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Grandi cose può fare l’ IoT

22 Ottobre 2018

Di Laura Baronchelli

L’Internet delle cose (IoT) sta colonizzando tutti gli ambiti del nostro mondo. Una carrellata veloce sulle previsioni esplosive di molti analisti di mercato per poi guardare più concretamente alle diverse tecnologie che rendono possibile la connettività.

Di IoT e nuove tecnologie per la connettività si parlerà anche a ILLUMINOTRONICA, la fiera verticale sull’integrazione e l’Internet of Things in programma dal 29 novembre all’1 dicembre

IoT: i numeri del mercato

Se si scorrono i dati forniti dai diversi analisti di mercato che si prefiggono di fornire una visione di quello che è ma, soprattutto di quello che sarà il mercato direttamente o indirettamente generato dall’Internet delle cose (IoT), si scoprono numeri astronomici ma profondamente diversi da analista ad analista.

Qui si seguito un breve campionario:

Bain prevede che il segmento B2B dell’IoT genererà nel 2020 più di 300 miliardi di dollari comprendendo 85 miliardi generati dal settore industriale.
Secondo il Boston Consulting Group il mercato dell’Internet delle cose raggiungerà nel 2020 i 267 miliardi di dollari.
Il mercato globale dell’IoT è, secondo Statista, proiettato a crescere da 2,99 triliardi (triliardi ovvero milioni di milioni) di dollari del 2014 a 8,9 triliardi nel 2020 avendo un CAGR del 19,92%. La spesa globale in sistemi IoT del settore della produzione industriale viene stimato passare da 472 miliardi di dollari nel 2014 a 890 miliardi. L’assistenza sanitaria e le scienze biologiche da 520 milioni nel 2014 a 1.335 milioni del 2020 raggiungendo un CAGR del 17%.
Secondo IDC le spese mondiali in IoT raggiungeranno nel 2018 i 772 miliardi di dollari con un incremento sul 2017 del 14,6%. L’hardware è la categoria tecnologica più presente con 219 miliardi che vanno principalmente su moduli e sensori e solo marginalmente su infrastrutture e sicurezza. I servizi sono la seconda seguita da software e connettività.
IoT Analytics stima in 151 miliardi di dollari il mercato globale dell’IoT nel 2018 con la previsione di crescere fino a 567 miliardi nel 2025 con una crescita media annua del 39%.

E’ chiaro che bisogna capire esattamente cosa ognuno di questi analisti intenda esattamente con la locuzione “mercato globale dell’IoT” e molto probabilmente le differenze di valutazione sono legate anche a questo, ovvero a cosa fa parte delle stime e invece cosa ne rimane escluso. Comunque è chiara una cosa: tutto quello che ha a che fare con l’Internet delle cose è destinato a crescere, a livello mondiale, da un minimo del 19,9% di CAGR di IDC ad un più esplosivo CAGR del 39% di IoT Analytics.

E l’Italia?

Ce lo ha detto l’Osservatorio Internet of Things del Politecnico di Milano durante l’ultima presentazione del suo rapporto nella primavera di quest’anno. Il mercato dell’Internet of Things in Italia, nel 2017 ha espresso 3,7 miliardi di euro con un incremento del 32% rispetto al 2016 spinto sia dalle applicazioni più consolidate che sfruttano la “tradizionale” connettività cellulare (2,2 miliardi di euro, +29%), sia da quelle che utilizzano altre tecnologie di comunicazione (1,5 miliardi di euro, +36%). Una crescita che risulta in linea o superiore a quella degli altri Paesi occidentali e il cui vero motore è costituito dalla componente legata ai servizi abilitati dagli oggetti connessi, che valgono ormai 1,25 miliardi di euro (con un peso pari al 34% del mercato).

A trainare l’Internet of Things in Italia è, anche per il 2017, lo Smart Metering che, per effetto degli obblighi normativi per il gas (2,4 milioni di contatori gas installati presso le utenze domestiche nel 2017) e dell’installazione della seconda generazione di contatori elettrici intelligenti, raggiunge i 980 milioni di euro (26% del mercato, +3% rispetto al 2016).

Subito dopo, ormai a breve distanza, troviamo le Smart Car con 810 milioni di euro (22% del mercato, +47%), grazie anche agli 11 milioni di veicoli connessi a fine 2017, oltre un quarto del parco circolante in Italia. A seguire troviamo le applicazioni di Smart Building, le soluzioni IoT per la logistica, la città e la casa.

“Nel prossimo futuro si prevede un’ulteriore accelerazione del mercato, soprattutto per quanto riguardo gli ambiti Smart Metering, Smart Car, Smart Home e Industrial IoT. Infatti la normativa continuerà ad alimentare la crescita delle soluzioni Smart Metering anche nel 2018, con almeno 4 milioni di smart meter gas e 5,5 milioni di contatori elettrici di seconda generazione che verranno installati nelle case degli italiani nel corso dell’anno. La Smart Car proseguirà il suo percorso di crescita grazie all’entrata in vigore, lo scorso 31 marzo, dell’obbligo normativo legato all’eCall (che prevede che tutti i nuovi modelli di auto e furgoni leggeri siano in grado di allertare automaticamente i servizi di soccorso in caso di incidente) e all’offerta sempre più ampia di servizi abilitati dalla connettività. Nell’ambito Smart Home segnali molto positivi arrivano dall’ingresso dei grandi OTT (Over-The-Top) nel mercato italiano (ad esempio Google Home da marzo 2018), con la possibilità di generare un indotto significativo in grado di fare da traino a tutto il comparto. L’Industrial IoT, infine, potrà beneficiare della proroga degli incentivi legati al super ammortamento e all’iper ammortamento previsti dal Piano Nazionale Industria 4.0 anche nel 2018.”

Prospettive dell’ IoT nel mondo

Tra tutti i report visti l’ultimo report di IoT Analytics intitolato “State of the IoT & Short-term outlook” pubblicato in Agosto ci è sembrato essere uno dei più equilibrati nelle stime del mercato essendo partiti da una analisi del numero di dispositivi connessi legati alle applicazioni del settore e, pur esprimendo una crescita al +39% annua, parte da numeri più contenuti e non sfonda barriere astronomiche come i quasi 9 triliardi (milioni di milioni) di dollari nel 2025 previsti da Statista.

Secondo IoT Analytics nel 2018 il numero di dispositivi connessi dovrebbe superare i 17 miliardi di unità, ma se si escludono smartphone, tablet, laptop o linee telefoniche fisse rimangono 7 miliardi di dispositivi che rappresentano le connessioni al servizio dell’IoT.

Il grafico di figura 1 mostra come questi 7 miliardi di unità utilizzano le diverse tecnologie di connettività – il tipo di reti – per collegarsi alla rete delle reti. E mostra anche come questo numero è previsto crescere da qui al 2025. Dai 7 miliardi di unità stimati per il 2018, IoT Analytics, vede una crescita a 21,5 miliardi del 2015 con una crescita media annua (CAGR) del 17%.

Wireless Personal Area Networks (WPAN). Il numero più elevato di dispositivi IoT è connesso con soluzioni a corto raggio (fino a 100m) con una ampia diffusione nella automazione della casa e degli edifici (Home & Building automation). Bluetooth, ZigBee e Z-Wave sono quelli più rappresentativi di questo segmento
Wireless Local Area Networks (WLAN). È la seconda categoria per numero di dispositivi connessi con coperture più estese ma che non eccedono il chilometro. Lo standard più comune è il Wi-Fi che vede ancora una buona crescita.
Low-Power Wide Area Networks (LPWAN). IoT Analitics vede la maggior parte della crescita futura provenire da questa tecnologia (vedi paragrafo dedicato). Nel 2025 più di 2 miliardi di dispositivi saranno connessi per mezzo della LPWAN che promette una lunga durata delle batterie e un raggio di comunicazione che supera i 20 chilometri.
Nonostante il diffondersi della tecnologia wireless continueranno ad essere presenti soluzioni ‘wired’ – cablate – essendo ancora quelle a minor costo quando reti ethernet o fieldbus sono già operative.
Cellular / M2M. Le tecnologie 2G, 3G, e 4G sono state per lungo tempo la sola possibile scelta per la connettività a lungo raggio. Al guadagnare quote di mercato da parte di LPWAN e, una volta assestato il 5G, questa tecnologia è destinata a cedere il passo a LPWAN e 5G.
5G: sembra essere il jolly. Ancora in via di sviluppo e di assestamento dello standard questa tecnologia promette una nuova era della connettività con una banda estesissima e una latenza estremante bassa. Ma non prima del 2020.
Wireless Neighborhood Area Networks (WNAN). La tecnologia WNAN si colloca nel mezzo tra la WLAN e la tecnologia a lungo raggio come quella cellulare.

Un’ampia scelta di soluzioni per la connettività

Le soluzioni IoT necessitano, per trasmettere le informazioni, di una rete che le possa trasferire in modo sicuro, affidabile, efficiente e ad un prezzo ragionevole. Nel decidere quale rete offre la miglior soluzione è necessario rispondere a due domande fondamentali. La prima riguarda la quantità di dati da trasmettere ovvero se siano in grande quantità, come video o audio, o siano invece pochi byte come i dati di un sensore.

La seconda domanda a cui rispondere è relativa alla distanza necessaria per raccogliere l’informazione trasmessa. Che equivale a capire la distanza che è necessario coprire per trasmettere e ricevere le informazioni in modo affidabile.

Il grafico offre la panoramica degli standard oggi disponibili inseriti approssimativamente in un quadrante con un asse che esprime il bit-rate (la velocità di trasmissione che in qualche misura risponde proporzionalmente alla quantità di dati da trasmettere) e il secondo asse che rappresenta invece la distanza operativa (range) a cui le diverse soluzioni possono arrivare.

La connettività cellulare

Gli standard che operano sulle frequenze della telefonia cellulare offrono una banda passante particolarmente ampia che arriva fino ai 100 Mbps del 4G LTE e una distanza operativa che supera facilmente la decina di chilometri. Anche affidabilità e copertura sono molto buone. Ma l’aspetto più rilevante è legato ai costi: sia dell’hardware che della connettività.

Le soluzioni “unlicensed”

Si basano tipicamente su frequenze ISM che quindi non richiedono licenze particolari e sono soluzioni che tipicamente non sono di esclusiva di una singola società. Sono soluzioni relativamente poco costose e consentono a gruppi e operatori privatei di gestire la propria rete anziché doversi appoggiare ad un operatore di telefonia mobile. Hanno difficoltà a coprire distanze che vanno oltre il centinaio di metri. Le possibili soluzioni sono però in grado di coprire un ampio spettro di banda andando dal Gbps del Wi-Fi, passando dai 10 Mbps del Bluetooth per arrivare al centinaio di bit di Zigbee e Z-Wave.

Le emergenti Low Power Wide Area

Gartner ha inserito le LPWAN nella top10 delle tecnologie per il 2018. Anche IoT Analitics, nel suo ultimo rapporto, stima che la crescita media annua (CAGR) sarà del 109% per arrivare al 2023 con 1,15 miliardi di dispositivi connessi con questa tecnologia. Una crescita sei volte superiore di quella di tutto il comparto.

Uno dei fattori che sta alla base della crescita prevista per le reti IoT su aree più estese (wide area) è sicuramente il consolidarsi di standard esistenti e l’entrata di nuovi. Inoltre, fino ad oggi la combinazione di costi di connettività, dei nodi terminali (sensori ed elettronica collegata) e gli alti livelli dei consumi dei dispositivi connessi ha reso difficile l’adozione di soluzioni IoT su aree di una certa estensione.

Oggi il costo dei sensori continua a diminuire, la capacità delle reti espressamente pensate per gestire i pacchetti di dati di dimensioni contenute, comuni a molte delle applicazioni che richiedono coperture più ampie, e i nuovi standard che non richiedono soluzioni elettroniche particolarmente complesse e quindi in grado di contenere i consumi stanno dando impulso a questo tipo di tecnologia.

LPWAN: le ragioni del successo

Per comprendere le ragioni che rendono le LPWAN la soluzione ideale è necessario capire un poco più a fondo le caratteristiche tecniche della rete:

Comunicazione a lungo raggio: I dati trasmessi sulla rete LPWANs possono viaggiare fino a 30/50 chilometri, la soluzione ideale per trasmettere dati su aree geografiche estese.
Buona penetrazione negli interni e sottoterra: che i sensori siano piazzati sui tetti o in un contatore al di sotto del livello stradale LPWAN può ancora raccogliere i dati trasmessi e inviarli al server di rete.
Basso bit rate: i sensori collegati alle LPWAN sono pensati per inviare una piccola quantità di dati, dai pochi byte di un sensore di temperatura a qualche centinaio di byte per misure più complesse.
Lunga durata delle batterie: le batterie che alimentano i sensori per LPWAN possono avere, a seconda delle applicazioni, una vita di diversi anni. In molti casi i sensori sono programmati per inviare le informazioni e poi diventare dormienti per un certo intervallo di tempo. In altri casi i sensori rimangono a riposo fino a che si realizza un certo evento che scatena l’invio di dati. La combinazione di pochi dati e la trasmissione intermittente può facilmente portare a durate delle batterie anche decennali senza necessità di essere rimpiazzate e quindi riducendo il costo di esercizio.
Costi più contenuti. Contrariamente alle reti cellulari progettate per servire terminali di una certa complessità (p.e.smartphone) le LPWAN sono state pensate per supportare terminali a bassa complessità. La maggior parte della capacità di elaborazione viene spostata nel cloud e questo contribuisce ulteriormente a ridurre il costo dei terminali. Nelle reti cellulari il costo della connettività può superare i 25 dollari annui mentre la connettività in LPWAN cade nella fascia di prezzo di 1-15 dollari. Un risparmio che può essere non indifferente.

Le nuove tecnologie IoT saranno al centro della manifestazione ILLUMINOTRONICA, in programma dal 29 novembre all’1 dicembre a BolognaFiere.
Tra i convegni in programma, segnialiamo “IoT: la sfida del long range (Lora, NB-IoT, SigFox…)” Giovedì 29 novembre, ore 12.00. Mentre nell’area espositiva l’INTERNET OF THINGS OPEN LAB è un vero e proprio laboratorio per imparare a progettare gli oggetti IoT, realizzarli utilizzando le più diffuse piattaforme hardware quali Raspberry e Arduino, e infine programmarli e integrarli via software.

La registrazione alla fiera è gratuita