La Rete 5G

Il 2020 sarà l'anno della rivoluzione senza fili perchè entro questa data debutterà il 5G, il prossimo standard di comunicazione mobile che permetterà di collegare ad alta velocità ogni cosa, rendendo reali molti di quei progetti che oggi sono solamente sulla carta. Grazie al 5G, infatti, gli utenti potranno contare sempre su di una larghissima banda a disposizione con una bassissima latenza.
Scaricare programmi pesanti o vedere film in 4K in mobilità non sarà più un problema. Soprattutto, il 5G permetterà di rendere reali tutti quei progetti che oggi sembrano fantascienza: si pensi, ad esempio, alle auto connesse, alla digitalizzazione delle infrastrutture stradali, all' Internet of Things (IoT), alle smart home ed a tutte quelle nuove tecnologie che richiederebbero una costante presenza di una rete a larghissima banda per poter funzionare.
Il 5G, più dei procedenti standard, rappresenta per le aziende ed i costruttori una grandissima possibilità di sviluppo. Non è un segreto, infatti, che su questo progetto si stia lavorando ed investendo moltissimo, sia a livello tecnico che a livello normativo, per sviluppare il necessario contesto di adozione il più rapidamente possibile.

Cosa significa 5G

Come per gli altri standard (quelli oggi attualmente in uso sono 2G, 3G e 4G), 5G significa semplicemente "5th Generation", cioè quinta generazione. Cosa sia esattamente dal punto tecnico non è ancora stato definito con precisione. Quello che oggi è chiaro sono gli obiettivi che questo nuovo standard dovrà offrire. La Next Generation Mobile Networks Alliance definisce quindi generalmente con "5G" uno standard in grado di soddisfare i seguenti requisiti:

• velocità dati di decine di megabit al secondo per decine di migliaia di utenti
• 1 gigabit al secondo simultaneamente per molti lavoratori con gli uffici posti sullo stesso piano
• parecchie centinaia di migliaia di connessioni simultanee per massicce reti di sensori senza fili
• efficienza spettrale significativamente potenziata in confronto al 4G
• copertura migliorata
• efficienza dei segnali potenziata
• latenza significativamente ridotta rispetto all' LTE

Il passato ed il futuro della Telefonia Mobile

Nel 1991 nacque il 2G che sostanzialmente era tutto incentrato sui servizi voce. Con il 3G si pensò non solamente alle conversazioni ma anche all'utilizzo di internet in mobilità ad alta velocità. Con l'attuale 4G, infine, il settore internet mobile a banda larga ha avuto il sopravvento con un netto miglioramento non solo della velocità ma anche dell' efficienza.
Ma l'attuale 4G non è adatto a sostenere un'evoluzione tecnica che richiede che "tutto sia connesso con tutto". Il 5G è pensato come una rivoluzione silenziosa che entrerà ovunque nelle vite delle persone, un nuovo sistema nervoso mondiale che andrà ad innervare ogni casa e ogni strada, ogni dispositivo ed ogni azione della quotidianità. Non è solamente una questione di banda, perché ci sarà un netto miglioramento anche dal punto di vista dell'efficienza delle comunicazioni. Con l' Internet of Things, ogni dispositivo sarà interconnesso ed andrà alla ricerca di sinergie con altri dispositivi; grazie al 5G, inoltre, ogni entità IoT avrà minori consumi ed una durata delle batterie moltiplicata per 10 volte, ampliando quindi pesantemente l'autonomia e le opportunità conseguenti.
Vi saranno miliardi di oggetti collegati alla rete in contemporanea in tutto il mondo: gli attuali network non sarebbero certamente in grado di gestire una così grande mole di dispositivi connessi, ma il 5G lo potrà fare garantendo, sempre, alta velocità e tempi di risposta ridottissimi grazie alla possibilità di utilizzare sempre la frequenza migliore per la trasmissione. La latenza sarà infatti in questo contesto fondamentale: non si potrebbe parlare di "sistema nervoso" se i tempi di risposta fossero tali da abbattere l'istantaneità delle reazioni.
Tra le tecnologie che potrebbero essere utilizzate, vi sono le onde millimetriche che sfruttano porzioni di spettro elevatissime (tra 30 e 300 GHz) ma che presentano molte sfide nell'applicazione reale anche se, teoricamente, permetterebbero di garantire enormi vantaggi. Il 5G, comunque, dovrebbe riuscire a sfruttare porzioni di spettro tra i 6 e i 100 GHz con una soluzione tecnica molto simile al MIMO (Multiple Input Multiple Output) grazie all'utilizzo di multiple antenne installate capillarmente sul territorio. Si parla, infatti, dell'utilizzo di "Small Cell" che, posizionate in maniera capillare, garantiranno un elevato grado ci copertura in ogni ambiente.

Gli ambiti di utilizzo del 5G

Il 5G non servirà solamente per navigare su internet rapidamente da smartphone e tablet, ma consentirà anche di creare una rete veloce a cui ogni singola "cosa" sarà collegata. Le smart city del futuro, quelle vere e oggi soltanto ipotizzate in chimere lungi dal divenire, saranno necessariamente tutte collegate con il 5G, poiché questo standard permetterà di gestire tutti i servizi e dispositivi della città. Viabilità, gestione del traffico, servizi per il cittadino, sensori di sicurezza, video sorveglianza, tutto sarà connesso e gestibile da remoto attraverso questa rete veloce ed a bassa latenza.
Le auto a guida autonoma avranno grandi benefici da questa rete, perché essa consentirà di dialogare in tempo reale con le infrastrutture delle strade ottenendo informazioni vitali per la sicurezza dei conducenti. Gli stesi nodi stradali dialogheranno tra loro per garantire una migliore gestione del traffico deviando il percorso delle auto in caso di problemi.
Le auto potranno dialogare tra loro scambiandosi informazioni sul traffico e la sicurezza. Anche la smart home beneficierà moltissimo del 5G perché tutti gli oggetti smart della casa potranno dialogare tra loro, ricevere informazioni dall'esterno ed essere gestiti da remoto da un unico dispositivo.
E questa è solo una piccola parte delle potenzialità del 5G perché una rete veloce, capillare ed efficiente può consentire di gestire ogni sorta di dispositivo. Facebook, per esempio, crede che il 5G andrà perfettamente a braccetto con la realtà virtuale, sia per il gaming che per offrire una serie di servizi a valore aggiunto per il cittadino. Nell'ambito della realtà aumentata tale immediatezza sarà ancor più fondamentale, portando risorse cloud in presa diretta sotto gli occhi degli utenti ed in piena interazione con i dispositivi circostanti.
Il 5G, insomma, rappresenta il volano di un'innovazione che farà compiere all'umanità un passo avanti verso il concetto di "Networked Society". Secondo una stima Qualcomm, entro il 2035 il volume d'affari che ruoterà attorno al 5G sarà già pari a 12,3 trilioni di dollari, diventando così un volano per tutta l'economia. Nuovi prodotti, nuovi servizi, nuove soluzioni, nuove industrie, nuovi equilibri: un passo fondamentale che andrà ben oltre le sole caratteristiche tecniche del nuovo standard e dei nuovi dispositivi.

Le caratteristiche tecniche del 5G

In prima fila per il supporto al 5G troviamo Qualcomm, prima società al mondo capace di fornire i velocissimi modem Snapdragon X50 ai partner che realizzano smartphone, aventi la potenzialità di lavorare su frequenze ancora inedite. A differenza delle reti attuali, infatti, il nuovo standard viaggerà su due spettri completamente diversi fra loro: il primo, chiamato Sub-6GHz, viaggerà su frequenze comprese tra 3.4 e 3.6 GHz, mentre il secondo, chiamato millimiterWave (mmWave) si impadronirà delle frequenze più alte tra i 24.25 e i 29.50 Ghz.
Queste ultime riusciranno a garantire le notevoli prestazioni del 5G anche in luoghi congestionati quali stadi, palazzetti sportivi, edifici pubblici, siti di eventi e centri commerciali, con banda molto larga e potenza di segnale sufficientemente elevato. Non mancherà ovviamente la retrocompatibilità con il 3G ed il 4G, ed i nuovi modem potranno gestire numerosissimi segnali contemporaneamente e spingere la loro velocità di trasmissione oltre il muro dei 10 Gigabit per secondo.

La velocità del 5G

La tecnologia e gli standard sono ancora in fase di evoluzione ma, a regime, il 5G permetterà trasferimenti fino a 20 Gbps; si pensi che il 4G+ (o "advanced") arriva teoricamente ad un massimo di 1,2 Gbps tramite carrier aggregation, vale a dire con la congiunzione di più linee LTE. Insomma quasi 20 volte più veloce delle migliori condizioni odierne, seppure arriveremo solo un poco alla volta a tali notevolissime prestazioni.

Vediamo quindi le velocità massime dichiarate per i primi modem:

• QUALCOMM SNAPDRAGON X50 (10 nm) - 2,30 Gbps in DOWNLOAD e 1,25 Gbps in UPLOAD
• QUALCOMM SNAPDRAGON X55 (7 nm) - 7 Gbps in DOWNLOAD e 3 Gbps in UPLOAD
• HUAWEI BALONG 5000 (7 nm) - 4,6 Gbps in DOWNLOAD e 2,5 Gbps in UPLOAD
  

Ma non si tratta di miglioramenti soltanto della velocità di trasmissione, ma anche di altri importanti parametri quali la latenza (da 30 ms a 5 ms), la resilienza (da 1/100 a 1/1.000.000.000) e la densità (si passerà da 10-20k a oltre 1 milione di oggetti per chilometro quadrato). Un avanzamento tecnologico delle infrastrutture di rete che apre le porte all'arrivo di nuovi servizi sia per i consumatori (ad es. quelli legati al gaming mobile), sia per l'utenza aziendale (ad es. la gestione dei numerosissimi sensori IoT: saranno più di 50 miliardi nel mondo entro il 2025 , di cui 600-700 milioni solo in Italia).