EON_620

EON EWS n . 620 - GIUGNO 2018 20 è progettato per consentire la comunicazione diretta punto- punto tra dispositivi o i colle- gamenti punto-multipunto. Tut- tavia, la velocità dati è limitata a 1Mbps e i dispositivi devono essere abbinati prima che la comunicazione possa essere autorizzata. Lo scambio dati tramite Bluetooth richiede meno potenza del Wi-Fi, men- tre BLE - che è stato progettato per il collegamento di disposi- tivi di piccole dimensioni come gli endpoint IoT - presenta un consumo energetico ancora più basso e un’autonomia più lunga. L’architettura Blueto- oth Mesh è una funzionalità di comunicazione m:m che è ottimizzata per reti di dispo- sitivi su larga scala. Secondo il Bluetooth Special Interest Group (SIG), l’automazione di fabbrica rappresenta un’im- portante opportunità per le reti mesh wireless, potendo esse fornire soluzioni di classe in- dustriale che fanno fronte ad aspetti chiave legati all’affi- dabilità, alla scalabilità e alla sicurezza. L’affidabilità deriva dal fatto che le reti mesh sono intrinsecamente autoriparanti e non presentano singoli punti di guasto, mentre è assicurata la scalabilità, essendo possibi- le supportare migliaia di nodi con prestazioni di livello indu- striale. Inoltre le reti mesh pos- sono fornire la protezione di classe industriale contro tutti gli attacchi noti. Le reti Bluetooth Mesh posso- no estendere il campo effica- ce per le comunicazioni e far fronte alla sfida della comu- nicazione attraverso ostacoli fisici, pur mantenendo basso il consumo di energia a livello dei singoli nodi di dispositivi. In precedenza, le trasmissio- ni ad alta potenza sono state la tecnica principale utilizzata per ovviare ad aspetti quali le interferenze radio in un am- biente produttivo o la trasmis- sione di segnali attraverso barriere quali spesse mura di cemento. Questo approccio era caratterizzato da gravi limi- C he si tratti di comunicazione bidirezionale, verso dispositivi mobili o verso il cloud - o una combinazione delle tre - c’è un bisogno crescente di col- legare i dispositivi industriali negli ambienti di produzione. E, mentre attualmente gli ap- procci via cavo dominano il mercato, i vantaggi dati dalla comodità, dalla flessibilità e dalla rapidità di installazione delle nuove architetture inno- vative stanno alimentando un forte aumento della domanda di soluzioni wireless. Infatti, si stima che nel settore delle comunicazioni industriali le tecnologie wireless, che at- tualmente rappresentano circa il 6% del mercato, stanno cre- scendo con un tasso su base annua di circa il 32%. E questa crescita non può che continua- re, dato che stiamo andando verso un mondo dell’Industria 4.0 basato sull’IIo, in cui il tra- sferimento sicuro e affidabile dei dati negli ambienti di lavoro industriali non è mai stato così importante. Gli standard wire- less oggi adottati negli stabili- menti produttivi per accedere ai servizi o per collegare appa- recchiature e accessori inclu- dono Wi-Fi, Bluetooth, Blueto- oth Low Energy, ZigBee e NFC (Near-Field Communication). Ognuno di questi standard è caratterizzato da diversi punti di forza e limitazioni, che ten- dono a definire i tipi di funzioni per i quali sono adatti. Lo standard Wi-Fi Non sorprende il fatto che Wi- Fi sia lo standard prevalente, non da ultimo perché può es- sere utilizzato per collegare un numero elevato di dispositivi alla stessa rete ed estendersi fino a diverse decine di me- tri di distanza da ogni punto di accesso. La velocità dati massima è di 54 Mbps per lo standard IEEE 802.11 g, da 72 Mbps fino a un massimo teorico di 600 Mbps per IEEE 802.11 n, o da circa 500 Mbps a oltre 1 Gbps per IEEE 802.11 nella banda a 5 GHz. L’utilizzo non è soggetto a tariffe a con- sumo, l’accesso è solitamente gratuito e la configurazione di una rete privata Wi-Fi è sem- plice. Alcuni svantaggi sono la necessità di una password per accedere ad una rete Wi- Fi protetta, mentre le reti non protette sono vulnerabili all’ac- cesso da parte di utenti non autorizzati. Tutti i dati passano per il punto di accesso, che pertanto rappresenta un po- tenziale singolo punto di gua- sto, e i dispositivi connessi in rete non possono comunicare direttamente tra loro. Inoltre, sebbene la velocità nomina- le di trasmissione dei dati sia alta, cosa che rende Wi-Fi un’opzione molto valida per le operazioni ad alta intensità di dati come la condivisione di file di grandi dimensioni o di con- tenuti multimediali, la velocità effettiva può essere inferiore in base al numero dei dispositivi collegati in rete. Inoltre, l’ele- vato consumo energetico fa sì che Wi-Fi non sia l’ideale per i dispositivi alimentati a bat- teria con vincoli sul consumo energetico, che sono il cuore dell’IoT, specialmente quando si devono scambiare solo pic- cole quantità di dati. Altri standard wireless Per quanto riguarda le tecno- logie wireless a corto raggio, le più diffuse sono sicuramen- te ZigBee e Bluetooth. ZigBee ha avuto un’ampia diffusione in ambito industriale, non da ultimo grazie ai suoi costi con- tenuti e alla sua capacità di as- sicurare comunicazioni “mesh” (magliate) o da molti-a-molti (m:m). Tuttavia, la continua evoluzione del più onnipresen- te standard Bluetooth - inclusa ora la capacità di Bluetooth di supportare implementazioni su reti mesh - fa sì che Blue- tooth, e in particolare le im- plementazioni Bluetooth Low Energy (BLE) stiano guada- gnando consensi. Tra i vantag- gi che i sostenitori di Bluetooth adducono vi sono la velocità di trasmissione superiore e l’efficienza della codifica, la possibilità di implementare soluzioni con consumi di po- tenza inferiori e una maggiore resilienza in ambienti RF “ru- morosi”. Bluetooth Mesh e Beacon Lo standard Bluetooth è carat- terizzato da un raggio operati- vo wireless di circa 10 metri ed Reti wireless per le fabbriche del futuro L’Industria 4.0 traina la domanda di soluzioni robuste, affidabili e sicure per il trasferimento dei dati senza cavi P ETER L IEBERWIRTH V ICE P RESIDENT T OSHIBA E LECTRONICS E UROPE PETER LIEBERWIRTH T ECNOLOGIE