5G - una nuova dimensione

Una nuova ampiezza di banda e una latenza di molto inferiore agli standard precedenti fanno del 5G una vera e propria rivoluzione della connettivita'. Sara' una rivoluzione, sotto molti punti di vista: le reti 5G saranno sviluppate entro pochi anni, la velocita' delle reti di quinta generazione e' la promessa piu' importante, ma sono anche altre le caratteristiche che promettono un forte balzo nelle potenzialita' del mondo mobile. La quinta generazione della connettivita' sta entrando poco alla volta nella quotidianita' e le promesse che si porta appresso sono di altissimo livello. Il 5G non sara' infatti soltanto un'evoluzione del 3G e del 4G che ognuno ha imparato a conoscere in questi anni, ma rappresenta un vero e proprio salto di paradigma verso un futuro nel quale tutto sara' connesso. Questa e' infatti la prospettiva del 5G: connettere tutto, offrire un'altissima ampiezza di banda e garantire un servizio a bassissima latenza. L'immediatezza e' cio' che andra' pertanto ad abbattere ogni barriera temporale, consentendo controlli da remoto ed altre opportunita' fino ad oggi neppure ipotizzabili con le tecnologie del passato.

Cosa significa 5G? 5G sta per "quinta generazione", evoluzione naturale di una nomenclatura che aveva in precedenza etichettato come 2G, 3G e 4G le generazioni antecedenti della connettivita'. Secondo quanto indicato nel white paper della Next Generation Mobile Networks, la tecnologia 5G dovra' radicarsi a partire dall'anno 2020 e ci si aspetta che "abiliti una societa' pienamente connessa e mobile, consentendo trasformazioni socio-economiche in molte direzioni, molte delle quali non immaginabili ad oggi, ivi inclusi gli ambiti della produttivita', della sostenibilita' e del benessere. La seconda generazione della connettivita' e' stata incentrata principalmente sui servizi vocali, laddove i dispositivi mobile connessi erano ancora definiti "telefonini: erano gli anni '90. La terza generazione e' quella dei primi smartphone e della prima navigazione in mobilita', senza particolari esigenze di traffico poiche' i dispositivi consentivano soltanto piccoli scambi e non richiedevano particolari velocita'. La quarta generazione e' quella odierna, quella messa sotto stress dagli streaming audio e video, dalla navigazione, dalle app e da una crescente necessita' di banda per ogni qualsivoglia operazione. La quinta generazione, quella della tecnologia 5G e' quella dell'always-on istantaneo, abbattendo i limiti dell'attuale 4G per trasformare la mobilita' in qualcosa di molto piu' pervasivo. La vittoria del middleware, l'esaltazione del cloud, l'abbattimento di antiche barriere: il 5G e' una rivoluzione che sara' sempre piu' evidente a mano a mano che nasceranno applicazioni e dispositivi in grado di sfruttarne le peculiarita'. Ma non e' soltanto una questione di quantita' di banda in download e upload: e' anche e soprattutto il modo di gestire le comunicazioni e la copertura, rendendo le reti piu' intelligenti ed in grado di integrare realmente le persone e l'Internet delle Cose all'interno di un unico ecosistema informativo.

Come funziona, a cosa serve? La tecnologia 5G viene pertanto descritta partendo dall'esperienza, poiche' e' nella quotidianita' che ci si attende un impatto rivoluzionario. I campi di applicazione nei quali il 5G fara' la differenza sono i seguenti: ambienti densamente popolati (location, centri urbani affollati, eccetera): laddove oggi il segnale e gli apparati erano facilmente affossati da poche centinaia di utenti connessi contemporaneamente, con il 5G il problema non si pone grazie alla piu' efficiente gestione della banda e delle connessioni; alta velocita', poiche' il 5G consente di raggiungere facilmente oltre 50Mbps ovunque (dalle aree cittadine a quelle rurali); connessioni in mobilita' ad alta velocita': la smart mobility sara' uno degli elementi cruciali della connettivita' 5G, tanto per quanto concerne la gestione stessa dei veicoli, quanto per le funzioni relative ai device personali degli utenti in viaggio. Ne consegue che l'impatto su veicoli come auto, aerei o treni potra' essere potentissimo, cambiando completamente la situazione rispetto alle attuali problematiche connessioni che oltre a certe velocita' rendono del tutto problematica ogni velleita' di navigare, comunicare o fruire di contenuti online. Particolarmente importante e' la cosiddetta 3D connectivity, in grado di tracciare lo spostamento di un punto di connessione nello spazio per poterlo servire al meglio durante gli spostamenti; Internet of Things: la nuova generazione consente di connettere una molteplicita' di device senza alcun problema: cio' si riflette nella concretizzazione di quel contesto sul quale i sensori ed i dispositivi del mondo IoT potranno svolgere il proprio ruolo; real-time: la bassa latenza consente di poter rendere istantanea la comunicazione tra due punti lontani. Abbattendo le distanze temporali si abbatte virtualmente anche la distanza geografica, virtualizzando le presenze per portarle a vivere le medesime esperienze. Ne consegue che si potranno avere sale operatorie a distanza, cosi' come auto controllabili da remoto e altro ancora: sara' l'uomo a stabilire sogni e limiti entro cui sviluppare tali opportunita'. Tra le grandi frontiere esplorabili v'e' quella del feedback tattile, dove con appositi apparati divenga possibile "toccare" oggetti situati a grande distanza, come se li si stesse realmente sfiorando; disastri naturali: le capacita' del 5G possono dare una grossa mano nella gestione delle calamita' naturali, tanto in fase preventiva quanto nelle terribili fasi di gestione post-disastro: tra gli aspetti determinanti in questi ambiti v'e' l'alta efficienza delle componenti utili per la costruzioni di reti di nuova generazione ed i bassi consumi che la rete implica; servizi di e-health: il monitoraggio a distanza dei parametri legati ad uno stato di salute, la possibilita' di tracciare l'evoluzione nel tempo, la possibilita' di comunicare problemi in tempo reale con centraline di allarme e di controllo. Anche in questo caso si aprono terreni finora inesplorati, andando ad intaccare un antico e superato modo di intendere il monitoraggio dei propri parametri fisici; servizi di broadcasting: invio e ricezione di flussi video viene semplificato rendendo possibili servizi fino ad oggi limitati dalle tecnologie di rete, anche e soprattutto quando il segnale veicola informazioni che hanno rilevanza locale (servizi durante gli eventi, informazioni sul traffico, eccetera). Al tempo stesso fin dalle prime fasi di sviluppo della nuova tecnologia si e' focalizzata su alcune specifiche caratteristiche che avrebbe dovuto avere la connettivita' del futuro per poter diventare componente essenziale di un nuovo modo di intendere la rete e la connettivita'. In particolare: riduzione estrema del Total Cost of Ownership, affinche' le infrastrutture di rete possano essere adottate rapidamente a costi minimi; efficienza energetica, affinche' si possa gestire un altissimo traffico dati senza gravare pesantemente sui costi di gestione che in gran parte sono legati a consumi energetici; facilita' di upgrade, consentendo ulteriori evoluzioni future della rete senza gravare sui costi dell'intera infrastruttura; semplicita': la rete 5G deve essere semplice da progettare, da realizzare e da gestire anche grazie a tecnologie plug&play e auto-configurazioni; flessibilita' e scalabilita' delle infrastrutture di rete, obiettivi raggiungibili soltanto a seguito di una ottimale definizione degli standard; convergenza fisso-mobile, cosa che consentirebbe peraltro di gestire gli utenti allo stesso modo, senza differenze legate alla tecnologia in uso per la trasmissione dei dati; costi estremamente ridotti per raggiungere quelle aree a basso rendimento che fino ad oggi hanno vissuto in situazione di digital divide: il 5G dove riuscire a colmare anche questo gap, connettendo realmente l'intero pianeta senza discriminazioni e senza zone oscurate dal ridotto vantaggio economico degli investimenti. I vantaggi del 5G si potranno dunque sperimentare tanto indoor, quanto outdoor; saranno evidenti tanto nelle aree fortemente popolate (stadi, aeroporti, centri urbani), quanto nelle zone rurali; saranno disponibili tanto sugli smartphone, quanto in ambiti quali smart home, smart mobility e Internet of Things. Il futuro a 5G e' di fatto tutto da costruire, poiche' i primi saranno gli anni dello sviluppo delle reti e dei device: la generazione di una massa critica di utenti sara' rapida e dara' immediate opportunita' al mercato.

Secondo Ericsson, tra i principali player nello sviluppo delle infrastrutture di rete per il 5G, la nuova rete e' fondamentale per consentire agli operatori di offrire banda a sufficienza: il traffico mobile e' destinato a quintuplicare entro il 2023 e solo un passaggio al 5G consentira' di non giungere al punto di esaurimento delle possibilita' del 4G. Al tempo stesso, il 5G vedra' emergere la propria importanza soprattutto in ambito business, ove la fornitura dei servizi sara' il vero elemento disruptive che le nuove reti promettono di generare. Bassa latenza Uno degli aspetti che il 5G cambia drammaticamente rispetto al passato e' una conseguenza della bassissima latenza del segnale, definita dallo standard nell'ordine del singolo millisecondo. Tra l'invio e la ricezione, insomma, il tempo e' ridotto al minimo, tanto da restituire realmente un senso di immediatezza. Questa percezione puo' fare la differenza in molti ambiti perche', grazie all'implementazione di una rete di questo tipo, viene in qualche modo plasmato lo schema spazio.temporale tra due eventi che succedono in contemporanea, ma a distanza di molti km. Inseguendo il concetto di istantaneita', quindi, si fa spazio il concetto di contemporaneita' che apre ad una moltitudine di applicazioni possibili. Celeberrimo e' stato l'esperimento proposto da Ericsson al Mobile World Congress 2017 quando, grazie ad una postazione videoludica presso la Fiera di Barcellona, era possibile pilotare una piccola automobile posizionata in un circuito a decine di km di distanza. Non solo i tester hanno potuto guidare l'auto, ma hanno altresi' ricevuto feedback "tattili" relativi alle sensazioni di guida ed al passaggio su alcuni dossi disseminati sul tracciato. Soltanto l'immediatezza del segnale puo' restituire tale percezione e la percezione fa la differenza tra l'assistere ad un evento ed il viverlo in prima persona. Comandare a distanza mezzi che operano in situazione di pericolo o assistere a distanza ad una operazione chirurgica, nonche' gestire in presa diretta specifiche operazioni industriali, oppure far dialogare auto che stanno percorrendo lo stesso tratto stradale, significa costruire un nuovo modo di immaginare lo spazio grazie all'annullamento del tempo tra un input e un output: quando tale differenza si riduce al di sotto della soglia della percezione umana, significa che si e' compiuto un passo decisivo verso un nuovo modo di intendere la rete, lo spazio e le interazioni tra l'uomo e l'ambiente circostante.

5G: quando arriva in Italia? Cosi' come e' stata all'avanguardia per lungo tempo in tutto quella che e' stata la dimensione mobile (dall'esplosione dei telefonini alla rapidita' nel passaggio verso reti di maggior velocita', quantomeno in ambito urbano ove la copertura e' accelerata), l'Italia promette di essere tra i primi Stati ad abbracciare con entusiasmo il 5G. Questione di vocazione, portando cosi' fin da subito aziende quali TIM, Vodafone ed Ericsson ad investire per le prime sperimentazioni proprio nel nostro paese. Secondo quanto emerso in occasione del Mobile World Congress 2019, il 5G in Italia era destinato ad arrivare nel nostro paese gia' entro la seconda meta' dell'anno per poi vivere una fase di massive rollout tra il 2020 ed il 2021. La conferma e' presto arrivata: Vodafone ha acceso la propria rete a meta' 2019 (seguita nel giro di pochi giorni da TIM), varie sperimentazioni sono gia' in atto e l'intera filiera sembra ormai essersi regolarmente messa in moto come da previsioni. L'asta per l'aggiudicazione delle frequenze e' terminata con un grosso successo nel 2018 (l'investimento delle aziende e' stato molto superiore rispetto a quanto previsto), il 2019 e' l'anno per i lavori sulla costruzione delle reti ed il 2020 potranno prendere il via le prime vere e proprie offerte 5G per l'utenza. Ad accelerare questo processo v'e' innegabilmente il memorandum di intesa tra TIM e Vodafone per Inwit, con la condivisione di investimenti e infrastrutture per ottimizzare e velocizzare il percorso di sviluppo della nuova rete. Le prime reti 5G sperimentali sono state attivate in citta' quali Torino (TIM) e Milano (Vodafone) ed hanno avuto lo scopo di abilitare i primi ripetitori, testare le performance ed offrire assaggi di 5G agli utenti. Altre sperimentazioni hanno preso il via a Matera, Bari e nella Repubblica di San Marino. Trattasi tuttavia di un semplice percorso sperimentale e dimostrativo, finalizzato al raggiungimento dell'obiettivo entro la scadenza fissata: l'anno del 5G sara' il 2020, inizio di una rivoluzione che portera' il mobile in una nuova dimensione e dara' origine ad una grande opportunita' economica tanto per provider, quanto per produttori, quanto per i fornitori di nuovi servizi in ogni campo.

I primi smartphone 5G Se il 5G e' destinato ad esplodere entro il 2020, l'industria degli smartphone vorra' farsi trovare pronta: i primi smartphone 5G hanno fatto comparsa al Mobile World Congress 2019 di Barcellona e rappresentano delle vere e proprie avanguardie poiche' non potranno sfruttare tale caratteristica almeno fin quando le prime reti 5G non saranno ufficialmente disponibili. Sulla base di quanto annunciato dai rispettivi brand, i primi smartphone 5G saranno i vari Samsung Galaxy S10, l'LG V50 ThinQ 5G, lo Xiaomi Mi MIX 3 5G, iPhone 12, i pieghevoli Galaxy Fold e Mate X, nonche' i prossimi modelli della serie OnePlus. Ma e' solo l'inizio: con ogni probabilita' tutti i dispositivi di fascia medio-alta previsti per la seconda meta' del 2020 nascono con il modem 5G incluso e si preparano cosi' anche ad un possibile utilizzo sulle reti di nuova generazione.

Nel lungo periodo occorrera' invece capire qualcosa di piu' anche in relazione a come il 5G potra' essere valorizzato sugli smartphone, quali nuovi utilizzi potrebbe abilitare e in che modo la bassa latenza del segnale potra' offrire esperienze di maggior caratura in termini di realta' aumentata, dirette live, IoT (internet delle cose) e altro ancora. Lo smartphone, fondamentale interfaccia tra l'uomo e la sua dimensione digitale, potra' trovare nel 5G una centralita' ancor piu' radicata, vedendo moltiplicarsi i possibili usi che se ne potra' andare a fare.

Il primo smartphone 5G ad essersi connesso OTA (over the air) in Italia e' stato sperimentato a Torino grazie ad una collaborazione tra Ericsson e TIM. Il dispositivo si e' connesso su frequenze 3,4-3,8 GHz (spettro di cui TIM ha ottenuto la licenza) grazie a chipset Snapdragon X50 prodotto da Qualcomm. La tecnologia di rete e' stata fornita da Ericsson e si e' basata sulla Release 15 del 3GPP (Massive MIMO). La prima chiamata di dimensione europea e' stata invece effettuata durante il MWC 2019 tra Barcellona e l'Aquila, ponte ideale che pone ancora una volta l'Italia in posizione di avanguardia su questa tecnologia.

Articolo di Giacomo Dotta - da IL PUNTO INFORMARICO