Come le macchine intelligenti potrebbero prendere il controllo della rete GSM

Nel 1991, l'allora primo ministro finlandese, Harri Holkeri, fece una telefonata che sarebbe passata alla storia, almeno per quanto riguarda i fan dei trivia. Questa è stata la prima chiamata effettuata utilizzando il protocollo telefonico GSM che da allora ha dominato le reti di telecomunicazioni mobili in tutto il mondo. Nel 2008, più di tre miliardi di persone erano collegate a questa rete.

Il GSM è una cosiddetta tecnologia di seconda generazione e da allora è stata sostituita dalle reti 3G e 4G. Ora i responsabili delle politiche delle telecomunicazioni di tutto il mondo stanno valutando la possibilità di disattivare la rete GSM e trovare altri usi per le frequenze radio ad essa assegnate. La città cinese di Macao sarà la prima, avendo pianificato di eliminare gradualmente le sue reti GSM a partire da giugno del prossimo anno.

Potrebbe essere una decisione miope. Oggi, il tedesco Corrales Madueňo e alcuni amici dell'Università di Aalborg in Danimarca, affermano che il sistema GSM dovrebbe diventare una rete dedicata alle macchine intelligenti per comunicare tra loro. Hanno calcolato la capacità di tale rete e come potrebbe diventare la spina dorsale delle comunicazioni di una nuova generazione di contatori intelligenti.

I nostri risultati mostrano che, con un'adeguata reingegnerizzazione, le reti GSM possono supportare dispositivi M2M (machine-to-machine) sorprendentemente massicci anche su un singolo canale di frequenza, affermano Madueňo e co.

Una delle sfide principali per gli ingegneri di rete è trovare modi per aumentare le velocità con cui le persone possono inviare e ricevere dati. Le ultime reti 4G sono in grado di scaricare dati a velocità fino a un gigabit al secondo. Al contrario, GSM gestisce meno di 300 kilobit al secondo. Ecco perché il GSM sta diventando sempre più obsoleto per gli utenti di smartphone.

La sfida per la comunicazione da macchina a macchina, tuttavia, è diversa. Qui l'obiettivo non è aumentare la velocità dati complessiva ma distribuirla in modo efficiente a molti terminali. Quindi la copertura globale del GSM lo rende un veicolo ideale per questo tipo di comunicazione.

Per scoprire se la rete potrebbe gestire una futura generazione di contatori intelligenti, Madueňo e compagni hanno calcolato i numeri che potrebbero apparire in un ambiente suburbano standard insieme alla frequenza con cui è probabile che inviino dati e quanto.

Presumono che entro un raggio di 1.000 metri da una stazione base standard, con circa tre contatori intelligenti per casa, ci siano probabilmente oltre 20.000 dispositivi in ​​competizione per comunicare sulla rete. Questi vanno dai contatori intelligenti di gas ed elettricità che inviano dati ogni pochi minuti, alle macchine per carte di credito nei negozi locali e persino ai sensori del traffico e alle macchine per il noleggio di film. È improbabile che la maggior parte invii più di poche centinaia di byte alla volta e spesso molto raramente.

Madueňo e colleghi affermano che la rete può essere resa più efficiente partendo dal presupposto che molti dei dispositivi avranno requisiti molto simili che possono essere soddisfatti Un sacco con alcune semplici modifiche ingegneristiche.

Queste modifiche dovrebbero rendere la rete più efficiente. Proseguono calcolando che una cella GSM operante su una singola frequenza potrebbe supportare fino a 70 messaggi al secondo. Ciò si traduce in circa 13.000 contatori intelligenti che segnalano ogni cinque minuti. Questo è il 133 percento in più rispetto a quanto è possibile con gli attuali standard di rete GSM.

È un'idea interessante. Se una rete globale dovesse essere avviata da zero per soddisfare i requisiti di comunicazione dei contatori intelligenti, si tratterebbe di una sfida considerevole. Quindi ha senso utilizzare una risorsa esistente per questo scopo.

Sebbene le sfide ingegneristiche sembrino semplici, un ostacolo più difficile sarà ottenere un accordo globale per utilizzare il GSM in questo modo. Gli immobili in radiofrequenza sono un bene prezioso, quindi non sorprenderti se c'è una feroce battaglia in vista per coloro che sostengono questa idea.

Rif: arxiv.org/abs/1410.6627 : Reingegnerizzazione GSM/GPRS verso una rete dedicata per la misurazione intelligente di massa

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