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Radio mesh

Meshtastic / Meshcore

Le reti mesh LoRa come Meshtastic o MeshCore funzionano del tutto senza infrastruttura: ogni dispositivo è al tempo stesso trasmettitore e ripetitore. I messaggi saltano cifrati da nodo a nodo, ideali per reti di quartiere, gruppi di escursionisti o come canale di riserva familiare. Mentre Meshtastic inonda l'intera rete con ogni messaggio, MeshCore segue un'altra via: ripetitori fissi formano una dorsale, i dispositivi personali volutamente non inoltrano e i messaggi seguono un percorso appreso anziché saturare la banda radio.

Portata2–10 km / hop
LicenzaLibera · 868 MHz
EnergiaBatteria, parca

Come funziona il mesh LoRa

Il mesh LoRa trasmette piccoli pacchetti di dati su grandi distanze con una potenza di trasmissione minima. Ogni dispositivo è al tempo stesso trasmettitore e ripetitore: i messaggi vengono inoltrati da nodo a nodo tramite store-and-forward (hop) finché non raggiungono la destinazione, del tutto senza rete mobile né Internet.

In Meshtastic il numero di hop è limitato di default a 3 (massimo 7). Più hop aumentano la portata, ma sollecitano maggiormente la rete.

  • Vengono trasmessi solo dati di testo, posizione e telemetria: LoRa è a banda stretta, niente fonia, niente video.
  • Cifratura: AES-256 con una chiave condivisa (PSK) per canale. Il canale pubblico predefinito è di fatto non cifrato: per il privato, creare un canale proprio con una chiave propria.
  • Più nodi ci sono nella regione, più la rete è robusta e ad ampio raggio.

Che cos'è MeshCore

MeshCore è un sistema open source (licenza MIT) per una comunicazione sicura e basata su testo tramite moduli radio LoRa, del tutto senza rete mobile né Internet. Fornisce sia il firmware dei dispositivi sia il protocollo di routing sottostante. Il sito ufficiale del progetto è meshcore.io.

La differenza centrale rispetto a Meshtastic sta nel routing: Meshtastic inonda ogni messaggio attraverso la rete (ogni nodo inoltra). MeshCore invece apprende un percorso e poi trasmette in modo mirato: ciò mantiene libera la banda radio e rende più stabili le reti più grandi e pianificate. Entrambi girano spesso sullo stesso hardware, ma non sono compatibili fra loro: un dispositivo porta o l'uno o l'altro firmware, e i due non possono comunicare nella stessa rete.

  • Scopi d'uso ufficiali secondo il progetto: comunicazione off-grid, soccorso in caso di emergenza e catastrofe, attività all'aperto, applicazioni di sicurezza e reti di sensori.
  • Firmware e routing sono open source; le eccezioni sono il firmware T-Deck e le app native per smartphone.
  • Per i principianti: MeshCore è orientato alla messaggistica: per iniziare non serve alcuna conoscenza radio, solo un dispositivo flashato e l'app.

I ruoli dei dispositivi – il cuore di MeshCore

MeshCore ragiona in ruoli. Il compito che un dispositivo assume nella rete si decide al flashing tramite l'immagine firmware scelta. Questo modello basato sui ruoli è il motivo per cui MeshCore scala in modo più efficiente del semplice flooding: inoltrano solo i dispositivi dedicati, i dispositivi personali si tengono fuori.

  • Companion (il tuo dispositivo personale): si collega via Bluetooth o USB a smartphone, PC o client web ed è il tuo punto terminale di messaggistica. Importante: un Companion non inoltra alcun pacchetto altrui. È voluto: così decine di apparecchi portatili non saturano contemporaneamente la banda radio con ripetizioni.
  • Repeater (la dorsale): estende la portata e inoltra i pacchetti verso la destinazione, ma non ciecamente ogni pacchetto, bensì lungo percorsi appresi. I ripetitori vanno posti in alto, in posizioni ben visibili. Trasmettono di default ogni 12 ore un identificativo (« Flood-Advert ») affinché la rete li trovi.
  • Room Server (stanze tematiche/di gruppo): un semplice server di messaggi (principio BBS) che memorizza i contributi e li riconsegna ai client (store-and-forward). A differenza dei canali normali, ci si può riconnettere in seguito e recuperare i messaggi persi (paragonabile a un server di posta). Al login si ricevono gli ultimi 32 messaggi non visti.
  • Perché è più scalabile: con il semplice flooding (Meshtastic) un singolo messaggio innesca a livello di rete molte ripetizioni ridondanti. Con MeshCore inoltrano solo Repeater/Room Server, e in modo mirato lungo un percorso: meno traffico radio, meno collisioni, più throughput nelle reti dense.
  • Per i principianti: se hai solo due dispositivi e nessun utente MeshCore nelle vicinanze, flasha entrambi come Companion e comunica direttamente fra loro. Solo quando ti serve portata si aggiunge un ripetitore.
  • Consiglio per esperti: gestisci possibilmente Repeater e Room Server su dispositivi separati. Per una rete di quartiere, posiziona pochi ripetitori in alto e con vista anziché molti a livello stradale.

Routing, cifratura e tecnica

Quando si invia per la prima volta un messaggio verso una destinazione ancora sconosciuta, questo trova la strada tramite flooding. Il dispositivo di destinazione rispedisce una conferma di ricezione che elenca tutti i ripetitori attraversati: da essa il mittente apprende il percorso. Ogni messaggio successivo porta con sé questo percorso incorporato; un ripetitore lo inoltra solo se si trova esso stesso sul percorso. Se un percorso si interrompe, il dispositivo riprova alcune volte e poi rifà il flooding.

  • I messaggi di gruppo o di canale non hanno un percorso fisso e vengono inondati (flooding): i gestori di ripetitori possono però limitare questo volume di flooding.
  • Il limite interno di hop è 64, in pratica quasi irraggiungibile.
  • Cifratura: MeshCore lavora con cifratura end-to-end (AES); ogni dispositivo ha una propria coppia di chiavi crittografiche, e gli identificativi sono firmati per impedire la falsificazione. Gruppi/canali usano una chiave condivisa. Attenzione: il canale pubblico predefinito usa una chiave nota a tutti e quindi non è di fatto privato: per il riservato, creare un canale proprio con una chiave propria.
  • Hardware supportato (selezione): Heltec V3, RAK WisBlock (RAK4631), LilyGo T-Beam/T-Deck/T-Pager, Heltec T114, Seeed T1000-E, Station G2. L'elenco aggiornato dei dispositivi è nel web-flasher.
  • App/client: app native Android/iOS (Bluetooth) nonché un client web per il collegamento USB. Dispositivi come il T-Deck possono funzionare anche in autonomia senza smartphone.

Portata, frequenza e diritto (Svizzera)

In Europa Meshtastic trasmette nella banda ISM 868 MHz, che in Svizzera fa parte dell'intervallo SRD libero da licenza (863–870 MHz). Importante: la potenza di trasmissione e il tempo di trasmissione consentito sono regolati a seconda della sottobanda: nell'intervallo tipico 868,0–868,6 MHz vale 25 mW ERP con duty cycle dell'1 % (limitazione del tempo di trasmissione). Il firmware rispetta automaticamente questi limiti per la Svizzera/UE.

  • Portata (valori d'esperienza): in vista libera diversi chilometri fino a oltre 16 km; in città senza vista spesso solo alcune centinaia di metri; nel bosco fitto circa 0,4–2,5 km.
  • Decisivo è il collegamento a vista: l'altezza e la posizione dell'antenna contano più della potenza di trasmissione.
  • Consumo energetico molto basso: un nodo funziona per giorni a batteria.

MeshCore o Meshtastic?

Entrambi usano lo stesso hardware e la stessa banda, ma non sono compatibili fra loro: un dispositivo porta o l'uno o l'altro firmware.

  • Meshtastic: vera rete mesh ad hoc, ogni nodo inoltra (flooding). Molto flessibile e auto-organizzata, ma più traffico radio. La community più grande.
  • MeshCore: basato sui ruoli: i dispositivi personali (Companion) non inoltrano, ripetitori fissi si occupano del routing. Più efficiente e più scalabile per reti di quartiere/di regione pianificate.
  • Per i principianti: inizia con Meshtastic: la maggiore diffusione, l'app più semplice, il maggior numero di guide.
  • Consiglio per esperti: per una rete di quartiere permanente con postazioni fisse, il modello a ripetitori di MeshCore è più parco di risorse.
  • Entrambi usano la stessa banda 868 MHz e per lo più le stesse schede, ma non possono comunicare nella stessa rete: non si capiscono a vicenda.

Avviare MeshCore – passo dopo passo

  • Procurarsi una scheda supportata (p. es. Heltec V3, RAK WisBlock, LilyGo T-Deck).
  • Tramite il web-flasher (flasher.meshcore.io) flashare il firmware di ruolo adatto: Companion per i dispositivi personali, Repeater per la dorsale.
  • Impostare regione/frequenza sul preset UE (868 MHz): i parametri vengono così scelti automaticamente in modo corretto.
  • Accoppiare il Companion tramite l'app (Android/iOS) o il client web; per il privato, creare un canale proprio con una chiave propria.
  • Testare la portata, posizionare l'antenna in alto e con vista libera.
  • Portata realistica (valori d'esperienza, non garantiti): in vista libera in ambiente rurale circa 10 km, in ambiente edificato piuttosto 1–3 km, da postazioni elevate molto di più. Decisivo è il collegamento a vista.
  • Casi d'uso tipici: rete di quartiere o di regione con ripetitori fissi, gruppo di escursionisti, canale di riserva familiare o complemento alla radio d'emergenza.
  • Consiglio per esperti: pianifica per prima la dorsale di ripetitori (postazioni con vista/altezza), poi la rete scala in modo pulito.

Buono a sapersi

  • 868 MHz è libera da licenza in Svizzera
  • Consumo energetico molto basso: funziona per giorni a batteria
  • Più nodi ci sono nella regione, più la rete è robusta

Approfondimenti

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