I fornitori di sistemi devono garantire all’utilizzatore la possibilità di godere appieno di tutte le potenzialità e i vantaggi della casa "intelligente” in modo semplice e assolutamente sicuro. Le reti delle “smart home” devono collegare parecchi dispositivi differenti come sensori e azionamenti, oltre a servizi: ne consegue che la tecnologia che permette la connessione all’interno di un'abilitazione deve poter essere integrata in maniera molto semplice in dispositivi affidabili, economici e parsimoniosi in termini di consumi per ottimizzare la durata delle batterie. Reti di questo tipo richiedono una connessione a Internet che deve risultare accessibile sia ai servizi forniti attraverso il cloud sia agli utenti quando essi non sono a casa. Fortunatamente esiste la tecnologia capace di soddisfare tutti questi requisiti. I dispositivi “intelligenti” presenti all’interno delle mura domestiche - inclusi quelli preposti a compiti di sicurezza, automazione e gestione dell’energia - possono essere connessi in modalità wireless utilizzando Dect Ule, una tecnologia stabile, affidabile e a basso consumo. I gateway per telecomunicazioni e comunicazione dati a larga banda integrano tutte le risorse di elaborazione e le caratteristiche di flessibilità necessarie per gestire le reti per “smart home”, supportando la connettività sia tra reti di dispositivi intelligenti sia con la rete di accesso a larga banda. Con l’affermazione di Cat-iq (Cordless Advanced Technology, Internet and Quality) come tecnologia per il segnale vocale HD della prossima generazione e la recente adozione della tecnologia per la trasmissione dati Ule (Ultra Low Energy) - ovvero la variante a basso consumo - Dect sta dimostrando la sua idoneità, in termini di longevità, robustezza e convenienza, all'utilizzo per nuove applicazioni. L'adozione di Cat-iq come tecnologia di riferimento per la trasmissione della voce da parte dei principali fornitori di servizi a banda larga e la conseguente integrazione nei gateway residenziali (home gateway) sono stati i fattori che hanno favorito la diffusione di Ule. Con un semplice aggiornamento sul campo questi gateway diventano il nucleo centrale dell'ecosistema Ule, garantendo così la possibilità di realizzare una miriadi di applicazioni di controllo in ambito domestico. Dect è un standard ampiamente diffuso in Europa, negli Stati Uniti e in numerosi altri Paesi in tutto il mondo che opera in uno spettro protetto e dedicato non soggetto a licenze. In molti Paesi del mondo, Taiwan incluso, la banda di frequenza attorno ai 1.900 MHz è riservata alle trasmissioni Dect, con piccoli scostamenti specifici per alcuni Paesi. In considerazione della modularità dei chipset presenti nei sistemi, i medesimi dispositivi possono garantire la copertura di due bande di frequenza principali e supportare le variazioni della banda di frequenza relative a uno specifico Paese con una semplice modifica dei parametri di controllo. Grazie alla possibilità di operare in uno spettro privo di interferenze, Dect garantisce significativi vantaggi rispetto a tecnologie concorrenti, molte delle quali sono costrette a condividere bande di frequenza aperte e molto affollato, come ad esempio le bande a 2,4 GHz o 900 MHz.
Ule: come migliorare il percorso dati
L'idea alla base di Dect Ule è sfruttare le eccellenti proprietà di trasmissione fisica di Dect per la configurazione e il controllo di sensori e attuatori destinati ad applicazioni di sicurezza e automazione di edifici e di abitazioni. Su questa base Dect Forum ha dato vita a Ule Alliance con l'obiettivo di sviluppare ulteriormente lo standard Dect preservandone ovviamente la compatibilità con le reti Dect esistenti. Con Ule, la variante low-power di Dect è stato creato uno standard più evoluto che riutilizza le specifiche del livello fisico di Dect ed è stato migliorato a livello Mac per ottenere bassi consumi e tempi di reazione veloci. Un modulo Ule per un allarme anti-incendio, per esempio, che deve inviare centinaia di messaggi di “Keep alive” (ovvero segnale di vita) al giorno all’unità centrale, se alimentato con una batteria al litio (1500 mAh, 3V), deve poter funzionare per un periodo di almeno cinque anni. Tutte le comunicazioni Ule sono codificate e autentificate in conformità allo standard Aes (Advanced Encryption Standard) utilizzando la modalità Aes Ccm. Nell’emergente mercato del controllo in ambito domestico, molti operatori sfruttano gateway separati che si connettono alla rete domestica esistente mediante Ethernet o Wi-Fi. Questa funzionalità dovrebbe essere abilitata nei gateway domestici esistenti che già utilizzano lo standard Dect per la trasmissione del segnale vocale mediante un semplice aggiornamento firmware, con conseguenti risparmi sui costi di installazione. Sulla base dei risultati di una recente indagine di mercato condotta da Ihs Technology, nei prossimi 4 o 5 anni saranno consegnati oltre 30 milioni di gateway Dect che già integrano (oppure possono essere aggiornati in modo remoto) la tecnologia Ule come parte integrante delle piattaforme per il controllo in ambiente domestico.
Una vasta gamma di applicazioni potenziali
Ule è senza dubbio lo standard radio più adatto per sensori e attuatori del tipo di quelli utilizzati nei rilevatori di fumo, di movimento e della temperatura, come pure in sistemi di condizionamento dell’aria o di riscaldamento. Oltre a queste di tipo tradizionale, Ule permette lo sviluppo di numerose altre applicazioni e rende possibile l’implementazione di differenti modelli di business. Sarà dunque possibile integrare senza problemi nelle infrastrutture esistenti servizi abilitati dall’operatore, sistemi chiusi per applicazioni di sicurezza, soluzioni commercializzate e installate dagli elettricisti come pure componenti disponibili presso i punti vendita. Tra le applicazioni tipiche si possono segnalare automazione domestica, prese “intelligenti”, controllo dell’illuminazione, conteggio “intelligente” dei consumi da remoto, sicurezza, controllo degli accessi, controllo della climatizzazione, assistenza sanitaria e molte altre ancora. Per creare una rete domestica basata sul lo standard Ule è necessaria una stazione radio base che rappresenta il concentratore dei differenti nodi presenti nel sistema (sensori e attuatori).
Standard e certificazioni
La specifica Ule è stata inizialmente definita grazie a una cooperazione tra Dect Forum ed Etsi. Il livello fisico di Ule sfutta le specifiche Dect esistente stilate da Etsi. La specifica tecnica per il sottolivello superiore del livello di trasporto (relativo quindi al trasferimento dati) di Ule è stata messa a punto dal comitato tecnico di Etsi che si occupa di Dect (TC Dect) che ha apportato aggiornamenti relativamente a: controllo del collegamento dati; livello di rete; unità Iwu (Interworking) e negoziazione del protocollo del livello applicativo. Il protocollo del livello applicativo Han Fun (Home Area Network FUNctional protocol) è stato rilasciato da Ule Alliance nel mese di novembre 2013 e riguarda le seguenti funzioni: definizione del protocollo, definizione del dispositivo e gestione del dispositivo. Sviluppato e pubblicato da Ule Alliance, il protocollo del livello applicativo Han Fun consente a sviluppatori di dispositivi e di applicazioni di gestire il funzionamento dei sistemi di automazione domestica utilizzando la tecnologia di rete wireless Dect Ule. Per i produttori di apparecchiature, i fornitori di servizi e gli utenti finali, Dect Ule può vantare parecchi vantaggi nelle applicazioni di automazione domestica tra cui:
• connettività affidabile, sicura e su lunghe distanze in un tradizionale ambiente domestico utilizzando la collaudata tecnologia wireless Dect che opera in bande di frequenza non soggette a fenomeni di interferenza da parte di altre reti wireless presenti entro le pareti domestiche (come ad esempio Bluetooth e Wi-Fi);
• funzionamento a basso consumo, in modo da garantire ai nodi Han la possibilità di operare per molti anni con un'alimentazione a batteria;
• interoperabilità tra i dispositivi garantita dalla possibilità di connettere in rete i vari dispositivi utilizzati per creare la casa "intelligente";
• disponibilità di un ampio ecosistema formato da fornitori di dispositivi e hardware che hanno consegnato centinaia di milioni di telefoni Dect.
Il protocollo Han Fun garantisce l'interoperabilità tra dispositivi e applicazioni specifiche oltre a supportare, laddove richiesto, estensioni di tipo proprietario. Ule Alliance ha messo a punto parecchi test di interoperabilità durante la fase di sviluppo degli standard in modo da assicurare un'effettiva interoperabilità durante il funzionamento sul campo. Questa associazione ha lanciato il programma di certificazione relativo allo standard Ule nel gennaio 2015 e tutti i membri sono stati invitati a sottoporre i loro prodotti al processo di certificazione. Mentre l'attuale generazione di reti dati che operano all'interno di un'abitazione è stata progettata per connettere dispositivi di elaborazione, comunicazione e intrattenimento, una casa realmente "intelligente" dovrà essere capace di collegare dispositivi per la sicurezza, il risparmio e il comfort al fine di offrire nuove funzionalità di controllo per il consumatore e per i servizi offerti dal fornitore. Per verificare lo stato di questi dispositivi e innescare le opportune azioni è necessaria la presenza di un'applicazione di controllo centralizzato. L'obiettivo del consumatore è anche quello poter monitorare e controllare i dispositivi intelligenti presenti nella sua casa mentre è assente e consentire ai servizi basati su cloud di accedere alla rete (sfruttando un accesso basato su permessi). Ciò significa che la rete domestica deve avere un accesso a Internet.
Gateway a larga banda basati su Ule
Lantiq ha abbinato i più recenti protocolli per i dispositivi messi a punto da Ule Alliance con le migliori soluzioni Dect al momento disponibili. La connessione a Internet tramite gateway può essere eseguita utilizzando differenti tecnologie e risulta praticamente trasparente alla rete domestica intelligente. All'interno di un'abitazione le connessioni ad elevata ampiezza di banda con le risorse di elaborazione e di intrattenimento (Tv, apparati audio, computer, tablet e stampanti) sono gestite tramite connessioni Ethernet o Wi-Fi. Ciò che è necessario è una tecnologia in grado di connettere la nuova generazione di dispositivi che concorrono a formare la casa intelligente. Poiché la gran parte di questi dispositivi sono alimentati a batteria, la connessione deve essere di tipo wireless. Mentre Wi-Fi e Bluetooth, oppure tecnologie come Z-wave e Zigbee, evidenziano limiti in termini di consumi o portata/copertura, Dect Ule risuta particolarmente adatta per applicazioni di questo tipo. La tecnologia di base è ampiamente collaudata grazie a decenni di utilizzo sul campo e numerosi gateway residenziali/router a larga banda già integrano una stazione radiobase Dect. UL utilizza il medesimo livello fisico e fa girare un nuovo insieme di protocolli ottimizzati per reti di dispositivi intelligenti. Con un semplice aggiornamento software è possibile abilitare le funzionalità previste dalle specifiche Ule in parecchi gateway già installati, mentre un ampio ecosistema industriale è in grado di garantire la produzione in elevati volumi dei chip che permettono di aggiungere la connettività in rete ai dispositivi per la casa "intelligente". Al fine di favorire l'affermazione di Dect Ule come tecnologia di riferimento per la connettività nelle applicazioni "smart home", Lantiq e Ule Alliance stanno operando attivamente per garantire l'interoperabilità tramite la definizione dei protocolli necessari e la designazione degli organismi di certificazione e di collaudo accreditati. I produttori possono così seguire un percorso ben delineato per ottenere il logo di certificazione che garantisce la conformità alle specifiche Ule dei prodotti per applicazioni "smart home" acquistati dall'utente finale. L'industria nel suo complesso può dunque avvalersi di una nuova tecnologia ad alte prestazioni per tradurre in pratica il concetto di Internet of Things. Lantiq sta attivamente promuovendo una strategia la quale prevede che il nucleo centrale delle reti domestiche intelligenti sia il gateway a larga banda: per questo motivo l'azienda ha integrato il supporto per il protocollo Han Fun di Ule Alliance nel software che gira sui propri Gateway System-on-Chip della famiglia xRX 200/300. L'integrazione del protocollo Han Fun permette in modo molto semplice ai gateway basati sui chipset di Lantiq di agire alla stregua di hub nelle applicazioni di automazione domestica in grado di supportare dispositivi IoT come sensori di climatizzazione e unità di controllo, smart meter, dispositivi di illuminazione e smart appliances.
Un passo verso la smart home
Lo standard Dect Ule rappresenta per i fornitori di servizi una grande opportunità per creare una nuova fonte di ricavi e rafforzare la fedeltà dei clienti grazie alla possibilità di integrare il supporto per applicazioni di automazione domestica all'interno di gateway a larga banda. Facendo girare il protocollo Han Fun sul gateway, il fornitore di piattaforme potrà ora abbinate funzionalità "triple-play" a larga banda con un hub per l'automazione domestica. Una combinazione di questo tipo è un passo decisivo verso la definizione della "smart home" prossima ventura. Lo standard Ule rappresenta la migliore opzione al momento disponibile per la casa connessa grazie a mix ottimizzato in termini di ampio range di comunicazione, consumi di potenza e sicurezza. Ule sarà sicuramente uno dei volani più efficaci per la trasposizione delle potenzialità di Internet of Things all'interno di una casa connessa.
