169 MHz IoT Platform

Transcript

1 169 MHz IoT Platform

2 Dallo Smart Metering GAS alle piattaforme multiservizio 169 MHz 2 Di cosa parleremo. ü Panoramica dei possibili servizi e dispositivi che possono essere gestiti in una rete multiservizo 169 MHz ü Benefici di un sistema di Network Management avanzato ü Numeri ed esperienze dal campo della rete 169 MHz gestita con concentratori Urmet

3 Dallo Smart Metering GAS alle piattaforme multiservizio 169 MHz 3 L importanza dello standard ü Dalla soluzione inizialmente realizzata solo per il gas metano, si è passati una rete multiservizio più articolata capace di raccogliere i dati provenienti, oltre che dai meter gas, anche da altri tipi di misuratori (acqua, calore, energia elettrica) e da eventuali altri sensori (parking, sensori pr apparati di raccolta dei rifiuti urbani etc.) ü Lo standard condiviso a livello trasporto (WMBus 169 MHz EN :2013) ha facilitato l integrazione di nuovi dispostivi e di nuovi vendor aumentando la diffusione della tecnologia e della soluzione

4 GAS Smart Metering Platform (169 Mhz) Architettura Generale 4 WMBus 169 MHz +DLMS Concentratore Gas UNI WMBus 169 MHz 169 MHz WMBus Network LTE \ ETH DLMS IP Backbone & Cloud SAC Central Access System Gas Business Applications

5 Electrical Gas Water 169 MHz WMBus 169 MHz +DLMS Estensione a servizi di Smart City e IoT (169 MHz) WMBus 169 MHz 169 MHz WMBus Network 169 MHz +DLMS Concentratore WMBus 169 MHz LTE \ ETH IP Backbone & Cloud NETWORK MANAGEMENT SYSTEM SAC 2 5 SAC 1 Termal Sensor Traslatore 868/169 MHz Parking 868 MHz WMBUS Waste Custom Applications Water Heat Meter Elettrico: scenario in evoluzione, l utilizzo e la disponibilità dell interfaccia 169 MHz non è comune a tutti i DSO Water Trasl 868/169 MHz : traslazione di frequenza con stesso DL /TL WMBUS ed estensione range di copertura (apparati concepiti per letture di walk-by/ drive-by (tip. WMBus 868 T1 mode)

6 Estensione a servizi di Smart City e IoT (169 MHz + LoRa) NETWORK MANAGEMENT SYSTEM WMBus 169 MHz Water LTE \ ETH 169 MHz Electrical 169 MHz WMBus Network Concentratore NETWORK SERVER LoRa WAN LoraWan Network WMBus 169 MHz +DLMS 9 us 16 WMB MHz 169 MHz +DLMS Gas 6 IP Backbone & Cloud Application server LoRa WAN SAC Central Access System a o LoR Termal Sensor Lighting Air quality 868 MHz WMBUS Traslatore 868/169 MHz Custom Applications Waste Parking Water Heat Meter Water

7 Network Management Architettura generale per sistemi IoT 7 ü Elemento comune a meter/sensoli e piattaforma di gestione è la rete deputata al trasporto del dato SAC Raccolta & elaborazione dati NETWORK Trasporto dati METERS & SENSORI Generazione dati

8 Network Management Architettura generale per sistemi di telemetria Gestione della rete 8 Punto- Punto (es. GPRS): la rete è gestita totalmente dall Operatore Mobile in uso NETWORK Necessario un sistema avanzato di Network Management a completamento delle funzionalità previste dalla UNITS11291 (GAS) ed esteso a servizi diversi (es. acqua) GAS PMP (169MHz): alcune funzionalità di network management sono svolte dai SAC, nei limiti della normativa vigente (UNI-TS ) ACQUA PMP (169MHz): nessuna requisito condiviso o normativa nazionale

9 Network Management Un sistema di Network Managemet avanzato è l elemento portante di un processo complessivo di efficientamenteo della rete, per il quale è possibile individuare I seguenti step: ü Pianificazione della rete con strumenti appropriati di simulazione di propagazione 9 ü Installazione con strumenti di verifica imediata della copetura (es: meterbench invio trame per verifica correttezza cablaggio) ü Gestione della rete tramite strumenti di Network management che possano permettere: esercizio e manutenzione dei nodi di rete ( backup base dati, configurazione, virtualizzazione shell ssh, apn, vpn, etc) analisi e gestione della rete (verifica qualità link radio, verifica copertura riconfgurazione della rete) diagnostica avanzata nodi di rete (gestione real time allarmi concentratori) diagostica avanzata meter (tracciamento remoto dei messaggi da e verso i meter/sensori) integrazione con sistemi di Work Force Management /CRM (gestione allarmi 1-2 livello, ticket,etc.. )

10 Network Management 10 Benefici di un sistema di Network Management avanzato: verifica funzionale/qualitativa dei diversi elementi del sistema complessivo (sac/applicazione, concentratore, meter/sensori) altrimenti non disponibile se non con analisi mirate in campo sui singoli dispositivi ( sniffer remoto sul link radio 169 MHz) gestione unica e centralizzata di tutti gli elementi di rete indipendentemente dal servizio (unica infrastruttura di rete ma SAC/ applicazioni diverse per servizio) maggiore efficienza nelle attività di esercizio e manutenzione di tutti gli elementi del sistema (notifiche/allarmi real time) In presenza di più di un SAC /applicazione Esegue il routing/disptching dei messaggi tra meter/sensori ed il corrispondente servizio di Data Management (SAC e/o Application Server)

11 Esperienza Urmet 11 Alcuni numeri in ambito metering : CONCENTRATORI ü Circa 3000 concentratori venduti di cui circa 2000 concentratori già installati per un totale di circa 1,5 ML di Smart Meter GAS gestiti (rif. anno 2017, totale cumulativo 7 diversi distributori) ü Integrazione con i principali fornitori di SAC e con tutti i vendor di meter Gas presenti sul mercato SERVIZIO DI PIANIFICAZIONE RADIO ED INSTALLAZIONE CONCENTRATORI NETWORK MANAGEMENT SYSTEM (NMS) SAC (UNITS11291 compliant)

12 Esperienza Urmet 12 ALTRI SERVIZI/DISPOSITIVI GESTITI ü Meter Acqua 169 MHz (TL EN N Mode 169 MHz + AL EN /custom) ü Meter Acqua 868 MHZ tramite traslatore 868/169 MHz (TL EN N T1 Mode + AL EN /OMS) à Normalizzazione 169 MHz N-Mode + payload imbustato DLMS ü Dispositivi di rilevamento riempimento contenitori rifiuti (TL EN N Mode 169 MHz + AL EN /custom) ü Meter teleriscaldamento 868 MHZ tramite traslatore 868/169 MHz (TL EN N T1 Mode + AL EN /OMS) ànormalizzazione 169 MHz N-Mode+ payload imbustato DLMS ü Dispositivo di rilevamento ad impulsi per meter elettrico vecchia generazione (TL EN N Mode 169 MHz + AL EN /custom) ü DU meter elettrico 2G (chain 2 omologazione e-distribuzione versione PLC-C) ü Smart Parking

13 Network Management Esperienze dal campo 13 ü TIPICI SCENARI INSTALLATIVI Installazioni in ambiente urbano con elevazione dal suolo mediamente da 10 a 30 metri su edifici pubblici/privati, torri faro campi sportivi, torri piezometriche acquedotti ed asset Telco (es. BTS) Radio locale per elevazione medio basse e radio remota (modulo radio in quota) per elevazioni dal suolo superiori (BTS, torri piezometriche, torri faro) 80% Installazione isocanale con 1 o 2 antenne omnidirezionale (antenna diversity) 10% installazioni isocanale con 2 o più antenne (omni+direttive) 10 % installazioni multicanale (fino a 3 canali nella stessa area di copertura) Concentratori sempre alimentati da rete elettrica Repeater / traslatori pannello fotovoltaico

14 Network Management Esperienze dal campo 14 ü PIANIFICAZIONE : simulazione copertura con modelli di propagazione (necessarie land cover maps aggiornate)

15 Network Management Esperienze dal campo 15 PIANIFICAZIONE - corretta scelta dell antenna ü Non sempre i siti in cui sono installati i meter/ sensori sono ottimali o le location a disposizione dell utility sono baricentriche rispetto alle aree di installazione dei meter ü A volte è necessario l utilizzo di cluster di moduli radio in modalità isocanale ognuno con la propria antenna direttiva, in modo da ottimizzare la copertura in quei casi in cui meter/sensori siano concentrati in determinate aeree non omogenee

16 Network Management Esperienze dal campo 16 ü VERIFICA COPERTURA : confronto tra pianificazione (sx) e meter realmente visibili (dx) diversificata per antenna utilizzata

17 Network Management Esperienze dal campo 17 PIANIFICAZIONE - corretta scelta dell antenna ü Dislivello di 160 mt tra meter e concentratori à necessarie direttive puntate ed inclinate in direzioni del paese

18 Network Management Esperienze dal campo 18 ü VERIFICA COPERTURA (es. differenziazione cromatica ad indicare meter visibili/non visibile ma anche diversi indici di prestazione)

19 Network Management Esperienze dal campo 19 ü INDICE DI PRESTAZIONE CUMULATIVO (push rate, sessione rate, rssi)

20 Network Management Esperienze dal campo 20 ü EFFICIENZA DI COPERTURA (su base temporale e spaziale)

21 Network Management Esperienze dal campo 21 ü Diagnostica meter /sensori dispositivi Funzionalità di tracciamento dei messaggi WMBus 169 Mhz da e verso i meter/ sensori à sniffer remoto

22 Network Management Esperienze dal campo 22 ü ALLARMI REAL TIME CONCENTRATORE (protocollo MQTT) Es. allarme assenza alimentazione principale (inviato in tempo reale, altrimenti non rilevato da SAC in particolare in quei casi in cui il concentratore non è ancora stato preso in carico dal SAC) ü NOTIFICE/ALERT SU SPECIFICI EVENTI (protocollo MQTT) Es. error response rate superiore ad un data soglia (info presente solo a livello DL) Es. session rate (response/command rate) inferiore ad una data soglia Es. frequenti disconnessioni APN Es. system reboot ü SMS DI BACKUP (info diagnostiche inviate se non disponibile la rete dati GPRS/ LTE)

23 Network Management Esperienze dal campo ü Servizi diversi ma unica infrastruttura di rete e unica piattaforma di Network Management 23

24 Conclusioni. 24 Per una maggiore espansione dell infrastruttura di una rete multiservizio ü Migliorare l efficienza della rete con opportuni strumenti di Network Management (riduzione degli interventi in campo) ü Uniformare i protocolli di comunicazione e gli standard di riferimento (servizi diversi dal GAS) : a livello applicativo (l assenza di standard condiviso a livello applicativo per alcuni servizi costringe utilizzo di codec intermedi differenziati per costruttori ) a livello funzionale (es diagnostica e disponibilità dei dati storici è specifica del costruttore) ü Integrazione nello stesso nodo di rete di diverse tecnologie trasmissive (es. LoRa e 169 Mhz spesso specifiche della tipologia del servizio) in modo da condividere gli asset dell infrastruttura e massimizzare la convenienza economica del deployment della rete

25 Thank you for your interest! 25