di Laura Magna ♦ Il nuovo standard di rete, che sarà pienamente operativo entro il 2020, e che già ora viene testato da Ericsson, grazie all’ incremento della velocità delle connessioni e al maggior volume di dati trasportato rappresenterà un importante strumento abilitante per Industry 4.0, per la gestione delle smart grid e per la mobilità intelligente.
Nel 2022 le sottoscrizioni ai mobile devices supereranno i 9 miliardi, e il traffico dati generato sarà 10 volte maggiore rispetto a quello di oggi. Gli oggetti connessi saranno 29 miliardi, dei quali oltre 18 di tipo Internet of Thing e Machine to Machine. Sono i dati dell’ ultima edizione dell’Ericsson Mobility Report. Per supportare queste dimensioni di comunicazione il 4G non basterà più: e per questo il lavoro intorno allo sviluppo di uno standard di nuova generazione, la quinta, è in forte accelerazione.
Verso il 5G
La rete 5G, che sarà a regime al più tardi nel 2020, secondo la tabella di marcia stabilita dall’ Unione Europea, nelle intenzioni degli operatori sarà in grado di supportare una velocità di trasmissione dati media fino a 100 volte superiore rispetto a quella attuale. Ma avrà anche una latenza ridotta di cinque volte: il che vuol dire un’interazione più fluida e minori tempi di attesa anche con le applicazioni che richiedono un’elevata larghezza di banda.
Il volume mobile di dati supportato sarà di 1000 volte superiore a quello odierno; questo significa che gli operatori delle reti di telecomunicazione serviranno contemporaneamente un numero di utenti assai più alto. Ci sarà una durata di vita delle batterie 10 volte più lunga. Insomma, quella che si preannuncia è una vera e propria rivoluzione.
Le applicazioni e il ruolo di Ericsson
Le applicazioni che verranno abilitate da questo standard sono moltissime. Dalla possibilità di scaricare un film in pochi secondi, a quella di costruire prodotti che comunicano con la casa madre e ad essa forniscono informazioni vitali per la produzione stessa, fino alla gestione della linea di assemblaggio di una smart factory. Dalla possibilità di guidare da remoto una vera automobile o eseguire una visita medica, sempre da remoto, tramite un guanto che riproduce anche la sensazione tattile.
«Il 5G è un’evoluzione della rete 4G LTE esistente e, in questa transizione, ci aspettiamo che molte componenti della nuova tecnologia saranno già pronte prima del 2020, data prevista per il lancio commerciale a livello globale – conferma a Industria Italiana Rossella Cardone Head of Innovation, Sustainability & Corporate Responsibility Ericsson -. Assisteremo ai primi test fuori dal laboratorio già nel corso di quest’anno ». Ericsson, che del nuovo protocollo di comunicazione è leader mondiale, a partire dallo scorso anno è stata impegnata in test avanzati sul campo con diversi operatori di telecomunicazione in Svezia, Corea del Sud e Stati Uniti.
Nel 2017, l’azienda porterà il 5G oltre le applicazioni su piccola scala e fuori dai laboratori arrivando a individuare sviluppi commerciali limitati per diversi casi di utilizzo. L’Unione Europea ha assegnato 50 milioni di euro per la realizzazione della rete 5G entro i prossimi tre anni, e sottoscritto un accordo di cooperazione con la Cina in previsione di un mercato sul web pari a un milione di miliardi di euro. A livello internazionale, la Corea del Sud sta portando avanti dei progetti destinati al 5G per conto proprio.
Dai miglioramenti della comunicazione esistente ai nuovi scenari
I percorsi designanti per lo sviluppo del 5G vanno in due direzioni : da una parte si punta al “semplice” incremento delle prestazioni, e dall’altra a una più ampia “iperconnessione” che vede in collegamento globale miliardi di persone e dispositivi.
Il programma 5G per l’Italia
Ericsson li considera entrambi nei suoi progetti. E li attua, tra l’altro, nel programma “5G per l’Italia”, che ha come scopo «quello di sviluppare un ecosistema di reti che si possa applicare all’industria 4.0, all’agricoltura, alla mobilità su due e quattro ruote, alla sanità migliorando in tutti i casi i processi in maniera decisiva», continua Cardone. Che specifica: «Il 5G amplifica in maniera scalare potenza e storage: può supportare un volume mobile di dati di mille volte superiore e un numero di dispositivi collegati tra le 10 e le 100 volte superiore, solo per fare due numeri. Tutto questo consente una comunicazione immediata tra tutte le parti in gioco, senza distinguere tra veicoli, esseri umani e sensori impiantati, in quanto tutti condividono la stessa tecnologia di accesso».
Le nuove funzionalità del 5G abbracciano varie dimensioni, «tra cui una grande flessibilità, requisiti energetici più bassi, maggiore capacità e larghezza di banda, sicurezza, affidabilità e incredibili velocità di trasmissione dei dati, nonché una minore latenza – dice ancora Cardone – Il 5G apporterà notevoli miglioramenti nelle prestazioni per supportare future nuove applicazioni, che avranno un impatto positivo sia sugli utenti, sia sull’industria. Le reti del futuro, che includono anche tecnologie IoT e soluzioni cloud, consentiranno alle industrie di avere maggiore efficienza, flessibilità, controllo e gestione avanzata in tempo reale dei processi di produzione e maggiore sicurezza sul lavoro».
Il 5G e Industry 4.0
Tutto questo funziona da acceleratore per industria 4.0. «Basti il solo fatto che in questo modo viene consentito l’acquisto del servizio di rete da un operatore, senza che sia necessario costruire una rete industriale dedicata, con un costo limitato. Lo spettro di accessibilità in questo modo viene ampliato enormemente », spiega Antonio Capone, professore ordinario di Telecomunicazioni presso il DEIB – Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano.
La mobilità intelligente
Quali industrie sono in pole position per cogliere questa opportunità di evoluzione? «Innanzitutto tutto il mondo legato alla mobilità intelligente – continua Capone – Il 5G è ciò che abilita la comunicazione tra veicoli e infrastrutture, nel trasporto pubblico e privato. Le auto semiautonome potranno essere monitorare e il 5G garantirà la sicurezza sulle strade: la rete esistente non ha le prestazioni sufficienti a garantirle. Lo sviluppo sarà esponenziale nei prossimi anni e le case auto lavoreranno allo sviluppo di soluzioni che oggi non vedono ancora la luce».
Le smart grid
L’altro mondo che sarà destinato a cambiare contorni e struttura, secondo l’analisi del professor Capone, è quello delle reti di energia perché «le smart grid – dice Capone – consentono di gestire un aumento della generazione diffusa, ma hanno bisogno di una struttura di comunicazione che con costi contenuti sia in grado di garantire sicurezza e partecipazione degli utenti finali, aziende e cittadini, al modo in cui l’energia viene prodotta e consumata in un mercato che ha prezzi variabili».
L’IoT
Ancora, la rete cambierà la gestione del ciclo di vita dei prodotti: «oggi monitorare il funzionamento dei prodotti è appannaggio solo di alcuni mondi – spiega Capone – computer e smartphone mandano periodici rapporti al produttore che ne riceve grandi vantaggi perché profila il modo in cui vengono usati e capisce come fare la successiva generazione. Pensiamo la stessa cosa estesa a qualsiasi altro prodotto, ad esempio un elettrodomestico come una lavatrice. Perché questa estensione si realizzi serve un trasmettitore a bassissimo costo e basso consumo, che sia conveniente installare sul maggior numero possibile di prodotti. Con questa realizzazione l’azienda può decidere di investire per perfezionarli, e tutto questo grazie a un flusso informatico che oggi è mancante».
Alte prestazioni con bassi consumi energetici
I tre mondi nuovi immaginati da Capone dipendono dalle principali caratteristiche tecniche della nuova rete e in particolare dall’ottimizzazione dal punto di vista di prestazioni ed energia. «La trasmissione a banda molto stretta consente di gestire pochi dati con un periodo di raccolta che può essere configurabile, ma con bassi consumi energetici e batterie che durano molti anni, con una vita che a parità di consumi può essere moltiplicata per cinque o dieci volte rispetto a oggi. Di fatto posso mettere in comunicazione oggetti e reti senza supervisionare le batterie – continua Capone – la tecnologia consente inoltre tempi di risposta che scendono sotto i 5 millisecondi. Prima andavamo da decine di millisecondi per il 4G alle centinaia per il 3G. Questa miglioria è molto importante per le applicazioni industriali e le infrastrutture critiche che hanno bisogno che il sistema di monitoraggio che raccoglie i dati sia in grado, nel caso in cui ci sia un allarme, di attivare un interruttore in un intervallo estremamente breve».
L’accesso facilitato ai contenuti video
A questi aspetti che sono i più rilevanti dal punto di vista dell’industria, si affiancano i servizi a larghissima banda che con il 5G diventano potenzialmente espandibili all’infinito e proiettano il consumatore finale utente in un mondo fatto di contenuti video con trasmissione wireless in giro per le città. «Possibile grazie a un aumento dell’ordine di un fattore cento dal punto di vista degli oggetti supportabili – spiega Capone – che fa la differenza anche se ogni singolo oggetto deve trasmettere poco. A tendere si avrà una rete che metterà in connessione oggetti intelligenti pari a dieci /100 volte quelli delle persone. E la velocità di trasmissione passerà da 100 – 200 Megabit al secondo oggi fino a un Gigabit al secondo».
Secondo Ericsson i produttori di alta tecnologia, più vicini al concetto di Industria 4.0, prevedono di sfruttare le tecnologie 5G per aumentare la produttività (72% degli intervistati), migliorare l’esperienza del cliente (69%), e il Time-To-Market (63%); mentre riguardo ai nuovi servizi abilitati dal 5G, i più attesi sono quelli legati alla videosorveglianza/streaming (78%), alla sensoristica (72%) e al miglioramento della sicurezza di siti remoti (68%).
Più guadagni per operatori, utilities e manifatturiero
Questi risultati sono contenuti nella survey “Opportunities in 5G” basata su una serie di interviste a 650 top manager di diversi settori, realizzata per sondare in che modo 8 industrie chiave utilizzano la tecnologia, e come e perché prevedono di servirsi del 5G in futuro. Sempre secondo Ericsson, nel 2026, quando gli operatori di telecomunicazioni faranno leva sulla tecnologia 5G per la digitalizzazione del settore, il loro fatturato aumenterà del 34% e il mercato a livello mondiale raggiungerà un valore di 582 miliardi di dollari. Per la multinazionale svedese, gli operatori, le utilities e il settore manifatturiero sono i comparti con la più grande opportunità di generare o incrementare ricavi attraverso la nuova rete.
Le prime realizzazioni
Nel frattempo Ericsson ha già annunciato diverse prove del 5G con operatori leader di ogni parte del mondo. Per esempio, ha implementato il primo sistema end-to-end per test all’interno di una infrastruttura comune per diversi servizi 5G futuri. Le dimostrazioni di successo sul campo basate sullo sviluppo congiunto con SK Telecom Korea risalgono al 21 dicembre 2016, nei laboratori a Kista, in Svezia. Nello stesso periodo un test è stato effettuato anche con la spagnola Telefonica. O nel settore dell’automotive, la società insieme a BMW e SK Telecom, ha attivato una partnership per portare avanti la ricerca sul 5G applicato all’auto connessa.
La partnership ha prodotto risultati tecnologici importanti riuscendo nello stabilire una connessione ad alte prestazioni e senza interruzioni con un’auto che viaggia alla velocità di 170km/h. Ancora, insieme al consorzio di imprese e istituzioni tedesche, il gruppo ha presentato un progetto per la digitalizzazione delle infrastrutture dei trasporti. Il progetto chiamato “5G ConnectedMobility” ha connesso con una rete dedicata a 700MHz un’autostrada e una ferrovia in Germania e rendendo la rete disponibile a tutti gratuitamente per test ed esperimenti legati alla mobilità.
