È difficile credere che la parola "Wi-Fi" sia stata aggiunta al dizionario Merriam-Webster meno di 10 anni fa. Da allora, la tecnologia ha fatto passi da gigante, iniziando con 802.11b, 802.11bg e passando a 802.11abgn. Di tutte le opzioni tecnologiche wireless oggi esistenti, si prevede che il Wi-Fi ricoprirà un ruolo significativo nell'evoluzione IoT (Internet of Things). Il motivo è che si collega direttamente alle reti IP, è ben compreso e universale e offre enorme flessibilità per soddisfare svariate esigenze di utilizzo.
802.11 si è trasformato in diverse varianti che possono essere adattate a specifiche esigenze applicative. Per approfondire questa discussione, saranno analizzati in dettaglio tre attributi principali in cui gli standard si sono evoluti per soddisfare le esigenze specifiche di mercato: reti ad alte prestazioni, reti di sensori wireless e reti peer-to-peer. Di seguito vengono illustrate in dettaglio le tre reti e le modalità in cui si sono evolute nella rivoluzione IoT.
Reti ad alte prestazioni
Queste reti ospitano le applicazioni alla base della richiesta di velocità più elevata. 802.11n ha superato la barriera dei 100 Mbps alla prima consegna di smartphone e tablet. Dopodiché, quest'anno si è verificata una proliferazione della tecnologia 802.11ac che ha aperto la strada alla velocità in gigabit.
802.11ac ha aggiunto velocità di trasferimento dati più elevate e maggiore efficienza con il funzionamento a 5 GHz (che, in genere, è uno spettro più pulito e meno sfruttato dei 2,4 GHz), nonché prestazioni ottimizzate di traffico multimediale. I dispositivi possono trasmettere e disattivarsi più velocemente per migliorare le prestazioni della batteria. Partendo da quella base, gli smartphone e i tablet più recenti supportano la tecnologia 802.11ac che ottimizza l'esperienza della comunicazione mobile. I dispositivi collegati o con maggiore capacità della batteria possono usufruire di 802.11n 2x2 e hanno due ricetrasmettitori montati (2 Tx/2 Rx) per prestazioni ancora più elevate. Computer portatili e set-top-box sono adatti per dispositivi 802.11ac 2x2.
Oltre a 802.11ac, la Wi-Fi Alliance ha recentemente ratificato 802.11ad (noto anche come WiGig). WiGig ha la responsabilità di portare la velocità in gigabit nel Wi-Fi. Questo consente il trasferimento di dati fino all'incredibile velocità incredibile di 7 Gbps. A differenza di 802.11ac, 802.11ad funziona a 60 GHz. Data la frequenza elevata, ha una portata molto corta, ma supporta una velocità di elaborazione elevata. Ciò lo rende ideale per la trasmissione istantanea di video dai palmari ai grandi schermi (si pensi a un'esperienza eccezionale nel proprio salotto) o per attivare una docking wireless. Poiché 802.11ad è una frequenza diversa da 802.11ac/11n, entrambe possono essere integrate in un unico chip. 802.11ad pone anche le basi per la trasmissione di un intero film HD in pochi minuti anziché ore. Ciò risulta molto interessante per i settori di home entertainment, giochi, automobilistico e medicale.
Reti di sensori wireless
La rete di sensori wireless (WSN) contiene minuscoli nodi sensori con velocità di trasmissione dei dati ridotta. In genere, questi nodi sono alimentati a batteria e inviano vari segnali a velocità di trasmissione molto basse sulla rete IP, in modo che il loro stato possa essere monitorato a distanza ovunque nel mondo. Il requisito fondamentale per WSN è l'utilizzo di nodi a bassa potenza poiché sono in grado di funzionare per anni alimentati da una piccola batteria. Inoltre, è richiesta una portata più ampia, in modo che in una determinata zona sia possibile utilizzare un numero ridotto di nodi di comunicazione. Sono richiesti 802.11b e 802.11g poiché assicurano una portata più ampia e maggiore durata della batteria. Esistono chip 802.11 progettati per ottimizzare i consumi di corrente, ma che supportano anche velocità di elaborazione molto basse come 1 Mbps.
Le specifiche 802.11 si stanno evolvendo per consentire ulteriori ottimizzazioni delle applicazioni WSN. 802.11ah è in fase di definizione per supportare il Wi-Fi sulla frequenza di 900 MHz. Lo spettro di frequenza più basso consente ai prodotti di comunicare in una portata più ampia. Attualmente, il Wi-Fi è attivabile su 2,4, 5 e 60 GHz. Abilitando il Wi-Fi sui 900 MHz, vengono stabilite comunicazioni a portata lunghissima, in modo da ridurre la necessità del numero totale di nodi nella rete e riducendo così il costo. Allo stato attuale, molte reti WSN operano a 900 MHz, ma sono protocolli di comunicazione proprietari. L'abilitazione del Wi-Fi in questa banda offrirebbe l'incredibile opportunità di collegare i dispositivi alle reti IP in modo più rapido.
Reti peer-to-peer
Le specifiche 802.11 correnti supportano il Wi-Fi direct, consentendo ai dispositivi Wi-Fi di comunicare tra di loro senza un punto di accesso. Questa caratteristica è ampiamente utilizzata in molte applicazioni di consumo, come le stampanti. Un'altra applicazione chiave della rete peer-to-peer è la comunicazione da vettura a vettura. 802.11p è una rettifica approvata dello standard IEEE 802.11 per aggiungere l'accesso wireless negli ambienti veicolari (WAVE), un sistema di comunicazione veicolare. I protocolli WAVE e DSRC (Dedicated Short-Range Communication) dedicati di 802.11p sono stati sviluppati specificamente per il protocollo di comunicazione V2V (Vehicle-to-Vehicle) e V2I (Vehicle-to-Infrastructure). È ottimizzato per inviare messaggi di sicurezza e di controllo, tra cui quelli per evitare le collisioni. Questo protocollo è stato progettato per la bassa latenza e la connessione-disconnessione rapida per consentire di valutare la vicinanza dei veicoli l'uno all'altro. Lo standard è stato ratificato molti anni fa, ma fino a poco tempo da non c'è stata una forte spinta per commercializzare questo protocollo.
Nel mese di agosto 2014 il Dipartimento dei Trasporti statunitense ha pubblicato un preavviso sui nuovi standard che imporranno le comunicazioni V2V sui nuovi veicoli per abilitare i sistemi di prevenzione delle collisioni. Non vi è un termine ben definito per questo mandato, ma i produttori di automobili eseguono le prove 802.11p/DSRC ormai da diversi anni e 802.11p sembra mantenere la promessa di rendere il sistema V2V una realtà nei prossimi anni.
Con l'ampia gamma di nuove applicazioni in molti dei nuovi mercati verticali con tecnologia 802.11, si prevede un enorme aumento dei dispositivi connessi, compresi elettrodomestici, macchine, attrezzature, autoveicoli e persone, che spingono verso la rivoluzione Internet of Things (IoT). Ciò rappresenta un'enorme opportunità per tutti i membri dell'ecosistema, a partire dai fornitori di hardware, software e soluzioni di sistema.
Informazioni su Murata
Murata è leader mondiale nella progettazione di moduli varianti 802.11. L'azienda ha il particolare vantaggio di commercializzare le molte varianti Wi-Fi necessarie per soddisfare le necessità di questi importanti mercati verticali descritti precedentemente. Murata serve già molti di questi mercati con un ampio portafoglio di moduli, tra cui 802.11bgn, 802.11abgn, 802.11ac, 802.11ac 2x2, Wi-Fi embedded (con stack integrato), 802.11ad/WiGig e 802.11p. Questi moduli sono disponibili per il settore di consumo, industriale e automobilistico per soddisfare le specifiche esigenze di mercato.