Comunicazione, rilevamento, alimentazione, controllo, memoria ed elaborazione sono le principali tecnologie utilizzate in un progetto di tracciamento.

Le principali tecnologie di tracciamento includono GNSS, Bluetooth e Wi-Fi RSSI, Bluetooth angolo di arrivo UWB, ultrasuoni, SLAM, RFID, rete TOF, raggi infrarossi ecc. SLAM richiede elevata larghezza di banda e velocità di trasmissione dati per lo streaming di immagini e video; altre tecnologie utilizzano diversi o decine di byte per messaggio di posizionamento. Considerando la precisione di posizionamento, il consumo energetico, le dimensioni del prodotto, il costo e la disponibilità della rete o la distanza di comunicazione, esistono numerose opzioni per la tecnologia di comunicazione e questo articolo presenta le più recenti tecnologie di rete mobile e le loro caratteristiche. Confrontando tecnologie simili, analizza i pro e i contro di ciascuna tecnologia per un progetto di tracciamento e aiuta i lettori a scegliere quale utilizzare in un progetto di tracciamento personale o di beni.

1. 4G e 5G

4G e 5G sono due generazioni diverse di tecnologia di rete mobile. Presentano alcune differenze fondamentali in termini di velocità, larghezza di banda, latenza e capacità. Ecco un riepilogo delle principali differenze:

• Velocità
  Il 5G è molto più veloce del 4G, offrendo fino a 2,5 Gbps di velocità in download e 1,25 Gbps in upload. Il 4G, invece, può raggiungere solo 1 Gbps di velocità in download e 500 Mbps in upload. Il 5G può quindi supportare applicazioni che richiedono un maggiore utilizzo di dati, come lo streaming video ad alta risoluzione, la realtà virtuale e il cloud gaming.
• Larghezza di banda
  Il 5G ha una larghezza di banda maggiore del 4G, il che significa che può supportare più dispositivi e utenti contemporaneamente senza compromettere la qualità del servizio. Il 5G utilizza frequenze più elevate rispetto al 4G, come le onde millimetriche, che sono meno congestionate e possono trasportare più dati. Il 5G utilizza anche antenne più piccole e più direzionali, servendo oltre 1.000 dispositivi in più per metro rispetto al 4G. Ciò significa che il 5G può gestire la crescente domanda di accesso a Internet da smartphone, tablet, laptop, smart TV, dispositivi indossabili e dispositivi IoT.
• Latenza
  Il 5G ha una latenza inferiore al 4G, il che significa che presenta un ritardo o un ritardo minore nelle comunicazioni tra dispositivi e server. La latenza del 5G è di circa 1 ms, mentre quella del 4G è di circa 50 ms. Il 5G può consentire applicazioni più interattive e in tempo reale, come il controllo remoto di veicoli, robot e procedure mediche, nonché giochi online e videoconferenze.

Queste sono alcune delle principali differenze tra 4G e 5G. Tuttavia, queste differenze dipendono anche dalla disponibilità e dalla copertura delle reti, nonché dalla compatibilità e dalle prestazioni dei dispositivi. Per sfruttare appieno i vantaggi del 5G, è necessario disporre di un dispositivo abilitato al 5G e di un provider di rete 5G nella propria zona.

In un progetto IoT, sia il 5G che il 4G vengono utilizzati per il backhaul dei dati nel gateway, ovvero il gateway LoRaWAN, il gateway AoA (Angolo di arrivo), ecc. Il 4G viene spesso utilizzato perché:

• Il modulo 4G è più economico.
• Velocità, larghezza di banda e latenza non hanno un'influenza significativa sulle prestazioni del sistema.

Molti veicoli tracker utilizzare il 4G perché ha una copertura mondiale migliore del 5G, mentre il 2G e il 3G stanno scomparendo.

Alcune tecnologie di posizionamento GNSS ad alta precisione, come RTK (Real-Time Kinematic) e PPK (Post Processed Kinematic), utilizzano il 4G perché necessitano di una comunicazione dati più rapida e consistente durante il posizionamento.

2. LTE e 4G

LTE e 4G sono due termini correlati alla tecnologia di rete mobile. LTE sta per Long-term Evolution ed è uno standard per la comunicazione wireless a banda larga. 4G sta per quarta generazione ed è un termine generale per indicare la quarta generazione della tecnologia dati mobile, come definita dall'Unione Internazionale delle Telecomunicazioni (ITU).

LTE è una delle tecnologie in grado di fornire velocità 4G, ma non tutte le reti LTE soddisfano i criteri del 4G, come una velocità di download massima di almeno 100 Mbps. Per distinguere tra questi casi, alcuni operatori utilizzano il termine 4G LTE per indicare una rete LTE più veloce e avanzata che soddisfa i requisiti del 4G. Tuttavia, alcuni operatori potrebbero anche utilizzare il termine 4G LTE per commercializzare le proprie reti LTE che sono in realtà più lente dello standard 4G.

WiMAX è un'altra tecnologia in grado di fornire velocità 4G, acronimo di Worldwide Interoperability for Microwave Access. WiMAX è simile a LTE in quanto utilizza onde radio per trasmettere dati, ma ha un'architettura di rete e una gamma di frequenza diverse. WiMAX era più popolare agli albori del 4G, ma LTE lo ha ampiamente sostituito nella maggior parte dei mercati.

In sintesi, LTE e 4G non sono esattamente la stessa cosa, ma vengono spesso utilizzati in modo intercambiabile da operatori e consumatori. LTE è una tecnologia specifica in grado di fornire velocità 4G, ma non tutte le reti LTE sono compatibili con il 4G. WiMAX è un'altra tecnologia in grado di fornire velocità 4G, ma è meno diffusa dell'LTE.

3. CAT-M e LTE-M

CAT-M and LTE-M (Long-Term Evolution for Machines) are two different names for the same thing: a device category in the LTE family of cellular technologies designed for IoT applications. CAT-M and LTE-M devices have some advantages over traditional LTE devices, such as lower power consumption, longer battery life, better coverage, and lower cost. However, they also have limitations, such as lower data rates, narrower bandwidth, and reduced functionality.

Le principali differenze sono:

• Larghezza di banda
  I dispositivi CAT-M e LTE-M utilizzano una larghezza di banda di 1,4 MHz, molto inferiore alla tipica larghezza di banda di 20 MHz utilizzata da altri dispositivi LTE. Ciò significa che possono ospitare più dispositivi nello stesso spettro e hanno una capacità e una velocità di trasmissione dati inferiori.
• Velocità dati
  I dispositivi CAT-M e LTE-M raggiungono velocità di trasmissione dati di picco fino a 1 Mbps sia in downlink che in uplink, sufficienti per la maggior parte delle applicazioni IoT ma non per servizi a banda larga come lo streaming video o il gaming. Altri dispositivi LTE possono raggiungere fino a 10 Mbps in downlink e 5 Mbps in uplink (CAT-1) o anche di più (CAT-4 e superiori).
• Consumo energetico
  I dispositivi CAT-M e LTE-M hanno un consumo energetico inferiore rispetto ad altri dispositivi LTE, il che significa che possono funzionare a batteria per periodi più lunghi. Supportano anche funzioni di risparmio energetico come la modalità di risparmio energetico (PSM) e la ricezione discontinua estesa (eDRX), che consentono loro di entrare in modalità sospensione o ridurre l'attività quando non sono in uso.
• Copertura
  I dispositivi CAT-M e LTE-M offrono una copertura migliore rispetto ad altri dispositivi LTE, soprattutto in aree interne e rurali. Possono utilizzare la ripetizione e l'adattamento del collegamento per migliorare la qualità e l'affidabilità del segnale. Supportano inoltre la modalità Coverage Enhancement Mode (CEM), che consente loro di trasmettere a livelli di potenza più elevati e ricevere a livelli di segnale più bassi.
• Complessità
  I dispositivi CAT-M e LTE-M presentano una complessità inferiore rispetto ad altri dispositivi LTE, il che significa che hanno requisiti hardware e software più semplici. Offrono anche meno funzionalità, come il supporto vocale, l'aggregazione di portanti o antenne multiple.