L’attesissima tecnologia di telecomunicazione mobile di quinta generazione, nota come 5G, dovrebbe essere un cambiamento radicale nel networking mobile – promettendo velocità di download esponenzialmente più veloci e la condivisione di dati in tempo reale.
Più tardi quest’anno, diversi operatori di telefonia mobile effettueranno prove della prima iterazione del 5G in diverse città del Regno Unito e, a livello globale, sono già state accese alcune zone pilota. La statunitense Verizon ha attivato il 5G commerciale per la prima volta negli Stati Uniti, così come Swisscom ed Ericsson in Svizzera, con altre aree abilitate al 5G in Cina, Giappone, Australia e Norvegia.
Ericsson prevede che 1,5 miliardi di utenti – il 40% della copertura della popolazione globale – avrà accesso a una rete 5G entro il 2024; ma come funziona effettivamente la tecnologia e la realtà può essere all’altezza della pubblicità?
Il 5G è un nuovo sistema digitale per trasformare i byte – unità di dati – via etere. Utilizza un’interfaccia 5G New Radio, insieme ad altre nuove tecnologie, che utilizza frequenze radio molto più alte (28 ghz rispetto ai 700 mhz – 2500 mhz del 4G) per trasferire esponenzialmente più dati via etere per velocità più elevate, riduzione della congestione e minore latenza, che è il ritardo prima che un trasferimento di dati inizi a seguito di un’istruzione.
Questa nuova interfaccia, che utilizza lo spettro delle onde millimetriche, permette di utilizzare più dispositivi nella stessa area geografica; il 4G può supportare circa 4.000 dispositivi per chilometro quadrato, mentre il 5G ne supporterà circa un milione. Questo significa più streaming di Netflix, chiamate vocali e You Tube trasportati, senza interruzioni, sullo spazio aereo limitato.
5G utilizza anche una nuova tecnologia digitale chiamata Massive MIMO, che sta per multiple input multiple output, che utilizza fasci multipli mirati per illuminare e seguire gli utenti intorno a un sito cellulare, migliorando la copertura, la velocità e la capacità. Le attuali tecnologie di rete funzionano come i proiettori, illuminando un’area ma con molti sprechi di luce/segnale. Parte del roll-out del 5G prevede l’installazione di Massive MIMO e 5G New Radio in tutte le stazioni base della rete mobile in cima all’infrastruttura 4G esistente.
In che modo il 5G è diverso dal 4G?
Rispetto alla rete mobile di terza generazione, il 4G ha permesso una qualità di video streaming e chiamate in movimento prima impossibile, il che significa che la TV in diretta è ora abitualmente guardata durante gli spostamenti quotidiani. Più streaming video, tuttavia, ha aumentato la congestione della rete.
“Il 4G sta raggiungendo i limiti tecnici di quanti dati può trasferire rapidamente attraverso i blocchi di spettro”, spiega Chris Mills capo dell’analisi di settore, a Tutela. “Una grande differenza tra il 5G e il 4G è che questa congestione sarà eliminata”. Questo significa niente più cinque barre di segnale di rete all’ora di punta, ma l’impossibilità di accedere a un browser web.
Ma probabilmente, il più grande elemento di differenziazione del 5G rispetto al 4G sarà come un gateway per l’Internet delle cose connesse al mondo su scala. Ci si aspetta che le iterazioni successive della rete 5G siano rivoluzionarie per le industrie guidate dai dati, le città intelligenti e la gestione delle infrastrutture, perché sarà possibile avere molti più dispositivi che lavorano, in modo affidabile, sicuro e senza interruzioni nella stessa area. Nel complesso, grazie alle nuove tecnologie, allo spettro e alle frequenze che utilizza, il 5G ha diversi vantaggi rispetto al 4G; maggiori velocità, meno latenza, capacità per un maggior numero di dispositivi connessi, meno interferenze e migliore efficienza.
Come funziona il 5G in termini di larghezza di banda, latenza e spettro?
Ogni operatore possiede blocchi di spettro che è una gamma di frequenze radio elettromagnetiche utilizzate per trasmettere suoni, dati e video in un paese. Questo spettro viene sommato per creare la loro capacità di rete totale che determina la velocità con cui possono trasferire i dati.
“Oggi un operatore potrebbe avere 100 mhz di spettro intero da utilizzare per tutti i suoi clienti del Regno Unito, ma alla fine con il 5G questo aumenterà a circa 1.000 mhz – questo è il vero cambiamento con il 5G”, spiega Mr Mills.
Questo creerà anche molta meno latenza nel sistema che significa che i dati saranno trasferiti in tempo reale.
La latenza per il 4G è di circa 20-30 millisecondi, ma per il 5G arriverà ben al di sotto dei 10 millisecondi, e nei casi migliori intorno a 1 millisecondo di ritardo, secondo Mats Norin, program manager del 5G For Industries, Ericsson Research.
“Per i consumatori questo non è così importante ma farà sembrare le cose più veloci, tuttavia, per l’industria – per le lunghe distanze, i macchinari pesanti controllati a distanza, per esempio – sarà fondamentale”, dice.
3G vs 4G vs 5G
Quindi quanto sarà davvero veloce il 5G?
Secondo Vodafone, il 5G promette velocità dei dispositivi circa 10 volte più veloci del 4G, il che significa che le videochiamate di alta qualità e ad altissima risoluzione 4K – lo standard utilizzato per il cinema digitale commerciale – i download saranno consegnati ancora più velocemente a smartphone e tablet. Il trasferimento di dati di meno di 20 millisecondi sarà standard.
Il signor Mills avverte, tuttavia, che molto di ciò che viene pubblicato sulla velocità del 5G è una montatura – soprattutto per i consumatori.
“Le velocità di gigabyte sono utili per una manciata di applicazioni, come lo streaming live di una cuffia VR 8k su una rete 5G, tuttavia, per l’utente medio, non c’è molto bisogno di quel tipo di velocità su un dispositivo mobile”, dice, “Lo streaming live o il download di video HD è molto realizzabile utilizzando una rete 4G.”
“La gente potrebbe usare un router WIFI 5G invece di pagare per la banda larga in casa – questo si adatta agli affittuari che non vogliono necessariamente contratti legati a una proprietà”, dice. Verizon e AT&T stanno già investendo in esperimenti negli Stati Uniti.
Cosa permetterà alle aziende e all’industria di fare?
Si prevede che il 5G sarà il catalizzatore per connettere uomini e macchine insieme su una scala senza precedenti per nuove opportunità economiche e commerciali. Infatti, un rapporto degli analisti industriali IHS Markit stima che il 5G permetterà 12,3 trilioni di dollari di produzione economica globale nel 2035. Mentre uno studio dell’International Data Corporation (IDC) stima che la quantità di dati creati, catturati e replicati in tutto il mondo potrebbe crescere da 33 Zettabyte (ZB) nel 2018 a 175 ZB entro il 2025.
I casi d’uso includono lo sviluppo di applicazioni veramente aptiche – dove la sensazione tattile o l’esperienza può essere condivisa dal vivo – così gli operatori remoti della robotica possono ‘sentire’ e ‘toccare’ attraverso una macchina pur essendo a migliaia di chilometri di distanza. Questo potrebbe essere usato nelle fabbriche, nelle miniere o anche per la chirurgia a distanza.
“Per le applicazioni critiche, tagliare la latenza a uno o due millisecondi sarà una svolta per il coordinamento a distanza”, dice il signor Mills.
Una rete in tempo reale, veloce e affidabile può permettere alle industrie di liberare le macchine dal cablaggio per la connessione di rete per andare senza fili per operazioni più flessibili e autonome che possono aumentare la produttività e ridurre i costi. Ad esempio, presso la miniera Boliden Aitik in Svezia, l’automazione abilitata al 5G, utilizzata per la perforazione e il brillamento, ha ridotto i costi dell’uno per cento, risparmiando 2,5 milioni di euro all’anno.
Mentre, i produttori possono ottenere un aumento della produttività dell’1-3 per cento, con conseguenti milioni di sterline di risparmio, da linee di produzione più flessibili e meglio gestite attraverso fabbriche wireless alimentate dal 5G, secondo la ricerca del Worcestershire 5G Consortium.
Il 5G dovrebbe anche creare città veramente connesse e intelligenti, oltre ad essere la rete di supporto per i veicoli autonomi.
Quanto è sicuro il 5G?
Molti di questi casi d’uso potrebbero beneficiare dello slicing di rete – la suddivisione della rete per personalizzare velocità, capacità, copertura, crittografia e sicurezza – che può essere realizzato molto più facilmente con il 5G.
“Lo slicing offre ai produttori e ad altri una rete dedicata con cui possono controllare e supportare completamente le loro soluzioni IoT per comunicazioni affidabili, con qualità del servizio garantita e calcolo basato su cloud o Edge”, afferma Dritan Kaleshi, responsabile della tecnologia, 5G presso Digital Catapult.
Questo può fornire un ulteriore elemento di sicurezza non offerto dal WIFI, che è condiviso con altri sullo spettro ed è quindi più facilmente soggetto a interferenze, e meno facilmente raggiungibile con il 4G.
“Se un’azienda ha dati particolarmente sensibili regolati da requisiti normativi che possono essere inviati su pezzi di rete fondamentalmente diversi per salvaguardare la privacy, lo slicing può consentire ciò per il 5G in modo molto semplice”, dice il signor Mills.
Quando arriverà il 5G?
Ieri, è quello che la maggior parte dell’industria dirà. Eppure, mentre i test sono stati effettuati in tutto il mondo, per una copertura 5G davvero ampia nel Regno Unito, è necessario lo spettro a banda bassa (700-900 ghz), che diventerà disponibile solo nel 2020, dice il signor Petty. Vodafone ha annunciato che lancerà il 5G in 19 città del Regno Unito ad un certo punto di quest’anno.
“Le prime versioni del 5G saranno principalmente concentrate su aree urbane dense, o dove la gente vuole costruire e testare nuove applicazioni 5G per l’industria 4.0 o applicazioni automobilistiche”, spiega.
Secondo il governo britannico, è improbabile che ci sia un momento di ‘big bang’ quando le reti 5G saranno ‘accese’, per così dire. Invece sarà un “processo evolutivo”.
Ma è probabile che i consumatori potrebbero facilmente procurarsi i telefoni e trovare aree di copertura 5G nelle città a partire dal 2020, dice il professor William Webb, CEO di Weightless SIG e presidente dell’Istituto di Ingegneria e Tecnologia.
“L’adozione del mercato di massa è generalmente prevista intorno al 2022 – con quelli che spingono di più sono la Corea del Sud, la Cina, il Giappone e gli Stati Uniti, ma la maggior parte dei paesi sviluppati sarà vicina.”
Scritto da
Heidi Vella