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Questo 'Wi-Fi' da 45 miglia potrebbe collegare una rete elettrica più intelligente
Se il tuo router Wi-Fi di casa non è stato rinchiuso in casa, potrebbe inviare un segnale a circa 20 miglia di distanza prima che il segnale diventi troppo debole e distorto per essere ricevuto da un computer. La tecnologia sviluppata dalla startup di San Diego On-Ramp Wireless utilizza la stessa frequenza, ma meno potenza, per inviare segnali di dati a 45 miglia, grazie ad algoritmi che rendono i segnali molto resistenti al rumore.
La tecnologia, chiamata Ultra-Link Processing, trasferisce i dati a una velocità molto bassa rispetto a una connessione a banda larga domestica. Ma On-Ramp intende offrirlo come un modo per abilitare reti energetiche intelligenti, in cui semplici sensori installati nei contatori di energia domestici, ad esempio, segnalano l'attività locale alle utenze, consentendo loro di gestire la generazione e la distribuzione di energia in modo più intelligente.
L'infrastruttura di rete intelligente è necessaria per far fronte alla fluttuazione della produzione di fonti di energia rinnovabile su larga scala e potrebbe rendere fattibile la microgenerazione, in base alla quale i consumatori producono la propria energia e vendono l'eventuale eccedenza alla rete. I sensori smart-grid di oggi utilizzano in genere una tecnologia simile al Wi-Fi con intervalli simili al Wi-Fi o bande radio senza licenza che possono raggiungere un paio di miglia. È possibile utilizzare anche le reti cellulari, ma queste connessioni sono sempre più sotto pressione da telefoni e tablet affamati di dati.
Non è disponibile alcuna tecnologia per i dispositivi che necessitano solo di un filo di connettività a lunga distanza, afferma il chief technology officer di On-Ramp, Ted Myers, il quale afferma che con una linea di vista libera, la tecnologia di On-Ramp può inviare un segnale a 45 miglia. Sta prendendo di mira dispositivi che utilizzano meno di 50 bit al secondo, circa 100.000 volte inferiore alla velocità media della banda larga degli Stati Uniti di cinque megabit al secondo.
Una rete di prova a San Diego richiede solo 35 punti di accesso strategicamente posizionati per raccogliere dati da contatori intelligenti e altri dispositivi dotati della tecnologia On-Ramp su un'area di 4.000 miglia quadrate. Si riduce a un vantaggio di costo, afferma Myers. Hai bisogno di meno punti di accesso in questo modo. L'utility californiana PG&E sta attualmente implementando contatori intelligenti basati su una tecnologia più consolidata che richiederà oltre 1.000 punti di accesso per coprire la stessa area, afferma Myers.
Collegamento a lunga distanza: Questo dispositivo può inviare un segnale alla stessa frequenza del Wi-Fi 45 miglia, utilizzando molta meno energia.
Con l'aiuto di una sovvenzione di 2,1 milioni di dollari del Dipartimento dell'Energia, On-Ramp sta ora lavorando con l'utility San Diego Gas and Electric per monitorare parti di infrastrutture energetiche difficili da raggiungere. In altre prove, On-Ramp sta lavorando con la compagnia petrolifera Shell per collegare i sensori di pressione sui gasdotti in Europa e con appaltatori della difesa interessati a tracciare oggetti dotati di trasmettitori Ultra-Link Processing.
Il cuore della tecnologia è una suite di algoritmi proprietari per la trasmissione e la decodifica dei segnali di dati. Questi consentono ai ricevitori di On-Ramp di estrarre un segnale che è stato indebolito dalla distanza dal rumore generato da altri segnali Wi-Fi e radio nelle stesse bande di frequenza. La tecnologia può persino rilevare segnali più deboli del rumore di fondo circostante, afferma Myers, cosa che i dispositivi che utilizzano reti cellulari o mesh non possono fare. Secondo i modelli standard per prevedere le prestazioni wireless in scenari reali, la tecnologia On-Ramp è in grado di utilizzare segnali circa 100 volte (20 dB) più deboli di quelli necessari per un collegamento cellulare e 3000 volte (35 dB) più deboli di quelli necessari per sensori a griglia che si collegano insieme in una rete mesh, dice. Può persino inviare segnali da sensori sotterranei, ad esempio su linee elettriche o del gas sotterranee.
Tuttavia, sono necessari chip con tecnologia proprietaria On-Ramp integrata. I dispositivi utilizzati finora nelle implementazioni di prova si basavano su un chip di prima generazione prodotto a Taiwan. Una versione prevista per questo autunno, il MicroNode nella foto, costa circa un terzo in meno e renderà i contatori intelligenti dotati della tecnologia On-Ramp competitivi con quelli già implementati da alcune utility, afferma Myers.
Rajit Gadh , che ricerca la tecnologia e le implementazioni smart-grid presso l'Università della California, Los Angeles, afferma che le utility sono certamente interessate a ridurre il costo dell'infrastruttura smart-grid e aggiunge che nuovi tipi di reti wireless potrebbero essere d'aiuto. Non esiste una corrispondenza esatta tra la tecnologia disponibile e ciò di cui la rete intelligente ha bisogno per fornire realmente, afferma Gadh. Ci saranno collegamenti wireless operanti a una gamma di frequenze diverse utilizzate in diversi scenari, ad esempio aree urbane o rurali o città in via di sviluppo che sono più dense.
La maggior parte della tecnologia in uso oggi, afferma Gadh, è stata sviluppata per altri scopi. Ad esempio, molte implementazioni di reti intelligenti utilizzano il protocollo Zigbee originariamente concepito per collegare gli elettrodomestici nelle case in rete. Tuttavia, On-Ramp è in competizione con molte altre aziende che fanno offerte per collegare le parti della rete intelligente, sottolinea Gadh, e la maggior parte di queste utilizza tecnologie più consolidate con cui le utility hanno molta più familiarità.