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FEBBRAIO 2018 FIELDBUS & NETWORKS 64
Fieldbus & Networks
Potenza di trasmissione e meccanismo
di advertising
La massima potenza di trasmissione in Bluetooth 5 è pari a +20 dBm (si
veda Tabella 4 per la cosiddetta ‘LE Class 1’), mentre nella precedente
specifica era pari a +10 dBm (che rimane per la ‘LE Class 1.5’). Aumen-
tare la potenza TX di 10 volte, ovviamente, può avere un impatto radi-
cale sulla copertura ma, oltre a comportare consumi più elevati, dipende
dalle norme regionali che, per esempio, in Europa la limitano comunque
a +10 dBm. Restano le classi con potenza inferiore, ovvero la ‘LE Class
2’ con potenza massima pari a +4 dBm e la ‘LE Class 3’ con potenza
massima pari a +0 dBm.
Inoltre, la specifica Bluetooth 5 include anche miglioramenti al mecca-
nismo di advertising e di selezione dei canali, che consente di utilizzare
un numero maggiore di canali rispetto a Bluetooth 4 e potenzialmente
abilita alla trasmissione con potenza superiore a +10 dBm, poiché va a
variare il modo in cui lo spettro è utilizzato incidendo, per esempio sul
Media Utilization factor (MU) usato da Etsi in Europa.
Visto il successo riscosso dai beacon, il meccanismo di advertising
(beaconing) è stato ampiamente migliorato dalle specifiche Bluetooth
5. Un singolo dispositivo Bluetooth 5 può inviare più set di dati di ad-
vertising a intervalli e con dati differenti. Ciò, per esempio, consente
a un singolo nodo di trasmettere simultaneamente sia i messaggi di
un Apple iBeacon, sia quelli di un Eddystone di Google. Inoltre, con
Bluetooth 5 l’applicazione utente può rilevare una scan request da parte
di un nodo remoto e utilizzare questa segnalazione per implementare
un meccanismo di acknowledgment implicito relativo alla ricezione dei
messaggi di advertising, che può quindi essere interrotto, diminuendo
così ulteriormente il consumo medio.
I dispositivi Bluetooth 4 utilizzano tre canali di advertising per pubbli-
cizzare la propria presenza, aprire connessioni o trasmettere dati. Il
payload utile in un singolo pacchetto di advertising è limitato a 31 byte
e quindi un singolo identificativo Uuid di 128 bit può consumarne la
maggior parte, il che può essere visto come una limitazione per applica-
zioni complesse. In Bluetooth 5 tale meccanismo è cambiato significa-
tivamente. Oltre ai tre canali di advertising principali, che garantiscono
anche la retro-compatibilità, i dispositivi Bluetooth 5 possono utilizzare
uno qualsiasi dei restanti 37 canali di comunicazione come un canale
secondario per l’advertising, potendo quindi trasmettere molti più dati
(si veda Tabella 5).
Infatti, Bluetooth 5 introduce un nuovo tipo di pacchetto di advertising
che può essere inviato sui canali principali per indicare che ulteriori
dati saranno resi disponibili attraverso un messaggio di advertising
secondario. Nel caso si dovesse avere la necessità di inviare più dati
di quanti ne possa contenere un singolo pacchetto, è anche possibile
concatenare più annunci secondari (ognuno con un payload massimo
di 255 byte).
Un altro miglioramento introdotto è l’advertising periodico, che con-
sente una facile sincronizzazione rispetto al flusso di dati dell’adver-
tisier.
Problemi di gioventù!
Come nota conclusiva, occorre sottolineare che al momento BLE5 soffre
di qualche problema di ‘gioventù’, che lo rende ancora poco diffuso. Per
esempio, i telefoni che lo supportano sono di fascia alta, come Samsung
S8 o Apple iPhone 8. Ciò nonostante, è interessante notare che le so-
luzioni adottate per estendere la copertura, uno dei fattori chiave nelle
applicazioni IoT, sono in aperta concorrenza con l’ascesa delle reti Low
Power Wide Area Network (LP-WAN), delle quali LoRaWAN è proba-
bilmente al momento la più nota e diffusa.