbe offrire il meglio di entrambe?
Sigfox 0G e LoRaWAN: Una Panoramica
Tecnologia Sigfox 0G
Sigfox 0G, standard di comunicazione detenuto dal 2021 da UnaBiz, è un protocollo di comunicazione progettato appositamente per il mondo dell’Internet delle cose. Il data-rate molto contenuto e l’ampiezza del canale molto stretta (Ultra Narrow Band, appunto, con sotto-canali di 100Hz nella banda ISM 868 MHz) garantiscono una buona propagazione anche con livelli di potenza molto contenuti. Il consumo energetico, oltre ad essere molto ridotto, risulta facilmente prevedibile in quanto dipende solamente dal numero di trasmissioni dell’oggetto (la larghezza della banda, il data-rate e la potenza di trasmissione sono fisse).
Il modello di business sottostante prevede la presenza di un operatore nazionale per paese, EIT Smart in Italia, integrato nel network di operatori internazionali assicurando di conseguenza una interoperabilità seamless tra le diverse reti presenti in Europa e nel Mondo.
La tecnologia Sigfox 0G è infatti alla base della rete globale 0G dedicata all’Internet delle Cose su larga scala (Massive IoT), operata da più di 70 IoT Solution Provider integrati in un unico network per connettere dispositivi in modo sicuro, a basso costo e nel modo più efficiente dal punto di vista energetico.
Caratteristiche principali di Sigfox 0G:
- Lunga Portata: Copertura fino a 50 km in aree rurali e 10 km in aree urbane.
- Bassissimo Consumo Energetico: Adatto per dispositivi con durata della batteria fino a 10 anni.
- Semplicità e Scalabilità: Protocollo semplice, ideale per applicazioni massive che richiedono poche trasmissioni di dati e numerosi sensori connessi
- Costo Ridotto: Bassi costi operativi e di manutenzione
- Assenza di costi di gestione rete: investimento a carico dell’operatore nazionale
- Reti locali integrate: possibilità di creare coperture locali con gateway dedicati integrate seamless nel network internazionale
LoRaWAN
Con LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) si fa riferimento al protocollo aperto sviluppato da LoRa Alliance, basato su tecnologia LoRa, per la creazione di una l’infrastruttura di rete LPWA LoRa. Abbreviazione di Long Range, LoRa definisce il protocollo proprietario e la tecnica di modulazione utilizzata per comunicare sviluppata da Semtech, azienda operante nell’industria dei semiconduttori che detiene i diritti e concede in licenza l’IP (Intellectual Property) di questa tecnologia.
L’implementazione dell’infrastruttura di rete è demandata al singolo operatore motivo per cui in ciascun paese sono solitamente presenti più operatori su base locale (città, comune, provincia etc.) non integrati tra loro.
Caratteristiche principali di LoRaWAN:
- Lunga Portata: Fino a 15 km in aree rurali e 5 km in aree urbane.
- Basso Consumo Energetico: Ideale per dispositivi a batteria con durata di diversi anni.
- Sicurezza: Utilizza crittografia AES-128 per garantire la sicurezza dei dati.
- Flessibilità: permette di personalizzare parametri di rete quali velocità e quantità di dati trasmessi.
- Costi di gestione rete: presenza di costi di investimento e gestione della rete in assenza di un operatore nazionale
- Reti locali private: possibilità di creare reti locali private personalizzate
Confronto tra LoRaWAN e Sigfox 0G
Sebbene entrambe le tecnologie operino nella banda 868 MHz e siano progettate per applicazioni IoT, presentano alcune differenze chiave.
Sigfox 0G e LoRa operano nella stessa banda di frequenza (ISM Band), tuttavia il segnale di Sigfox 0G è più stretto (100 Hz) rispetto a quello LoRa (125 kHz). Adottando una maggiore larghezza di banda LoRa può operare a data rate maggiori (da 250bps a 5.5kbps) rispetto a Sigfox 0G (100 bps) anche grazie all’approccio ADR (Adaptive Data Rate) che permette di aggiustare dinamicamente la velocità di trasmissione in funzione della qualità del segnale. La banda ultra-stretta di Sigfox 0G rende invece tale segnale significativamente più resistente alle interferenze e, di conseguenza, al jamming.
Se quindi da un lato i consumi di Sigfox 0G, fissando la velocità di trasmissione e la quantità di dati inviati per singolo messaggio, non dipendono dalla distanza nodo-antenna né alla qualità del segnale, dall’altro LoRaWan, adottando un data rate adattivo, consente sì di trasmettere un maggior quantitativo di dati, ma rende le performance effettive dipendenti dalla rete e da tutti quei fattori che possono influire sulla qualità del segnale.
Entrambe le tecnologie sono soggette alla limitazione d’uso secondo quanto stabilito dalla normativa (1% duty cycle).
La Convergenza di LoRaWAN e Sigfox 0G
La convergenza di LoRaWAN e Sigfox 0G potrebbe rappresentare un punto di svolta nel panorama IoT, consentendo di sfruttare i punti di forza di entrambe le tecnologie. Immagina una soluzione ibrida che utilizzi la flessibilità e la sicurezza di LoRaWAN insieme alla semplicità e all’efficienza di Sigfox 0G. Ad esempio, un dispositivo potrebbe utilizzare Sigfox 0G per inviare brevi messaggi di stato periodici, mentre riservare LoRaWAN per trasmissioni più complesse o critiche.
Un aspetto fondamentale da considerare è che è possibile integrare entrambe le tecnologie in un unico dispositivo senza duplicare l’hardware. Questo rende le applicazioni miste più facili da implementare e offre un alto grado di adattabilità della soluzione al caso specifico. In pratica, un unico dispositivo può operare su entrambe le reti, scegliendo dinamicamente quale utilizzare in base alle esigenze del momento.
Benefici della Convergenza:
Ottimizzazione delle Risorse: Utilizzo efficiente delle risorse di rete, riducendo i costi operativi.
Miglior Copertura: Combina la copertura estesa di Sigfox 0G con la capacità di gestione del traffico di LoRaWAN.
Flessibilità e Scalabilità: Capacità di adattarsi a diverse esigenze applicative e di espandersi facilmente.
Semplificazione dell'Infrastruttura: Un unico dispositivo hardware che supporta entrambe le tecnologie, riducendo la complessità e i costi di sviluppo.
In conclusione
Le tecnologie LPWA, in particolare LoRaWAN e Sigfox 0G, stanno rivoluzionando il modo in cui i dispositivi IoT comunicano. Sebbene presentino differenze significative, la loro convergenza potrebbe offrire soluzioni ancora più potenti e versatili, permettendo di sfruttare al meglio i vantaggi di entrambe. Rimanere aggiornati su queste tecnologie e comprendere come integrarle nelle proprie applicazioni IoT sarà cruciale per capitalizzare sulle opportunità offerte dall’IoT.
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