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NOVEMBRE 2017
FIELDBUS & NETWORKS
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Fieldbus & Networks
pazione dei singoli utenti. Non si tratta
solo della velocità massima che gli stessi
sono in grado di raggiungere, soprattutto
delle variabili che incidono sul suo fun-
zionamento, che possono essere tante
e imprevedibili: come la distanza tra i
dispositivi connessi a rame e la centra-
lina di rete (più è lunga, più la velocità
si riduce); la vulnerabilità delle guaine
dei cavi ai fattori atmosferici; le inter-
ferenze elettromagnetiche prodotte, per
esempio, dalle linee ad alta tensione
che corrono parallele spesso a quelle
telefoniche ecc. Per questo la smart city
richiede una tecnologia di trasmissione
ancora più evoluta di quelle in rame di
ultima generazione, che non ragioni più
in termini di segnale elettrico, bensì lu-
minoso. È il caso della fibra ottica.
Il cavo in fibra ottica è costituito da fi-
lamenti sottilissimi, del diametro di un
capello, composti da vetro o polimeri
plastici, tenuti insieme da una guaina in
gomma. Il filamento in fibra è costituito
da una doppia sezione concentrica, in
cui la parte esterna è riflettente e opaca,
mentre quella interna è trasparente e
chiara. È come se uno specchio fosse ar-
rotolato a forma di tubo: la parte interna
catturerebbe la luce e continuerebbe
a rifletterla all’interno, mentre quella
esterna respingerebbe ‘stimoli’ am-
bientali diversi. Questo è il principio che
consente alla fibra di avere prestazioni
migliori del rame: gli impulsi luminosi
lanciati da modem che supportano la tec-
nologia in fibra, sono ‘riflessi’ continua-
mente all’interno del cavo, raggiungendo
con rapidità e senza interferenze la desti-
nazione del messaggio. In termini di per-
formance, la fibra in upload e download
arriva ad assicurare connettività pari a
100 Mbps e, nei casi ‘industriali’, proprio
quelli richiesti dalle applicazioni smart
city, la velocità può arrivare anche a 1
Gbps. Tuttavia, il paradigma wired è una
condizione necessaria ma non sufficiente
per la realizzazione di un’infrastruttura di
smart mobility. La portabilità della con-
nessione in qualsiasi spazio/tempo della
città può essere infatti garantita solo da
un altro paradigma, quello wireless.
Dove il cavo non arriva
Wireless significa letteralmente ‘senza
fili’ e indica un sistema di comunicazione
tra dispositivi elettronici che non fanno
uso di cavi, bensì di onde elettromagne-
tiche a bassa potenza e, in alcuni casi, di
radiazione infrarossa o laser.
Dai numerosi protocolli in uso, standard
e proprietari (Wimax, Hiperlan, Zigbee,
Bluetooth ecc.), emerge come riferimento
la norma Ieee 802.11, che definisce un
insieme di standard di trasmissione per
le reti Wlan sotto forma di varie release,
sviluppato dal gruppo 11 dell’Ieee 802. Il
simbolo wi-fi, termine con cui si identifi-
cano in genere i dispositivi 802.11, indica
l’appartenenza del dispositivo stesso alla
Wi-Fi Alliance, che accoglie numero-
si costruttori.
La famiglia 802.11 consta di quattro pro-
tocolli dedicati alla trasmissione delle
informazioni (a, b, g, n); la sicurezza è
stata inclusa in uno standard a parte,
802.11i. Gli altri standard della famiglia
(c, d, e, f, h…) riguardano estensioni dei
servizi base e miglioramenti di servizi
già disponibili.
Il primo protocollo largamente diffuso
è stato il ‘b’; in seguito si sono diffusi i
protocolli ‘a’ e soprattutto ‘g’. Le norme
802.11b e 802.11g utilizzano lo spettro
di frequenze dei 2,4 GHz (banda ISM).
Il Forum Ipso (IP for Smart Objects) ha
già emesso alcuni standard per le WSN
basati su Zigbee e noti con l’acronimo
6Lowpan (IPv6 over Low-Power Wireless
Personal Area Networks). Ipso adotta il
protocollo IP versione 6 adattato al clu-
ster di sensori e specifica il protocollo di
routing fino al gateway (edge router) del
cluster verso Internet. Tale protocollo di
routing si chiama RPL ‘Ripple Protocol’
(IPv6 Routing Protocol for Low-Power
and Lossy Networks).
A questo proposito, è da segnalare uno
stack molto interessante, basato sullo
standard Ieee 802.15.4, chiamato ‘Th-
read’. Utilizzando il protocollo 6Lowpan
per l’indirizzamento IP, Thread permette
ai device della rete un accesso wi-fi via
router, attivando una comunicazione
bidirezionale fra i dispositivi. Risulta
evidente che la soluzione citata risulta
molto più adatta ad applicazioni nel
campo della building automation. Conti-
nuando la panoramica delle soluzioni di
rete più diffuse in ambito smart city, NFC
(Near Field Communication) è un sistema
di comunicazione wireless bidirezionale
Per attivare sistemi intelligenti di gestione dei servizi ai cittadini occorre dotarsi
À
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