Massive IoT: significato, tecnologie ed esempi | Internet 4 Things

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Massive IoT: significato, tecnologie ed esempi

La Massive IoT rientra nelle tecnologie che, in ambito smart factory e Industria 4.0, contribuiscono alla cyber-security e alla sicurezza sul luogo di lavoro, alla riduzione dei costi e all’aumento della produttività. Ma il valore aggiunto consiste nella capacità di rendere smart le filiere e "aggiustare in corsa" prototipazione e produzione, senza fermare i macchinari

Il Mobility Report di Ericsson, rilasciato lo scorso giugno, fotografa la crescita di Massive IoT, NB-IoT e Cat-M, tecnologie in crescita a doppia cifra, man mano che il 5G traina la diffusione dell’Internet of Things (IoT).

Nel dettaglio, Massive IoT, NB-IoT e Cat-M registreranno un incremento che sfiora l’80% durante il 2021, pari a quasi 330 milioni di connessioni. Nel 2026, si prevede che rappresenteranno il 46% di tutte le connessioni IoT mobili.

Cosa significa Massive IoT

La Massive IoT è la connettività di una grande quantità di dispositivi IoT, oggetti, sensori e macchinari della smart factory connessi che scambiano piccoli volumi di dati.

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Si tratta di un’ampia gamma di device, low-cost e a basso consumo energetico – che spazia da centinaia di migliaia fino a miliardi di oggetti interconnessi -, capace di trasmettere un contenuto volume di dati verso piattaforme di cloud computing per essere analizzati in tempo reale e così aiutare Industria 4.0 a tagliare i costi, aumentare la produttività e “aggiustare” prototipazione e produzione senza dover fermare i macchinari.

Massive IoT

Quali sono le tecnologie Massive IoT

Massive IoT utilizza: Low Power Wide Area Networks (Lpwan), con gli standard LoRa e SigFox; NB-IoTCat-M, due tecnologie fra loro complementari e ambedue standardizzate da 3GPP per l’integrazione con il 5G, che hanno in comune la durata decennale delle batterie, ma che differiscono per i casi d’utilizzo:

  • 5G: con la sua velocità e il minimo tempo di latenza, si integra con NarrowBand IoT in modo da potenziare Industria 4.0, anche sotto il profilo della cyber-security, grazie ai protocolli di sicurezza della connettività 5G;
  • AI, machine learning e edge computing: svolgono sempre più ruoli significativi nella security by design di massive IoT, insieme a metodi di autenticazione forti;
  • NB-IoT (IoT di tipo Narrowband) è l’infrastruttura da combinare con le reti in fibra ottica e il 5G che consente la connessione di dispositivi semplici e low-cost, funziona a soli 200 kHz di larghezza banda, raggiunge una trasmissione dei dati con velocità di picco di circa 250 kbit al secondo;
  • Cat-M supporta dispositivi più evoluti e costosi, opera a una larghezza di banda superiore (1,4 MHz per CAT-M1, 5 MHz per CAT-M2): con velocità di trasferimento fino a 1 Mbps, minore latenza, supporto delle chiamate vocali.
  • i protocolli e tecnologie nell’ambito di Low Power Wide Area Networks (Lpwan): tecnologie di rete di trasmissione di dati che sfruttano batterie di durata decennale e chilometri di copertura; reti di cellulari costruite su LTE-Machine (LTE-M) e Narrowband IoT (NB-IoT);
  • standard LoRa e SigFox.

Massive IoT

Le tecnologie di risparmio energetico di NB-IoT e Cat-M

NB-IoT e Cat-M non hanno solo in comune la durata decennale delle batterie e la possibilità d’integrarsi al 5G, ma, a loro volta, condividono due tecnologie di risparmio energetico, in modalità di sospensione o dormiente, complementari e spesso combinate fra loro:

  • extended Discontinuos Reception (eDRX) che permette alla rete LTE e all’oggetto connesso di concordare un intervallo di disconnessione per tenere spenti i circuiti del ricevitore per un tempo determinato (modalità dormiente);
  • il Power Saving Mode (PSM) che consente al modem cellulare di disabilitare la trasmissione radio grazie a una modalità “in standby” senza doversi riconnettere alla rete da capo (re-attachment), in fase di riavvio, conclusa quella “dormiente”.

Qual è la differenza tra Massive IoT e Critical IoT

Massive IoT e Critical IoT rappresentano due perni di Industria 4.0 e di gestione della catena di fornitura della smart factory, nella transizione dalle connessioni machine-to-machine (M2M) alla connettività Internet of Things (IoT).

Le differenze fra Massive IoT e Critical IoT consistono nella velocità di connessione e nella scalabilità:

  • le applicazioni Critical IoT richiedono latenza estremamente bassa e high up time: sono casi d’uso affamate di banda come la telemedicina e l’automazione nella smart factory: tutto ciò che richiede per funzionare una connessione costante e data-rich;
  • la Massive IoT ha invece a che fare più con la scala che con la velocità di connessione: l’obiettivo di queste applicazioni consiste nel trasmettere con efficienza e consumare piccole moli di dati da un vasto numero di device, che spaziano dalle centinaia di migliaia ai miliardi di unità.

Massive IoT e 5G

Massive IoT e 5G, qual è il compito delle aziende

International Data Corporation (IDC) prevede che, entro fine anno, il 5G combinato con IoT trainerà la spesa della connettività di 1,2 miliardi di dollari. Ma gli investimenti infrastrutturali sono destinati a generare fino a 12 trilioni di dollari in beni e servizi, creando tecnologie innovative sia nel settore privato che pubblico.

Le aziende hanno il compito di investire in:

  • edge computing;
  • advanced analytics;
  • intelligenza artificiale (AI) per scalare in direzione dei network di massive IoT con le infrastrutture per connettere Industria 4.0 (ma anche veicoli a guida autonoma, smart building, smart city).

I vantaggi dell’integrazione del Massive IoT e del 5G nei processi produttivi permette alle aziende di diventare smart factory, in modo tale da:

  • monitorare costantemente e in tempo reale gli ambienti di produzione;
  • introdurre sempre più automazione e reti di macchinari interconnessi;
  • gestire la catena di fornitura in maniera efficiente e razionale, controllando in tempo reale le scorte di magazzino e migliorando l’organizzazione e la pianificazione delle filiere;
  • migliorare la sicurezza informatica;
  • rendere più sicuri i luoghi di lavoro;
  • incrementare la produttività;
  • ridurre i costi (sia in fase di prototipazione che di produzione);
  • adattare in corsa la produzione alle necessità del momento, tramite l’analisi in real time delle informazioni, grazie all’IoT;
  • personalizzare, anche su vasta scala, le produzioni “su misura”, con tool più versatili e programmabili da remoto;
  • produrre oggetti smart e connessi, per offrire alla clientela un’esperienza utenti superiore, manutenzione e supporto in fase di assistenza.

Video: Cellular IoT e Massive IoT

Esempi di Massive IoT

Il Massive IoT è impiegato in ambito Industria 4.0 e smart factory. Ecco alcuni esempi:

  • Smart Manufacturing Suite di Vodafone Business;
  • i contatori intelligenti (smart metering) usati dalle utility;
  • il progetto europeo Corealis del porto di Livorno: un sistema di gestione delle merci “general cargo” che implementa applicazioni di realtà aumentata, realtà virtuale, intelligenza artificiale nel terminal commerciale del porto.

Smart Manufacturing Suite di Vodafone Business

Vodafone Business, consapevole della diffusione di IoT in ambito Industria 4.0 (già nel 2020 superavano i 112 milioni gli oggetti connessi a livello globale e gli 11 milioni in Italia), ha lanciato Smart Manufacturing Suite.

Si tratta di una soluzione su misura per la fabbrica, senza necessità di cambiamenti radicali a livello dell’infrastruttura.

I punti di forza sono:

  • il gateway, da integrare comodamente con i sistemi di automazione e gestionali;
  • la dashboard per estrarre insight e KPI.
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