La possibilità di trasferire dati e creare sistemi di comunicazione di ultima generazione è un elemento fondante di industria 4.0. La comunicazione avviene tra aziende, tra impianti, tra operatori e macchine, tra dispositivi, e con modalità che variano in base alle esigenze e a seconda della tecnologia da utilizzare.

II principali fattori che influiscono sulla tecnologia da scegliere sono: la distanza di comunicazione tra i dispositivi, la velocità di trasferimento dei dati necessaria, il consumo energetico che si è disposti a sostenere e la possibilità di avere una infrastruttura di connessione via cavo o senza fili. Dunque in base alle esigenze si valuteranno il range di frequenze,

la banda di trasmissione, il consumo energetico e la tipologia di connessione che le tecnologie offrono.

In generale, però, l’elemento centrale dell’evoluzione tecnologica in questo ambito risiede nella possibilità di trasmettere informazioni attraverso reti wireless.

Queste consentono infatti di semplificare la creazione di reti tra oggetti o impianti, ma danno luogo a problematiche estremamente rilevanti per quel che concerne le distanze di trasmissione, la quantità di dati da trasferire e il consumo energetico.

Tra le varie soluzioni disponibili per la creazione di sistemi di comunicazione adatti all’Industria 4.0, quelle utilizzate nel mondo della telefonia cellulare (Cellular) meritano sicuramente una particolare attenzione grazie alla loro diffusione sul territorio nazionale e alla possibilità di essere utilizzate per una grande varietà di applicazioni. In particolare il 5G, ossia l’ultima evoluzione di queste tecnologie, può rappresentare un’innovazione rivoluzionaria per via delle applicazioni che può supportare. Il 5G è in grado di assicurare performance molto elevate tali da rendere il concetto di real-time estremamente verosimile. Questa tecnologia, infatti, opera ad una velocità tale da garantire un tempo di latenza inferiore ad 1 millisecondo, tempo impercettibile per l’uomo. Ciò significa che sarà possibile suonare una melodia via Skype, senza che chi la riceve riscontri ritardi sensibili.

Sarebbe estremamente riduttivo però definire il 5G come “un 4G più veloce”, oltre a questo, il 5G avrà copertura più ampia, consentirà un maggior numero di connessioni simultanee e una maggiore efficienza dei segnali. Questa tecnologia andrà a semplificare la comunicazione diretta tra dispositivi (device to device / machine to machine), risultando di estrema utilità nelle applicazioni legate all’Industrial IoT consentendo inoltre la creazione di nuovi prodotti/servizi.

Alla luce delle prime informazione trapelate relativamente alla tecnologia 5G una delle criticità sembra essere il considerevole consumo energetico che l’adozione di questa tecnologia comporta. Proprio qui entra in gioco, nei casi in cui la quantità di dati da scambiare non è elevata, una tecnologia che potrà ricoprire un ruolo di assoluto rilievo nello sviluppo delle applicazioni per l’Industria 4.0: le Low-Power Wide-Area Network (LPWAN).

Si prevede infatti che queste reti, che si stanno diffondendo in modo estremamente capillare a livello internazionale e stanno inserendosi pian piano anche all’interno del sistema di comunicazioni italiano, andranno in breve tempo a coprire buona parte della connettività IoT rosicchiando una buona parte del mercato coperto oggi dalle reti cellulari.

In particolare, nei casi in cui non si scambiano volumi elevati di dati e quando questi dati si muovono in una rete che connette sensori e attuatori, le reti LPWAN ed in particolare le reti Long Range (LoRa) e SigFox la faranno da padrone.

Il punto di forza di queste reti sta nel consentire di trasmettere a distanze di comunicazione elevate con potenze e consumi energetici limitati (durata delle batterie anche maggiore di 10 anni). Queste caratteristiche unite all’integrabilità con le attuali tecnologie smartphone come il Bluetooth rendono LoRa e SigFox due soluzioni ideali per molte applicazioni tipiche dell’Industria 4.0 come quelle riferite al monitoraggio e al controllo di impianti e processi. Ad esempio, un operatore potrà accedere ai parametri di una macchina e settarli semplicemente stando di fronte alla macchina con lo smartphone via Bluetooth, mentre la macchina stessa potrà condividere queste impostazioni con le altre macchine all’interno dello stesso sito produttivo tramite ZigBee o di siti vicini sfruttando le tecnologie LoRa e SigFox

Dato il limite legato alla banda, e quindi alla quantità di dati che si possono scambiare, delle reti LPWAN, la  progettazione dei sistemi di raccolta e di elaborazione dei dati assume un ruolo sempre più critico: maggiore sarà la capacità di produrre dati compatti, maggiori saranno le applicazioni in cui sarà possibile l’utilizzo di queste tecnologie.