APPROFONDIMENTO

Internet of Things 5G: le attività di Huawei

 

Le reti 2G, 3G e 4G sono state incentrate principalmente su servizi dedicati alle persone, ma l'avvento di 5G renderà necessario progettare la rete mobile considerando protagonisti sia le persone, sia le 'cose'. Per questo motivo, è importante definire i principali fattori che caratterizzano le comunicazioni fra gli oggetti che, secondo la visione di Huawei, sono: disponibilità, larghezza di banda, copertura, sensibilità al ritardo (latenza) e risparmio energetico. Questo modello di valutazione può essere utilizzato per definire gli scenari tipici dell’IoT (Internet of Things). Ad esempio, i contatori intelligenti hanno requisiti stringenti per copertura (a causa delle sfavorevoli condizioni radio dei luoghi in cui possono essere installati) e per efficienza energetica (in modo da garantire una lunga durata di esercizio senza necessità di intervento), ma hanno un basso requisito di ritardo (le misure possono essere trasmesse ogni tanto). Invece, veicoli collegati alla rete sono molto sensibili al ritardo in quanto devono acquisire dati in tempo reale durante il loro movimento, ma non richiedono un’elevata efficienza energetica potendo sfruttare l’energia disponibile sul mezzo. Infine, sistemi di produzione robotizzati hanno bassi requisiti di efficienza energetica, ma richiedono un’elevata affidabilità e bassissimi ritardi.

 

Figura H –Confronto della robustezza radio tra le diverse tecnologie di telemisura (NB-IOT, GSM, WMbus), eseguito con un banco di prova TIM. Gli schermi verdi corrispondono a contatori ancora funzionanti, mentre quelli rossi corrispon-dono a contatori fuori copertura. (Fonte: TIM)

Huawei ha identificato l’opportunità del mercato IoT già nel 2014 e, da allora, ha contribuito alla definizione del primo standard specifico per IoT, denominato NB-IoT (Narrow Band IoT), che è stato finalizzato nel 2016 dal 3GPP. In parallelo, Huawei ha lanciato diverse iniziative per creare un “ecosistema delle cose”. Nel 2014 Huawei ha acquisito una società, Neul, con core business nel M2M (Machine-to-Machine) che ha sviluppato i primi chipset NB-IoT; tra il 2015 e il 2016 sono stati poi creati sette Open Labs in collaborazione con operatori leader globali in diverse aree e, contestualmente, sono state siglate più di 100 partnership con aziende non appartenenti al settore telecomunicazioni ma interessate ad una convergenza con il mondo mobile. Alcune di queste azioni hanno anche coinvolto direttamente l'Italia: ad esempio Huawei ha supportato TIM nel lancio del NB-IoT Open Lab di Torino (novembre 2016).

 

Figura D – Alcuni risultati sperimentazione MEC effettuata durante il Gran Premio F1 di Shangai

Le principali caratteristiche introdotte con NB-IoT sono: estensione della copertura per una profonda copertura indoor, maggiore durata della batteria del dispositivo, alta densità di collegamento (da intendersi come numero di dispositivi collegati per km²). La seguente figura mostra, a titolo di esempio, il miglioramento di copertura (sia rispetto al GSM che al WM-bus attualmente usate per applicazioni M2M) che consente il collegamento di dispositivi situati in situazioni radio sfavorevoli (ad esempio per contatori intelligenti posizionati nei piani interrati di un edificio).
I miglioramenti prestazionali introdotti dalla tecnologia NB-IoT sono  in linea con lo scenario identificato da ITU-R come Massive Machine Type Communication. In questo scenario, serve un’alta densità di collegamenti per supportare un enorme numero di dispositivi in rete che deve trasmettere solo occasionalmente, a basso bit rate e con mobilità assente o molto limitata. Un dispositivo a basso costo con lunga durata di vita operativa è di vitale importanza per questo scenario1. ITU-R ha individuato tre scenari d’uso: mMTC (Massive Machine Type Communication), eMBB (Enhanced Mobile Broadband), uRLLC (Ultra Reliable Low Latency Communication). Due di questi in particolare sono i pilastri fondamentali per l’IoT: mMTC, che sostanzialmente corrispondente alle tipiche applicazioni NB-IoT, e uRLLC, che può indirizzare, ad esempio, applicazioni incentrate sull’uso di robot, droni e veicoli.
Nell’ambito uRLLC l’Internet delle cose coinvolgerà funzionalità chiave relative a scenari dove la bassa latenza è di massima importanza, ad esempio applicazioni ad alto rischio dove i robot potranno sostituire l’uomo. Tale funzionalità sarà necessaria anche in alcuni scenari ad alta mobilità, come  ad esempio per la sicurezza del trasporto. I miglioramenti delle prestazioni di affidabilità e latenza consentiranno infatti applicazioni come la guida a distanza: fondamentale in tale contesto una connessione sufficientemente veloce per ricevere tempestivamente e in modo altamente affidabile informazioni dalla rete, che si traducano in comandi da attuare molto rapidamente. Per altre applicazioni, invece, come ad esempio il “see-through” tra veicoli o la realtà aumentata, si richiederà anche un’elevato throughput associato a funzionalità di mobilità. Siamo nell’ambito dello scenario eMBB2.
Per rendere tangibili le potenzialità dell’IoT in un contesto interessante per un ampio pubblico,  durante l’ultimo Mobile World Congress, sulla pista del circuito di Barcellona, è stata svolta da Huawei una dimostrazione dal vivo delle tecnologie cellulari sviluppate nell’ambito dell’iniziativa 5GVIA: passeggeri in un veicolo, dotato di tecnologia C-V2X, hanno potuto sperimentare come il collegamento in rete fra veicoli migliori la sicurezza e l'esperienza di guida. Le funzionalità dimostrate comprendevano meccanismi di allarme attivati quando altri veicoli improvvisamente frenano o cambiano corsia, o quando pedoni attraversano inaspettatamente la strada, o, ancora, quando i semafori stanno per cambiare di stato. Un video 'see-through' da altri veicoli forniva visibilità su quanto stesse accadendo a diverse macchine di distanza.  Il trial con tali funzionalità ha dimostrato come una connessione affidabile e  a bassissima latenza, basata su 5G V2X tra veicoli e rete, riduca al minimo il rischio di collisioni.
In ultimo, è importante ricordare l'iniziativa “X-Labs”, lanciata da Huawei con l’obiettivo di favorire la creazione di un ecosistema 5G in cui indagare le future applicazioni dell'internet delle cose insieme a operatori e imprese operanti in segmenti di mercato verticali. Nell’ambito di tale iniziativa ogni partner è invitato a partecipare al co-design di servizi 5.

Note

  1. Si veda Rec. ITU-R M.2083, "IMT Vision".
  2. Ulteriori informazioni sulle applicazioni di veicoli connessi sono disponibili sul white paper: http://www.huawei.com/minisite/hwmbbf16/insights/HUAWEI-WHITEPAPER-CONNECTION-CARS-Final.pdf
 

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