Il "radio access technology" è la parte della rete cellulare che gestisce il trasferimento dei bit tra il dispositivo e la stazione radio base. La scelta che si effettua in questa fase determina il limite massimo della larghezza di banda, il limite minimo del consumo energetico e l’estensione della copertura che ci si può realisticamente aspettare. Questo articolo illustra ciascuna tecnologia e il suo ruolo nell’IoT.

Confronto rapido

2G: GSM

Stato: In fase di dismissione. È già stato disattivato in molti paesi (tra cui Australia, Svizzera e Singapore) e la sua disattivazione è prevista in molti altri.

Il GSM è stato il primo standard cellulare digitale ad essere ampiamente diffuso. Per l'IoT, rimane rilevante in due contesti specifici:

• Flotte obsolete che funzionano da anni con modem 2G e per cui non vale la pena effettuare un adeguamento.

• Soluzione alternativa per la copertura nelle regioni in cui le tecnologie LTE-M e NB-IoT non sono ancora state implementate, solitamente nei mercati emergenti.

Per i nuovi progetti, Non scegliere il 2G. Gli operatori stanno recuperando le frequenze e i dispositivi attualmente in uso sulla rete 2G dovranno essere sostituiti prima che raggiungano la fine del loro ciclo di vita.

3G: WCDMA / CDMA2000

Stato: In fase di dismissione. Il servizio è già stato disattivato negli Stati Uniti, nella maggior parte dell’Unione Europea, in Australia e in gran parte dell’Asia, con ulteriori disattivazioni previste ogni anno. Alcune reti rimangono attive, soprattutto nei mercati emergenti.

Non includere il 3G nei nuovi progetti. Nella maggior parte delle regioni, le reti rimanenti vengono dismesse più rapidamente rispetto al 2G e un dispositivo implementato oggi sul 3G rischia di sopravvivere alla rete da cui dipende. Le flotte 3G esistenti necessitano di un piano di migrazione.

4G: LTE

Stato: Dominante. Disponibile praticamente in tutti i paesi dotati di infrastruttura di telefonia mobile.

L'LTE è oggi la tecnologia di punta dell'IoT. La maggior parte dei dispositivi utilizza l'LTE standard (Cat-1, Cat-4) per la connettività generica:

• Cat-1 (circa 10 Mbps in download, 5 Mbps in upload) è la soluzione di base: moduli economici, velocità di trasmissione soddisfacente, ampiamente supportata.

• Cat-4 (circa 150 Mbps in download, 50 Mbps in upload) è la velocità utilizzata dagli hotspot per i consumatori e dall'IoT ad alta larghezza di banda.

• Le categorie superiori (Cat-6, Cat-12, ecc.) aumentano ulteriormente la larghezza di banda, ma sono poco diffuse nell'IoT.

Se non sai bene quale opzione scegliere, LTE Cat-1 o Cat-4 rappresentano la scelta predefinita più sicura.

5G: NR (New Radio)

Stato: Presente nella maggior parte dei mercati principali, in rapida espansione.

Il 5G apporta tre novità fondamentali per l'IoT:

• Maggiore larghezza di banda. Velocità di trasmissione multi-gigabit, laddove la rete lo consenta.

• Minore latenza. Nel caso migliore, un tempo di andata e ritorno dell’ordine di pochi millisecondi.

• Network slicing. La capacità di fornire una “porzione” logica della rete con caratteristiche garantite (larghezza di banda, latenza, affidabilità).

Scegli il 5G se hai bisogno di video in tempo reale, una velocità di trasmissione molto elevata o una latenza garantita. Per la trasmissione dei dati dei sensori su una scala dell'ordine dei kilobyte al giorno, il 5G è eccessivo: LTE-M o NB-IoT sono la soluzione giusta.

LTE-M: LTE Categoria M (Cat-M1)

Stato: Implementato nella maggior parte dei mercati LTE del Nord America, dell’Europa e in alcune zone dell’Asia.

L'LTE-M è una versione dell'LTE ottimizzata per l'IoT. Funziona sull'infrastruttura LTE esistente, ma utilizza una banda più stretta, il che significa che:

• Potenza inferiore. Durata pluriennale delle batterie di piccole dimensioni, a condizione che le trasmissioni siano sporadiche.

• Portata inferiore. Circa 300 kbps in condizioni normali; va bene per i dati dei sensori, il comando e controllo, la voce (sì, LTE-M supporta la voce), ma non per i video.

• Migliore copertura all'interno degli edifici. La banda più stretta attraversa i muri meglio rispetto alla banda LTE completa.

• Mobilità supportata. LTE-M gestisce il passaggio da una cella all'altra, quindi è adatto ai dispositivi in movimento (tracciamento di beni, veicoli).

LTE-M è la soluzione ideale per la maggior parte dei progetti IoT laddove la durata della batteria è più importante della velocità di trasmissione.

NB-IoT: IoT a banda stretta (Cat-NB1, Cat-NB2)

Stato: Ampiamente diffuso nell’Unione Europea, in Cina e in alcune zone dell’Asia. La sua diffusione è più frammentaria in Nord America.

L'NB-IoT è la versione più avanzata dell'LTE-M:

• Potenza ancora più bassa. I dispositivi possono rimanere in standby per ore tra una trasmissione e l'altra e durare oltre 10 anni con una sola batteria.

• Una velocità di elaborazione ancora più bassa. ~20–250 kbps. Progettato per carichi di lavoro dell'ordine di kilobyte al giorno.

• Copertura approfondita ai massimi livelli. Raggiunge scantinati, pozzetti sotterranei e zone periferiche rurali dove l’LTE-M non arriva.

• Mobilità ridotta. L'NB-IoT è stato progettato per dispositivi fissi; su alcune reti il passaggio da una cella all'altra è più lento o non è supportato.

Scegli NB-IoT per contatori intelligenti, sensori agricoli, sensori di parcheggio, dispositivi di monitoraggio ambientale, qualsiasi cosa che trasmetta dati con scarsa frequenza da una posizione fissa.

Un avvertimento: Il roaming NB-IoT è discontinuo. Se i tuoi dispositivi devono funzionare oltre confine, verifica il supporto al roaming per ciascun Paese prima di procedere.

LoRa / LoRaWAN

Stato: Non cellulare. Funziona su spettro non soggetto a licenza (bande ISM sub-GHz). Richiede gateway LoRaWAN.

LoRa non è una tecnologia cellulare, ma è in concorrenza con NB-IoT nel segmento dell'IoT caratterizzato da bassissimo consumo energetico e larghezza di banda molto ridotta.

• Portata molto lunga. Diversi chilometri nelle città, decine di chilometri nelle zone rurali.

• Consumo energetico molto basso. La durata pluriennale della batteria è di serie.

• Larghezza di banda molto ridotta. Byte per messaggio, non kilobyte.

• Spettro non autorizzato. Con riserva di interferenze; nessuna garanzia di qualità del servizio (QoS).

• Infrastruttura necessaria. È necessario disporre di gateway LoRaWAN nel raggio d'azione, sia propri che di un operatore di rete pubblico.

LoRa è l'ideale quando si ha il controllo dell'infrastruttura di gateway (un campus, un'azienda agricola, uno stabilimento) o quando un operatore LoRaWAN nazionale copre la propria zona. In caso contrario, LTE-M o NB-IoT risultano in genere la scelta migliore, poiché la copertura cellulare è già presente.

Simbase non gestisce reti LoRa; è riportata qui per completezza, per chi sta scegliendo uno stack di connettività.

Come scegliere

1. Qual è il limite giornaliero di traffico dati del dispositivo?

   • Byte → NB-IoT o LoRa

   • Kilobyte → LTE-M o NB-IoT

   • Megabyte → LTE Cat-1 o Cat-4

   • Gigabyte → 5G

2. Qual è il consumo energetico del dispositivo?

   • Alimentazione dalla rete elettrica → qualsiasi categoria LTE/5G

   • Anni di autonomia della batteria → LTE-M o NB-IoT

   • Dieci anni con una sola batteria → NB-IoT o LoRa

3. Dove deve funzionare il dispositivo?

   • A livello globale → LTE Cat-1 (il più diffuso) o LTE-M (ottima copertura nei principali mercati)

   • Specifico per regione → verificare il supporto NB-IoT per ciascun paese

   • Interni degli edifici / sotterranei → NB-IoT o LTE-M

   • Aree rurali / remote → LTE-M o LoRa

4. Il dispositivo è portatile?

   • Sì (veicoli, dispositivi di localizzazione) → LTE Cat-1, Cat-4 o LTE-M

   • Nessuno (misuratori, sensori) → NB-IoT diventa una soluzione praticabile

Assistenza Simbase

Le SIM Simbase sono compatibili con tutte le tecnologie di telefonia mobile sopra elencate (2G e 3G, laddove tali reti siano ancora attive, 4G LTE, 5G NR, LTE-M, NB-IoT). Le tecnologie che una determinata SIM può utilizzare dipendono dal profilo della SIM e dal dispositivo. Vedi Profili SIM per la copertura per profilo.

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