Wi-Fi 6 e IoT: così l’Internet of Things fa il salto di qualità, a vantaggio di tutti

Pubblico e privato, smart home e stadi: sono tanti gli ambiti che potranno beneficiare dell’avvento del Wi-Fi 6. Ma i principali vantaggi saranno per l’Internet of Things. Ecco perché.

Sono in molti a pensare che il Wi-Fi 6 rappresenterà il futuro della connettività per i dispositivi Internet of Things. I vantaggi sarebbero enormi dato che stiamo parlando di miliardi di device IoT installati nel mondo già oggi e ancora di più nei prossimi anni: secondo Statista, si raggiungeranno 21,5 miliardi di unità installate in tutto il mondo entro il 2025.

Man mano che lInternet delle Cose cresce, si assisterà a una domanda sempre maggiore di connessioni machine-to-machine (M2M), molte delle quali wireless. 

Wi-Fi e IoT: perché il “6” può sostenere la crescita di Internet of Things

Il Wi-Fi è da sempre un alleato prezioso dell’IoT. Questa famiglia di sistemi di comunicazione per reti locali senza fili, che impiega e utilizza dispositivi basati sugli standard IEEE 802.11, è una delle tecnologie più diffuse mai inventate, consentendo una connettività senza precedenti mediante una lista amplissima di dispositivi.

Gli oltre 450 milioni di hotspot Wi-Fi previsti entro la fine del 2020 e una base installata che supera i 13 miliardi di dispositivi Wi-Fi, fa comprendere bene il suo successo, che è destinato ad aumentare. Reports and Data prevede che il mercato globale del Wi-Fi aumenterà ad un tasso del 22,3%, passando da 8,76 miliardi di dollari nel 2019 a 31,3 miliardi di dollari nel 2027.

Il Wi-Fi può essere utilizzato per connettere un numero enorme di oggetti. Dagli elettrodomestici ai dispositivi indossabili intelligenti, lo standard Wireless-Fidelity si è evoluto nel tempo per consentire applicazioni sempre più importanti e complesse, come le funzioni di monitoraggio da remoto, in cui trovano particolare utilizzo i sensori IoT. 

Ma perché il Wi-Fi 6, ovvero l’ultima generazione della Wireless Fidelity, potrebbe fornire all’Internet of Things di fare il salto di qualità? Per almeno due motivi: efficienza energetica e velocità di trasmissione dati.

Wi-Fi 6: cos’è e quali sono i punti forti della tecnologia

802.11ax: questo è il nome tecnico del Wi-Fi 6 che rappresenta l’ultima evoluzione dello standard di trasmissione per reti WLAN IEEE 802.11, così chiamato perché sviluppato dal gruppo 11 dell’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.

È stato progettato per apportare una serie di miglioramenti come l‘aumento della velocità della rete, della capacità e della reattività. Già solo rispetto al Wi-Fi 5 la velocità massima garantita passa da 3,5 Gbps a 9,6 Gbps.

Sulla carta, Wi-Fi 6 permette a un numero maggiore di dispositivi di operare senza ostacoli sulla rete, consentendo di veicolare un maggior numero di dati audio, video e altri dati in tempo reale.

Per quanto riguarda la dotazione tecnologica, reti e dispositivi Wi-Fi 6 contano su diverse funzionalità che conferiscono la capacità di gestire molto più traffico, in modo più efficiente. Parliamo in particolare di MU-MIMO e OFDMA.

MU-MIMO (Multi-User – Multiple Input, Multiple Output) definisce la possibilità di comunicazione multiutente, con più ingressi e più uscite. La sua importanza è data dalla possibilità di espandere sensibilmente un’abilità già introdotta con 802.11ac, o Wi-Fi 5. A differenza di quest’ultimo, che poteva gestire fino a 4 flussi spaziali di dati solo a valle e unicamente sulla banda a 5GHz, la soluzione su cui conta Wi-Fi 6 è in grado di gestire fino a 12 flussi di dati a monte e a valle sulle bande 2,4GHz e 5GHz. Grazie al MU-MIMO di ultima generazione è possibile supportare più bande e contribuire a coprire più canali contemporaneamente.

L’Orthogonal Frequency Division Multiple Access, o OFDMA, è una delle più significative novità del Wi-Fi 6. Consente di gestire le comunicazioni tra più dispositivi contemporaneamente e di utilizzare lo spettro disponibile in modo molto più efficiente, suddividendo i segnali tra diversi dispositivi in base alla quantità di risorse di cui c’è effettivamente bisogno.

Come segnala il Wi-Fi 6 Industry Impact Report di Qualcomm:

OFDMA e MU-MIMO, insieme, rendono possibile un enorme salto di capacità che la rete è in grado di fornire e, allo stesso tempo, di fornire in modo molto più efficiente tale capacità a tutti i dispositivi che vi fanno affidamento. Questa realtà aiuterà le reti Wi-Fi a gestire l’imminente esplosione dei dispositivi IoT”.

In altri termini, OFDMA permette di segmentare la larghezza di banda all’interno dei canali, consentendo a più dispositivi di ricevere dati nello stesso arco di tempo.

Inoltre permette di fare efficienza energetica, riducendo i consumi. I vantaggi sono enormi, specie pensando all’espansione dell’IoT e dell’impiego di un numero maggiore di sensori, le cui batterie non possono essere sostituite così facilmente e frequentemente.C’è poi un’altra funzione di cui è dotato Wi-Fi 6: il Target Wake Time, o TWT. 

È una caratteristica che consente a un access point Wi-Fi 6 di definire specifici tempi di accesso alla rete per i dispositivi che devono inviare o ricevere dati in momenti ben determinati: già introdotta dallo standard 802.11ah con il termine di “WiFi Halow”, consente di evitare collisioni di accesso al mezzo e ottenere un notevole risparmio energetico in quanto il dispositivo viene “svegliato” solo nel momento in cui deve trasmettere.

Wi-Fi 6 utilizza la nuova funzione di Colorazione BSS (Basic Service Set Coloring), che serve a identificare le frequenze in comune utilizzate da diversi access point in zone congestionate. È un ottimo modo per migliorare l’affidabilità in ambienti molto densi. La tecnica dà priorità – o colori – al traffico, e di fatto chiude e ignora il traffico sulle stesse frequenze che probabilmente sta comunicando su un’altra rete.

Per ultimo viene esteso anche l’intervallo di guardia (GI, Guard Interval) per proteggere il segnale dai fenomeni di multipath, rendendo la comunicazione più robusta, specialmente in ambienti indoor con elevata riflessione quali capannoni industriali, ambienti con coperture metalliche e simili.

Va precisato, inoltre, che Wi-Fi 6 è compatibile con i precedenti standard: l’acquisto quindi di un nuovo access point non obbliga a cambiare immediatamente i trasmettitori dei dispositivi già installati.

Lo standard Wi-Fi si è evoluto nel tempo fino a consentire applicazioni sempre più complesse, come le funzioni di monitoraggio da remoto, in cui trovano particolare utilizzo i sensori IoT.

Wi-Fi 6 e i benefici effetti sulle comunicazioni, nel pubblico e privato

L’impiego dello standard 802.11ax farà sicuramente bene a molti settori. Tra questi il Wi-Fi pubblico: grandi spazi come stazioni ferroviarie, aeroporti, ma anche stadi e piazze

A proposito di aeroporti Boingo Wireless, il più grande provider Wi-Fi aeroportuale delle Americhe, ha annunciato proprio in questi giorni l’implementazione della prima rete Wi-Fi 6 conosciuta a livello aeroportuale nell’aeroporto internazionale di São Paulo/Guarulhos, il principale scalo aeroportuale della città brasiliana di San Paolo, con quasi 40 milioni di passeggeri in transito ogni anno.

La capacità del Wi-Fi 6, o 802.11ax, di instradare istantaneamente il traffico, anche verso dispositivi su reti molto affollate, è certamente un ottimo alleato. Il Wi-Fi in ambienti ad alta densità è un valore aggiunto, dato che le reti faticano a mantenere il traffico di rete in movimento. Pensiamo, per esempio, ai vantaggi che offre agli ospedali, perfetti esempi di edifici dinamici con più dispositivi wireless per persona, dispositivi costantemente in movimento e molteplicità di strumenti tecnologici in funzione.

L’ambito domestico è probabilmente il segmento che beneficerà maggiormente dei miglioramenti del Wi-Fi 6, a tutto vantaggio della smart home, che finora ha avuto una crescita lenta soprattutto a causa dei limiti delle reti esistenti.

E il prossimo futuro?

Wi-Fi 6 non è oggetto di ricerca scientifica, ma un prodotto: oggi, infatti, è possibile acquistare i dispositivi in qualunque negozio online. La tecnologia però non si ferma certo, anzi: si parla già di Wi-Fi 6E che estende la disponibilità dei canali alla parte bassa dello spettro a 6GHz per consentire all’utilizzatore di sfruttare ulteriori 4 canali da 160MHz in una zona libera da interferenza.

Attualmente tale proposta è allo studio degli organi di armonizzazione internazionale anche se alcuni paesi extra europei hanno già iniziato a rilasciare parte dello spettro. Insomma, stiamo assistendo a una corsa partita nel 1997 e arrivata fino a oggi per portarci in un futuro sempre più connesso.


DOMANDE E RISPOSTE

Cos’è il Wi-Fi 6?

Il Wi-Fi 6 è l’ultima generazione della Wireless Fidelity, lo standard di connettività che si è evoluto nel tempo per consentire applicazioni sempre più importanti e complesse. Il Wi-Fi 6 rappresenta l’ultima evoluzione dello standard di trasmissione per reti WLAN IEEE 802.11, così chiamato perché sviluppato dal gruppo 11 dell’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802. In gergo tecnico, il Wi-Fi 6 è chiamato 802.11ax

Quali sono le caratteristiche del Wi-Fi 6?

Reti e dispositivi Wi-Fi 6 contano su diverse funzionalità che conferiscono la capacità di gestire molto più traffico, in modo più efficiente. Parliamo in particolare di MU-MIMO e OFDMA.

MU-MIMO (Multi-User – Multiple Input, Multiple Output) definisce la possibilità di comunicazione multiutente, con più ingressi e più uscite:  a differenza del EWi-Fi 5 che poteva gestire fino a 4 flussi spaziali di dati solo a valle e unicamente sulla banda a 5GHz, il Wi-Fi 6 è in grado di gestire fino a 12 flussi di dati a monte e a valle sulle bande 2,4GHz e 5GHz.

 L’Orthogonal Frequency Division Multiple Access, o OFDMA, è una delle più significative novità del Wi-Fi 6. Consente di gestire le comunicazioni tra più dispositivi contemporaneamente e di utilizzare lo spettro disponibile in modo molto più efficiente, suddividendo i segnali tra diversi dispositivi in base alla quantità di risorse di cui c’è effettivamente bisogno.

Inoltre, Wi-Fi 6 utilizza la nuova funzione di Colorazione BSS (Basic Service Set Coloring), che serve a identificare le frequenze in comune utilizzate da diversi access point in zone congestionate. 

Quali velocità raggiunge il Wi-Fi 6?

Il Wi-Fi 6 stato progettato per apportare una serie di miglioramenti come l‘aumento della velocità della rete, della capacità e della reattività. Già solo rispetto al Wi-Fi 5 la velocità massima garantita passa da 3,5 Gbps a 9,6 Gbps.

Quali sono i vantaggi del Wi-Fi 6?

Questi i benefici del Wi-Fi 6:

  • Connettività senza precedenti mediante una lista amplissima di dispositivi
  • Efficienza energetica
  • Velocità di trasmissione dati
  • Numero maggiore di dispositivi che possono operare senza ostacoli sulla rete, consentendo di veicolare un maggior numero di dati audio, video e altri dati in tempo reale
  • Gestione fino a 12 flussi di dati a monte e a valle sulle bande 2,4GHz e 5GHz
  • Gestire delle comunicazioni tra più dispositivi contemporaneamente e utilizzo dello spettro disponibile in modo molto più efficiente
  • Definizione di specifici tempi di accesso alla rete per i dispositivi che devono inviare o ricevere dati in momenti ben determinati
  • Migliore l’affidabilità in ambienti molto densi
  • Comunicazione più robusta, specialmente in ambienti indoor con elevata riflessione

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Andrea Ballocchi
Giornalista specializzato in tecnologia, focalizzato su temi che riguardano l'Internet of Things e le tecnologie emergenti che hanno un impatto significativo sulla vita quotidiana e su quella futura. Oltre alla tecnologia si occupa anche di temi legati alla sostenibilità ambientale e non solo (edilizia, architettura, design...)

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