Premessa
Questo articolo nasce con l’obiettivo di analizzare il contenuto delle nuove Linee Guida per l’installazione e l’esercizio di apparati LPWAN pubblicate dal Ministero delle Imprese e del Made in Italy (MIMIT), confrontandolo con il funzionamento del firmware ufficiale di MeshCore.
MeshCore non viene mai citato all’interno del documento ufficiale e, allo stato attuale, non risultano chiarimenti specifici da parte del Ministero riguardo a questa particolare tecnologia.
Le considerazioni riportate di seguito rappresentano quindi un’analisi tecnica basata esclusivamente sul testo ufficiale delle Linee Guida e sul comportamento del firmware MeshCore nella sua configurazione standard, senza prendere in esame firmware modificati o personalizzazioni sviluppate da terzi.
L’obiettivo dell’articolo non è stabilire se MeshCore rientri o meno nelle nuove Linee Guida LPWAN. Ad oggi, infatti, il documento non cita mai MeshCore né reti mesh analoghe. L’intento è invece comprendere il contenuto del decreto, confrontarlo con il funzionamento della rete MeshCore ed evidenziare analogie, differenze e gli aspetti che, allo stato attuale, rimangono privi di un chiarimento ufficiale.
Indice
- Cosa sono le nuove Linee Guida LPWAN
- Perché queste Linee Guida stanno facendo discutere
- Come funziona realmente MeshCore
- MeshCore e LoRaWAN: due architetture differenti
- Analisi delle Linee Guida punto per punto
- Cosa oggi possiamo affermare con certezza
- Considerazioni Personali
Cosa sono le nuove Linee Guida LPWAN
Le nuove Linee Guida per l’installazione e l’esercizio di apparati LPWAN sono state pubblicate dal Ministero delle Imprese e del Made in Italy in attuazione dell’articolo 105 del Codice delle Comunicazioni Elettroniche e definiscono la procedura per ottenere l’autorizzazione generale relativa all’installazione e all’esercizio di apparati concentratori LPWAN operanti nella banda di frequenza assegnata.
Il documento nasce principalmente per regolamentare la gestione amministrativa di queste reti, definendo la documentazione necessaria, le informazioni tecniche da comunicare e gli obblighi previsti per il soggetto che richiede l’autorizzazione. Nel testo vengono inoltre descritti diversi elementi tecnici della rete, come i concentratori, i terminali, la copertura radio e le informazioni che dovranno essere comunicate al Ministero.
È proprio quest’ultimo aspetto ad aver attirato l’attenzione della community MeshCore.
Documento Ufficiale
L’analisi riportata in questo articolo è basata sul documento ufficiale pubblicato dal Ministero delle Imprese e del Made in Italy (MIMIT).
Se desideri leggerlo integralmente prima di proseguire, puoi scaricarlo qui.
Perché queste Linee Guida LPWAN stanno facendo discutere
Da quando il MIMIT ha pubblicato queste Linee Guida, nella community MeshCore è iniziata una discussione che ha portato molti utenti a porsi la stessa domanda: potremo continuare a installare liberamente i nostri RPT oppure qualcosa sta per cambiare?
La domanda è assolutamente legittima.
MeshCore utilizza infatti la tecnologia LoRa e, nel preset convenzionale adottato dalla comunità italiana, opera sulla frequenza di 869,618 MHz, una porzione di spettro che rientra nella banda presa in considerazione dalle nuove Linee Guida. Ed è proprio qui che nasce il dubbio.
Leggere parole come LPWAN, concentratore o Network Access Point ha fatto immediatamente pensare ai ripetitori MeshCore. Del resto utilizziamo LoRa, operiamo nella stessa porzione di spettro radio e il collegamento mentale viene quasi spontaneo.
Tuttavia, fermarsi a questa prima impressione rischia di portare a conclusioni affrettate.
Le Linee Guida descrivono infatti una particolare architettura di rete, mentre MeshCore adotta un modello di funzionamento profondamente diverso sotto molti aspetti.
Prima di cercare eventuali analogie o differenze è quindi necessario fare un passo indietro e comprendere come funziona realmente MeshCore.
Come funziona realmente MeshCore
Per comprendere le considerazioni che seguiranno è importante chiarire un concetto fondamentale: MeshCore non è semplicemente un’applicazione di messaggistica che utilizza la tecnologia LoRa.
MeshCore è una rete mesh decentralizzata che permette di comunicare tramite LoRa anche senza Internet. Ogni utente utilizza un Companion collegato al proprio smartphone, mentre uno o più ripetitori (RPT) consentono ai messaggi di percorrere grandi distanze effettuando diversi hop.
Ogni dispositivo comunica direttamente via radio utilizzando la tecnologia LoRa. Se due utenti si trovano nel raggio reciproco di copertura, possono scambiarsi messaggi direttamente. Quando invece la distanza aumenta o sono presenti ostacoli naturali o artificiali, entrano in gioco i ripetitori della rete, comunemente indicati come RPT.
A differenza delle reti centralizzate, però, in MeshCore non esiste un server che riceve i messaggi radio per poi distribuirli agli altri utenti. La rete cresce in maniera distribuita: ogni ripetitore riceve un pacchetto e lo ritrasmette via radio, consentendo al messaggio di attraversare più nodi fino a raggiungere il destinatario.
Ogni attraversamento viene comunemente chiamato hop.
Questa caratteristica rappresenta uno degli elementi che distinguono maggiormente MeshCore da molte altre implementazioni LPWAN oggi diffuse.
MeshCore e LoRaWAN: due architetture differenti
Prima di analizzare le nuove Linee Guida LPWAN è necessario chiarire un aspetto fondamentale: MeshCore non è una rete LoRaWAN.
Le due tecnologie condividono l’utilizzo della modulazione radio LoRa, ma sono progettate con filosofie completamente differenti.
In una classica rete LoRaWAN i dispositivi inviano i dati ad uno o più gateway. Questi ultimi hanno il compito di ricevere i pacchetti radio e inoltrarli, tramite una connessione Internet, ad un server centrale (Network Server), che si occupa di elaborarli e recapitarli all’applicazione finale.
MeshCore, invece, non utilizza questo modello.
Ogni nodo comunica direttamente via radio e, quando il destinatario non è raggiungibile, il messaggio viene ritrasmesso da uno o più ripetitori (RPT), effettuando una serie di hop fino a raggiungere la destinazione. Durante questo percorso non interviene alcun server centrale e la rete continua a funzionare anche in completa assenza di connettività Internet.
Internet viene utilizzato esclusivamente da alcune funzionalità opzionali, come i Nodi Osservatore per l’invio dei dati statistici oppure i Gateway Nexus per il collegamento del solo canale Nexus tra diverse aree geografiche. Nessuno di questi servizi è però necessario per il normale funzionamento della rete MeshCore.
Questa differenza architetturale sarà uno degli aspetti più importanti da tenere presente durante la lettura delle Linee Guida del MIMIT.
Una premessa sulla terminologia
Nel corso dell’articolo verranno utilizzati alcuni termini presenti nelle Linee Guida, come concentratore, Network Access Point, Base Station e Terminal Node.
MeshCore utilizza però una terminologia propria, sviluppata attorno ad un’architettura completamente differente.
Per questo motivo l’articolo evita volutamente di attribuire un significato normativo ai vari nodi della rete MeshCore. Ogni confronto verrà effettuato esclusivamente analizzando le caratteristiche tecniche descritte dal documento ufficiale e confrontandole con il comportamento del firmware ufficiale MeshCore.
L’obiettivo non è dimostrare che un Companion, un RPT, un Nodo Osservatore o un Gateway Nexus corrispondano ad una determinata definizione utilizzata dal MIMIT, ma comprendere se le caratteristiche descritte nelle Linee Guida possano essere ricondotte o meno al funzionamento della rete MeshCore.
Analisi delle Linee Guida LPWAN
Dopo aver compreso come funziona MeshCore possiamo finalmente affrontare il documento pubblicato dal MIMIT.
Come anticipato nella premessa, non cercheremo di dimostrare se MeshCore rientri oppure no nelle nuove Linee Guida. Fare una simile affermazione, allo stato attuale, sarebbe scorretto, poiché il documento non cita mai MeshCore né altre reti mesh analoghe.
L’approccio seguito sarà differente.
Per ogni argomento analizzeremo:
- cosa riporta il documento ufficiale;
- come funziona realmente MeshCore;
- quali considerazioni è possibile fare confrontando i due aspetti.
In questo modo sarà il lettore ad avere tutti gli elementi necessari per comprendere le differenze tra quanto previsto dalle Linee Guida e l’attuale funzionamento della rete.
Chi è il beneficiario dell’autorizzazione?
Uno dei primi elementi che colpisce leggendo le nuove Linee Guida è il continuo riferimento al beneficiario dell’autorizzazione generale.
Il documento descrive infatti un soggetto ben preciso, responsabile della richiesta di autorizzazione, dell’installazione degli apparati e della gestione della rete LPWAN. Tutta la documentazione allegata alle Linee Guida è costruita attorno a questa figura.
Come funziona MeshCore
La filosofia di MeshCore è profondamente diversa.
Non esiste un gestore nazionale della rete, né un ente che autorizzi l’installazione dei nodi.
Chiunque può acquistare un Companion oppure installare un RPT, contribuendo spontaneamente all’estensione della copertura radio. Ogni dispositivo rimane di proprietà del rispettivo utilizzatore e viene gestito in maniera completamente autonoma.
Lo stesso vale per i Nodi Osservatore e per i Gateway Nexus, che vengono installati volontariamente dagli utenti che desiderano offrire questi servizi alla comunità.
In altre parole, la rete MeshCore cresce in maniera distribuita, senza che esista un soggetto unico responsabile dell’intera infrastruttura.
Considerazioni
Questa rappresenta probabilmente la prima e più evidente differenza che emerge confrontando il documento con l’architettura MeshCore.
Le Linee Guida sembrano descrivere una rete nella quale esiste un soggetto identificabile che realizza, gestisce ed esercisce l’infrastruttura LPWAN.
MeshCore, invece, è una rete decentralizzata nella quale ogni utente gestisce esclusivamente i propri dispositivi.
Il documento non chiarisce come debbano essere considerate reti costruite spontaneamente dagli utenti e prive di un gestore unico. Questo rappresenta quindi uno dei primi aspetti che, ad oggi, rimane aperto e sul quale sarebbe auspicabile un chiarimento ufficiale.
Il concentratore LPWAN: cosa intende il MIMIT?
Probabilmente è questo il punto che ha generato il maggior numero di discussioni all’interno della community MeshCore.
Le Linee Guida disciplinano infatti l’installazione e l’esercizio degli apparati concentratori LPWAN, termine che ha portato molti utenti a chiedersi se un RPT MeshCore possa essere considerato tale.
Prima di rispondere è però necessario osservare con attenzione il contesto in cui il documento utilizza questa definizione.
Le Linee Guida fanno infatti continuo riferimento ad una rete composta da concentratori, terminali e da un soggetto responsabile dell’intera infrastruttura, prevedendo inoltre la comunicazione di una serie di informazioni tecniche relative agli apparati installati.
Come funziona MeshCore
Il funzionamento di un RPT MeshCore è volutamente molto semplice.
Il ripetitore riceve un pacchetto radio e lo ritrasmette, permettendo al messaggio di proseguire il proprio percorso verso il destinatario.
Non interpreta il contenuto dei messaggi, non prende decisioni sul percorso da seguire, non mantiene tabelle di instradamento e non comunica con un server centrale incaricato della gestione della rete.
Le uniche informazioni registrate riguardano statistiche tecniche sul funzionamento del nodo, come il numero di pacchetti ricevuti, trasmessi o errati, oltre agli advert ricevuti dagli altri nodi presenti nell’area.
Le comunicazioni rimangono inoltre cifrate end-to-end e il ripetitore non dispone delle chiavi necessarie per leggerne il contenuto.
Considerazioni
Da un punto di vista puramente pratico è comprensibile che molti utenti abbiano associato il termine concentratore ad un RPT MeshCore. Entrambi, infatti, contribuiscono ad aumentare la copertura radio della rete.
Tuttavia, limitarsi a questa analogia rischia di essere riduttivo.
Le Linee Guida non si limitano infatti a descrivere un apparato radio, ma lo inseriscono all’interno di un’architettura ben precisa, composta da soggetti responsabili, procedure amministrative e una rete organizzata secondo un determinato modello.
Il firmware ufficiale MeshCore, invece, implementa una rete mesh distribuita nella quale ogni RPT si limita a ritrasmettere i pacchetti ricevuti senza effettuare elaborazioni sul traffico né demandare la gestione della rete ad un’infrastruttura centrale.
Alla luce del solo testo delle Linee Guida non è quindi possibile affermare con certezza che un RPT MeshCore debba essere considerato un concentratore LPWAN ai sensi del documento ministeriale. Allo stesso modo, però, non esiste nemmeno un passaggio che lo escluda esplicitamente.
È proprio questa mancanza di riferimenti specifici ad aver generato i dubbi della community.
Perché il modulo ministeriale richiede così tante informazioni?
Proseguendo nella lettura del documento si incontra il modulo che il beneficiario dell’autorizzazione deve compilare.
È probabilmente la parte più interessante dell’intero decreto perché permette di comprendere quale tipo di rete il legislatore avesse in mente durante la stesura delle Linee Guida.
Tra le informazioni richieste figurano, ad esempio:
- coordinate geografiche dei punti di installazione;
- altezza degli apparati;
- raggio di copertura;
- caratteristiche della rete;
- informazioni sui Network Access Point;
- dati del soggetto richiedente l’autorizzazione.
Già da questo elenco emerge un aspetto interessante: il modulo presuppone che qualcuno conosca esattamente dove si trovano gli apparati della rete e sia in grado di descriverne le caratteristiche tecniche.
Come funziona MeshCore
La rete MeshCore non nasce seguendo questo modello.
Ogni utente è libero di acquistare un Companion, installare un RPT o configurare un Nodo Osservatore senza dover registrare il dispositivo presso un ente centrale.
Esistono diverse mappe realizzate dalla community che permettono di visualizzare i ripetitori conosciuti, ma hanno esclusivamente uno scopo informativo e collaborativo.
La presenza di un nodo in queste mappe dipende dalla volontà del proprietario oppure dal fatto che sia stato rilevato da un Nodo Osservatore. Non rappresentano quindi un registro ufficiale della rete.
Di conseguenza non esiste, almeno allo stato attuale, un archivio completo contenente posizione, altezza, copertura e caratteristiche di tutti i RPT installati sul territorio.
Considerazioni
Anche in questo caso emerge una differenza sostanziale tra il modello descritto dalle Linee Guida e la filosofia di MeshCore.
Il documento sembra fare riferimento ad una rete pianificata, nella quale gli apparati vengono installati e censiti dal soggetto responsabile dell’infrastruttura.
MeshCore, invece, cresce in maniera spontanea grazie al contributo dei singoli utenti.
Questa osservazione non consente di stabilire se le Linee Guida siano o meno applicabili alla rete MeshCore, ma aiuta a comprendere perché la loro interpretazione non sia immediata.
Una rete centralizzata o una rete distribuita?
Arrivati a questo punto è possibile fare una considerazione più ampia.
Durante tutta la lettura delle Linee Guida ricorrono concetti come gestore della rete, beneficiario dell’autorizzazione, concentratori, punti di accesso e documentazione tecnica relativa all’infrastruttura.
Nel firmware ufficiale MeshCore questi elementi non trovano una corrispondenza altrettanto evidente.
La rete non appartiene ad un unico soggetto.
Ogni nodo è indipendente.
Ogni utente gestisce esclusivamente i propri dispositivi.
L’espansione della copertura radio avviene grazie all’installazione spontanea di nuovi RPT da parte della community e non attraverso un piano di sviluppo gestito centralmente.
Questa è probabilmente la principale differenza architetturale emersa durante il confronto tra MeshCore e le nuove Linee Guida LPWAN.
Non si tratta semplicemente di due tecnologie differenti, ma di due modi completamente diversi di concepire una rete radio.
Cosa possiamo affermare oggi
Dopo aver confrontato il funzionamento del firmware ufficiale MeshCore con il documento pubblicato dal MIMIT, alcune considerazioni possono essere formulate con ragionevole certezza.
Le nuove Linee Guida non citano mai MeshCore né altre reti mesh analoghe.
Il documento disciplina l’installazione e l’esercizio di apparati LPWAN facendo riferimento ad un’architettura che, almeno nella terminologia utilizzata, appare differente da quella implementata dal firmware ufficiale MeshCore.
Ad oggi non risultano chiarimenti ufficiali del MIMIT che affrontino esplicitamente il caso di reti mesh decentralizzate come MeshCore.
Per questo motivo non è possibile trarre conclusioni definitive limitandosi alla lettura del documento.
L’eventuale applicabilità delle Linee Guida ad alcuni elementi della rete MeshCore rappresenta quindi un tema ancora aperto, che potrà essere chiarito soltanto attraverso future indicazioni ufficiali o interpretazioni dell’Amministrazione competente.
Le mie considerazioni personali
Dopo aver letto più volte le Linee Guida e averle confrontate con il funzionamento del firmware ufficiale MeshCore, mi sono fatto un’idea personale che desidero condividere.
A mio avviso, le differenze tra l’architettura descritta dal documento e quella implementata da MeshCore sono oggi più numerose delle analogie.
Le Linee Guida sembrano essere state pensate per reti LPWAN pianificate, nelle quali esiste un soggetto responsabile dell’infrastruttura, che ne conosce l’ubicazione, gestisce gli apparati e presenta la documentazione richiesta al Ministero.
MeshCore nasce invece con una filosofia completamente diversa.
Non esiste un gestore della rete, non esiste un’infrastruttura centralizzata e ogni utente è libero di contribuire installando i propri dispositivi, che rimangono indipendenti gli uni dagli altri.
Anche il funzionamento dei ripetitori è profondamente differente rispetto all’architettura che sembra emergere dalle Linee Guida. Un RPT MeshCore non gestisce la rete, non interpreta il traffico, non prende decisioni sul percorso dei messaggi e non dialoga con un server centrale: si limita semplicemente a ritrasmettere i pacchetti radio ricevuti.
Per questi motivi, la mia personale impressione è che le Linee Guida, così come sono state pubblicate oggi, siano state pensate per una tipologia di rete diversa da MeshCore.
Naturalmente questa non rappresenta un’interpretazione giuridica e non costituisce una risposta ufficiale del MIMIT. Se in futuro dovessero essere pubblicati chiarimenti specifici oppure dovessero emergere nuove interpretazioni da parte dell’Amministrazione competente, sarà mia premura aggiornare questo articolo.
Fino ad allora, però, ritengo più corretto evitare sia inutili allarmismi sia facili rassicurazioni. Quando si affrontano temi normativi è sempre preferibile basare le proprie conclusioni sui documenti ufficiali e distinguere chiaramente i fatti dalle opinioni personali.
Se qualcuno del MIMIT dovesse leggere questo articolo e ritenere che alcune delle mie considerazioni siano errate, sarò felice di confrontarmi e, se necessario, correggere quanto scritto. Lo scopo di questo approfondimento non è sostenere una tesi, ma comprendere come queste Linee Guida LPWAN possano essere interpretate nel contesto di MeshCore.
Se questo approfondimento servirà ad aprire un confronto costruttivo tra la community MeshCore e chi ha redatto queste Linee Guida, allora avrà raggiunto il suo obiettivo. La tecnologia evolve continuamente e, con essa, anche le norme devono poter essere comprese, discusse e, quando necessario, chiarite.