MIOTY, il nuovo standard LPWAN, offre qualità e scalabilità per comunicazioni Sub-1 GHz in tutto il mondo

Le tecnologie wireless sono la spina dorsale del nostro mondo connesso in rapida evoluzione. Mentre queste tecnologie stanno spingendo sempre più in là diversi confini in termini di velocità di comunicazione, raggio di copertura e integrazione, gli sviluppatori e i produttori sono alla ricerca di soluzioni che offrano un approccio semplificato alla progettazione per l’Internet of Things (IoT).

Mentre la velocità di comunicazione è stata una priorità per decenni, di recente si è assistito ad una maggiore attenzione verso dispositivi connessi a lungo raggio e a bassa potenza. Le reti utilizzate da dispositivi a lungo raggio ed a bassa potenza sono spesso definite reti a bassa potenza (LPWAN, low-power wide-area network). Esempi di applicazioni che traggono vantaggio dai sistemi LPWAN sono i sensori ambientali come i sensori di temperatura, qualità dell’aria e i sensori per misuratori di portata a batteria per acqua, calore e gas.

In genere, questi sensori comunicano molto raramente, con minuti o ore che passano tra un intervento e l’altro. Per tali applicazioni, la tecnologia è ottimizzata per la comunicazione a radiofrequenza (RF) a lungo raggio a spese dell’alta velocità di trasmissione dei dati.

Oggi le soluzioni LPWAN mancano di scalabilità e sono meno robuste a causa di problemi di interferenza e problemi di coesistenza con altre reti radio. Molte soluzioni esistenti non sono in grado di offrire un’elevata coerenza nella consegna dei dati nel tempo. Inoltre, anche la durata della batteria risulta limitata a causa di metodi di trasmissione inefficienti.

TI è uno dei membri fondatori della recente MIOTY Alliance, che funge da organo di governo della soluzione LPWAN MIOTY. Lo standard MIOTY offre una soluzione completa a lungo raggio ed a bassa potenza per comunicazioni Sub-1 GHz in tutto il mondo

MIOTY può aiutare gli sviluppatori IoT a superare problematiche di progettazione come:

• Difficoltà a soddisfare i requisiti di lungo raggio Lunga durata della batteria
• Degrado delle prestazioni nelle reti con un elevato numero di nodi.

MIOTY presenta molti vantaggi intrinseci, tra cui:

• Una combinazione di codifica e funzionamento a banda stretta consente la comunicazione RF a lungo raggio.
• Il ridotto overhead di pacchetti e la codifica efficiente comportano un risparmio in termini di corrente.
• Comunicazione più affidabile e reti più grandi sono rese possibili dal telegram splitting.

La soluzione MIOTY offre una rete a stella per nodi end/leaf a bassa potenza, nonché una soluzione gateway per la connettività cloud. Attualmente, MIOTY propone una rete privata, ma l’aspettativa è che terze parti offrano anche una soluzione di rete as a service.

Lo standard MIOTY opera in bande senza licenza in tutto il mondo. Non sono previsti costi per l’utilizzo dello spettro radio, a differenza delle soluzioni IoT (NB-IOT) a banda stretta.

Soluzione standard contro soluzione proprietaria

La risposta può sembrare ovvia, ma le soluzioni LPWAN esistenti sul mercato oggi soffrono di una mancanza di standardizzazione; alcune sono portate avanti da startup con una storia senza alcuna prova. Non è facile apportare modifiche ad un protocollo o sistema RF se è necessario invertire la compatibilità di un prodotto esistente, pertanto è importante scegliere la soluzione giusta subito e per il futuro.

La tecnologia MIOTY di base (livello fisico [PHY]/Media Access Control) si basa su uno standard tecnico pubblico dello European Telecommunications Standards Institute (ETSI) (TS 103 357) e può essere scaricato da chiunque gratuitamente. MIOTY è già stato testato con tre fornitori di componenti elettronici indipendenti, tra cui Texas Instruments, utilizzando il microcontroller (MCU) CC1310.

Vantaggi fondamentali della tecnologia MIOTY

La tecnologia MIOTY è adatta per reti a lungo raggio, a bassa potenza e affidabili; può adattarsi a reti di grandi dimensioni e raggiungere 5 km nelle aree urbane.

Le soluzioni LPWAN esistenti danno l’impressione che siano disponibili più fornitori di componenti elettronici, ma uno sguardo più attento rivela che alcune soluzioni utilizzano transceiver RF di una o due società, da cui deriva una situazione di vendor lock-in. MIOTY è trasparente in merito a importanti dettagli come i formati di modulazione (PHY). Le soluzioni MIOTY sono già state testate con più fornitori, il che aiuta a creare una vera concorrenza sul mercato.

Texas Instruments offre una famiglia completa di prodotti per MIOTY. La MCU wireless CC1310, parte della piattaforma SimpleLink™, è un system-on-chip a bassissima potenza che include un transceiver RF e una MCU Arm Cortex-M3 più le periferiche. Questo dispositivo può contenere uno stack MIOTY completo e un’applicazione a piccolo sensore in un package QFN (Quad Flat No-Lead) da 4 mm per 4 mm. Alternative con più memoria e più potenza di elaborazione sono CC1312R e CC1352R. CC1352R, oltre a gestire MIOTY Sub-1 GHz, gestisce anche una connessione Bluetooth Low Energy con smartphone.

MIOTY è effettivamente la soluzione LPWAN del futuro: offre prestazioni di rete scalabili e affidabili, un requisito fondamentale per l’IoT industriale. Inoltre, lo standard MIOTY richiede una bassa potenza grazie all’efficace architettura di sistema. Se utilizzata in combinazione con SoC RF SimpleLink a bassa potenza, questa architettura permette di ottenere una lunga autonomia della batteria. Mentre il panorama dell’IoT è in continua crescita ed evoluzione, lo standard MIOTY e la piattaforma SimpleLink creano un’opzione di connettività praticabile per la comunicazione Sub-1 GHz a livello mondiale.

Ulteriori informazioni sono disponibili sul sito dell’alliance www.mioty-alliance.com e sulle pagine dedicate a questa tecnologia sul sito Texas Instruments: www.ti.com/mioty.