L’evoluzione dei dispositivi 5G – e in particolare la loro ottimizzazione e l’adattamento a servizio dei possibili casi d’uso – presenta interessanti opportunità, fra gli altri, per l’Internet of Things (IoT) e l’Extended Reality (XR), ma è l’Ambient IoT la vera nuova frontiera applicativa. Lo rivela Evolving devices for 5G adoptation (SCARICA QUI IL DOCUMENTO COMPLETO), report di 5G America, organizzazione la cui missione è facilitare e sostenere il progresso del 5G in tutte le Americhe.
Ambient IoT: i dispositivi che funzionano solo con l’energia raccolta dall’ambiente
L’Ambient IoT (A-IoT) è un nuovo tipo/segmento di dispositivi che funziona solo con l’energia raccolta dall’ambiente. È considerato poco costoso; i dispositivi di piccolo formato che consumano pochissima energia occupano il segmento più basso delle categorie di dispositivi IoT, ben al di sotto di NB-IoT ed eMTC in termini di costo, complessità, potenza, ecc.
Per la progettazione, un A-IoT non richiede la sostituzione della batteria. Questo riduce o elimina l’impegno e il costo potenziale della manutenzione. I dispositivi A-IoT sono utili nei casi d’uso (come i sensori wireless per le fabbriche, l’agricoltura, gli edifici, i ponti, ecc.) in cui l’accesso frequente delle persone è difficile o costoso. L’analisi, in particolare, rende conto di più di 30 casi d’uso nelle seguenti quattro categorie: inventario, sensore, posizionamento e comando.
Quattro categorie per 30 casi d’uso
Secondo il report, il basso costo dell’A-IoT può consentire la connessione di un gran numero di dispositivi a una rete. Per la catena di approvvigionamento (compresi produzione, spedizione, magazzino, ecc.), i dispositivi A-IoT potrebbero essere collegati a prodotti o beni per l’inventario e la tracciabilità. Inoltre, proprio il basso costo e il fattore di forma ridotto, uniti all’assenza di sostituzione della batteria, rendono il dispositivo adatto a questi casi d’uso:
Inventario: Etichettatura/identificazione intelligente in magazzino, catena di approvvigionamento, spedizioni aeroportuali, produzione, logistica, vendita al dettaglio, ecc.
Sensori: Rilevamento ambientale in smart farm, smart city, smart home, smart grid, ecc.
Posizionamento: tracciamento della posizione e raggio d’azione in interni/esterni per beni, prodotti, tracciamento di oggetti personali, ecc.
Comando: attuatori, attivazione/disattivazione di dispositivi, etichettatura elettronica, ecc.
Una panoramica sull’evoluzione dei device 5G
I dispositivi 5G sono utilizzati in un’ampia varietà di settori, ma non esiste un unico tipo di dispositivo in grado di soddisfare tutti i requisiti necessari nei diversi casi d’uso. Il documento informativo di 5G America esamina proprio l’evoluzione dei dispositivi 5G, dagli smartphone (basati sulla banda larga mobile potenziata eMBB) ai dispositivi IoT di medio livello con capacità ridotta (RedCap), e offre una panoramica dei dispositivi emergenti a basso costo e senza batteria (ambient IoT) che coprono un ampio spettro di casi d’uso 5G. Il report mira così a fornire una panoramica su come il 5G si sta evolvendo dal punto di vista dei dispositivi per affrontare vari casi d’uso attraverso l’ottimizzazione e l’adattamento.
Le caratteristiche dei prodotti alla base della loro funzionalità
Osservando le caratteristiche dei dispositivi, lo studio rileva che mentre il 5G rimodella le comunicazioni globali, le caratteristiche dei dispositivi rimangono cruciali. Nello specifico, ha osservato che caratteristiche quali mobilità, larghezza di banda, dimensioni, accessibilità, costo, sicurezza, copertura, durata della batteria e tecnologia di accesso radio influenzano la progettazione e la funzionalità dei dispositivi 5G per varie applicazioni.
Oltre agli smartphone e nel panorama dei dispositivi, lo studio fa poi notare che l’ecosistema dei dispositivi sta rapidamente crescendo fino a includere occhiali AR, dispositivi ad attivazione vocale e tecnologie IoT specializzate. “Questi sviluppi – si afferma – stanno trasformando le industrie, migliorando la comunicazione e consentendo il monitoraggio sanitario a distanza”.
I dispositivi a capacità ridotta
Anche i dispositivi a capacità ridotta sono tra i protagonisti dello studio. Inizialmente la tecnologia 5G New Radio si concentrava su applicazioni a banda larga mobile potenziata (eMBB). 3GPP ha successivamente introdotto le specifiche RedCap nella versione 17 per soddisfare casi d’uso a basso throughput, convenienti ed efficienti dal punto di vista energetico. Si dice che questi dispositivi offrano una soluzione equilibrata per velocità dati, latenza e durata della batteria.
I dispositivi IoT ambientali
In questo quadro, i dispositivi IoT ambientali stanno attirando molta attenzione poiché funzionano esclusivamente con l’energia raccolta dall’ambiente, eliminando la necessità di batterie. Caratterizzati da dimensioni ridotte, basso costo e consumo energetico estremamente basso, ne è stato promosso l’utilizzo in vari settori, come la gestione dell’inventario e il rilevamento ambientale.
L’evoluzione dei device 5G spinta dai nuovi casi d’uso
Entrando più nel dettaglio della metodologia di studio, l’analisi ha innanzitutto esaminato diversi tipi di dispositivi 5G, classificandoli (sulla base di aspetti quali mobilità, larghezza di banda, costo, durata della batteria, ecc.) in dispositivi IoT generici e specializzati, dove quest’ultimo caso si riferisce a dispositivi ottimizzati per i casi d’uso IoT con una complessità e un costo inferiori in generale. In secondo luogo, è stata analizzata l’evoluzione dei dispositivi 5G da eMBB a RedCap. RedCap si rivolge tipicamente ai casi d’uso a cui era destinato in precedenza l’Lte Cat-4 (fino a Cat-1). Infine, è stato presentato l’emergente dispositivo IoT ambientale senza batteria che mira a ridurre ulteriormente la complessità e i costi. Sono stati discussi i casi d’uso previsti, le attività standard, le tecnologie abilitanti e molte questioni e sfide aperte negli aspetti radio e di progettazione del sistema.
Ne emerge che i nuovi casi d’uso e le opportunità di business hanno spinto l’evoluzione dei dispositivi 5G dallo smartphone all’IoT, all’XR o addirittura a nuovi tipi di dispositivi. 5G America, in particolare, i prevede che gli attuali dispositivi 5G continueranno a evolversi con l’obiettivo di migliorare l’efficienza energetica, il fattore di forma, il costo, la copertura, ecc. per affrontare meglio i casi d’uso attuali ed emergenti.
