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rapporti - Deliverable

Sperimentazione in campo delle principali tecnologie IoT in condizioni tipiche delle applicazioni Smart Grid al variare degli scenari d’uso nelle frequenze 5G

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Sperimentazione in campo delle principali tecnologie IoT in condizioni tipiche delle applicazioni Smart Grid al variare degli scenari d’uso nelle frequenze 5G

Lo studio affronta valutazioni di istallazioni di sensori in condizioni estreme, quali posizioni interrate dei dispositivi, attraverso campagne di misura e simulazioni. Le misure sono state effettuate presso la Test Facility di RSE a Milano e, per gli stessi casi, sono state affrontate analisi simulative acquisendo le caratteristiche dell’ambiente di propagazione. Le valutazioni hanno mostrato il raggiungimento della connettività per entrambe le tecnologie considerate, NB-IoT e LoRa, per la maggior parte dei casi.

Le future applicazioni Smart Grid richiederanno l’utilizzo di dispositivi IoT in grado di acquisire informazioni delle varie componenti del sistema elettrico. Ciò porta alla necessità di dover considerare installazioni in difficili contesti propagativi. L’analisi proposta permette di dare indicazioni su la rete 5G nella sua accezione di servizi mMTC (massive Machine Type Communication).

Per tale scopo, in questo lavoro vengono affrontate valutazioni di istallazioni di sensori in condizioni estreme, quali posizioni interrate dei dispositivi, attraverso campagne di misura e simulazioni. Queste ultime sono state elaborate considerando sia modelli di propagazione rigorosi basati su tecniche di “Ray Tracing”, per ottenere le valutazioni dell’attenuazione dovuta al terreno in funzione del suo grado di umidità e caratteristiche dei materiali, sia considerando modelli di propagazione ITU per valutazioni di connettività radio in aree geografiche reali.

Le misure in campo sono state effettuate presso la Test Facility di RSE a Milano e per gli stessi casi sono state affrontate analisi simulative acquisendo le caratteristiche dell’ambiente di propagazione.

Le tecnologie IoT individuate per tali studio sono state la tecnologia NB-IoT, che rappresenta al momento la tecnologia di riferimento per le applicazioni IoT su rete 5G, e la soluzione su frequenza libera LoRa, che rappresenta la soluzione complementare al NB-IoT per le future applicazioni Smart City.

Le analisi condotte, grazie alle misure sperimentali, hanno permesso di validare i tool di simulazione della propagazione sviluppati da FUB anche per ricezione in ambienti sotterranei. Grazie agli strumenti di simulazione la valutazione delle coperture effettuata in una zona limitata potrà essere estesa in zone più ampie di territorio e in contesti non immediatamente verificabili tramite misure in campo (ad es. cavidotti sotterranei).

Le valutazioni hanno mostrato il raggiungimento della connettività per entrambe le tecnologie, ad eccezione di alcuni punti di misura per la tecnologia LoRa. Ciò è dovuto essenzialmente alle limitazioni esistenti relative alla potenza massima trasmessa per LoRa che, essendo basata su frequenza libera, ammette potenze di trasmissione massime più basse. D’altro canto la possibilità di installare in maniera arbitraria le stazioni trasmittenti LoRa, senza nessun iter autorizzativo, rende tale tecnologia molto vantaggiosa in luoghi di difficile copertura e dove la capillarità dell’operatore mobile potrebbe non essere adeguata per i servizi richiesti (es: monitoraggio cavi interrati in zone rurali).

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