Bassa latenza, alta capacità di traffico, sicurezza e affidabilità dei dati. Sono le affinità elettive che nascono dall’integrazione del 5G con ambienti di produzione. Le caratteristiche delle reti mobili di quinta generazione coincidono, infatti, con le esigenze di soddisfare complesse elaborazioni machine-to-machine e human-to-machine. Ma come creare le nuove infrastrutture abilitanti servizi di rete 5G? «La progettazione della nuova comunicazione wireless mette in discussione l’intero assetto della catena del valore delle telco», afferma Carlo Vaiti, Distinguished Chief Technologist di HPE Italia. La logica di erogazione dei servizi è software defined, cloud native. Dà l’opportunità alle telco di realizzare con minimo sforzo e massimo risultato l’integrazione OT-IT attraverso reti in grado di gestire flussi dati generati dal paradigma edge-cloud, in tutte le possibili declinazioni».
Con l’affermazione del 5G si realizza, dunque, una vera rivoluzione nel modo di concepire lo sviluppo di infrastrutture e servizi di rete. Una logica cloud native, come dice Vaiti, dove ciascun elemento infrastrutturale può essere realizzato in open source, archiviando definitivamente l’approccio proprietario che ha caratterizzato lo sviluppo delle architetture di rete del passato. «Con il nostro supporto, le società di telecomunicazioni possono introdurre nuovi tipi di servizi in tempi più rapidi e a costi inferiori», sottolinea Fabio Aiello, Distinguished Technologist – Communications Technology Group di HPE Italia. La parola d’ordine è Open 5G, una nuova dimensione architetturale, business as a service, che mette le telco nella condizione di poter scegliere fornitori diversi su tutto lo stack tecnologico dell’infrastruttura. In questo scenario, HPE si fa carico della complessità d’integrazione. Il valore aggiunto di HPE è soprattutto in questa dimensione, a livello di orchestrazione e automazione che mitiga gli effetti della complessità e dei rischi operativi che scaturiscono dai principi di cloudificazione/disaggregazione in termini di volume, dinamica e complessità. Il nucleo abilitante è il 5G Core Stack, una tecnologia software di HPE, che implementa una rete end-to-end 5G Stand Alone inclusiva di componenti di assurance ed orchestrazione per instanziare, monitorare tutte le Network Function, containerizzate, per una comunicazione 5G.
Come dice Vaiti, «L’avvento della nuova tecnologia di rete è destinato a creare opportunità senza precedenti per le aziende e le società di telecomunicazioni, che potranno generare e fornire servizi ed esperienze applicative avanzate per il mondo manifatturiero e industriale. HPE 5G Core Stack è preintegrato, automatizzato e collaudato, è possibile implementarlo, testarlo e metterlo in servizio in meno di 60 minuti. È una rete core 5G completa, componibile ed espandibile». Ecco quanto emerso dal confronto di Industria Italiana con i manager di HPE. Una discussione a 360 gradi sul 5G, tecnologia che viene considerata il futuribile protagonista di una comunicazione “anywhere, anytime” dell’Internet of Everything industriale.
Le affinità elettive tra manifatturiero e 5G
«Con l’integrazione del 5G in ambiente d’impresa viene generata la nuova smart-factory mobile-enabled in grado di trasportare flussi di comunicazione ad alta sicurezza tra tutte le componenti che all’interno di fabbriche e aree industriali necessitano di una comunicazione ad alta banda sincronizzata con tempi di risposta real time», dice Aiello. In un futuro ormai prossimo il 5G diventerà dunque l’autostrada digitale su cui far transitare grandi volumi di dati. Verranno immessi in rete da una molteplicità di asset sensorizzati, sia nella dimensione del front end di fabbrica, sia nell’insieme di tecnologie collaborative che si muovono attorno alle linee di produzione e di assemblaggio. Agv, Amr, robot, cobot, droni, applicazioni di realtà aumentata accessoriate con dispositivi wearable per la manutenzione assistita da remoto. Il 5G sarà la componente chiave per dare vita all’ ”Autonomous Computing”, una fabbrica più resiliente, in grado di agire e reagire in tempo reale, garantendo un indice di produttività più elevato rispetto all’attuale.
Potenza di calcolo all’edge
La strategia 5G di HPE si fonda sul concetto “Cloud Comes to You” espresso dal ceo di HPE Antonio Neri: portare l’esperienza del cloud vicino a dove i dati vengono creati. Una tendenza che vede oggi protagoniste le telco. Tutti gli operatori stanno adottando strategie che prevedono la creazione di Edge data center, cloud distribuiti e decentralizzati, di prossimità, che serviranno ad erogare alle aziende soluzioni e servizi con performance sempre più avanzate. «Un fenomeno che verrà esteso anche all’High Performance Computing, dice Vaiti. Non sarà più appannaggio di un’élite di imprese, ma diventerà a portata di piccola e media impresa». Il tutto, secondo il modello di business as a service della tecnologia Greenlake, che permette alle telco di pagare in funzione dell’effettivo utilizzo delle risorse cloud o del numero di transazioni effettuate. Con il 5G si assisterà a una progressiva diffusione di una comunicazione ad alto rendimento, mirata all’efficientamento e ottimizzazione di tutte le attività operative che si svolgono all’interno degli ambienti produttivi. Una tecnologia che servirà a supportare il volume di dati che viene alimentato dal progressivo utilizzo di algoritmi di Intelligenza Artificiale e Machine Learning, fenomeno che solleva una domanda di capacità di calcolo sempre più “on edge”. Il 5G rappresenta quindi un passaggio chiave nella formulazione di progetti industry 4.0: consolida ed estende l’interconnessione tra macchine e l’interazione tra queste e il personale di fabbrica.
Modelli di business as a service in modalità cloud nativa
Il processo di “building & delivery” di infrastrutture e servizi 5G all’interno delle imprese richiede la realizzazione di una comunicazione end-to-end: dalla componente di accesso radio, all’edge e al cloud. «Con l’ecosistema tecnologico 5G di HPE, gli operatori di telecomunicazione avranno la possibilità di sviluppare una proposta a tutto tondo», dice Aiello. In altre parole, il deployment di reti 5G private e network slice permetterà l’effettiva implementazione di soluzioni dedicate ai differenti mercati verticali. Secondo HPE, ciò consentirà ai provider di non essere relegati al ruolo di meri fornitori di connettività, ma piuttosto di coprire un numero crescente degli anelli della catena del valore. «Mettiamo a disposizione una conoscenza per abilitare modelli di “business as a service” in modalità cloud native, afferma il manager. Tutto questo consentirà a Telco e Cloud provider, ruoli che peraltro con l’affermazione del 5G tendono a essere sempre più labili, di realizzare una maggiore sostenibilità economica e un rapido ritorno degli investimenti».
Open 5G
Il core network di HPE è un insieme prefabbricato e pre-integrato di network function per realizzare servizi 5G con la massima immediatezza. È un’architettura aperta, totalmente aderente agli standard 3GPP. Ciò significa che se un domani le telco vorranno aggiornare una singola network function con quella di un altro fornitore lo potranno fare con assoluta semplicità. «Le interfacce sono standard: si toglie un blocco e lo si rimpiazza con un altro, dice Vaiti. Alla fine, quello che noi mettiamo a disposizione delle telco sono delle appliance, “black box” e “plug & play”, che vanno in execution in tempi brevissimi. È un differenziale non da poco ed è quello che ci distingue sul mercato. Risolviamo la complessità d’integrazione che deriva da un ambiente infrastrutturale open source, garantendo assoluta indipendenza da tutti i layer infrastrutturali. Come spiega Vaiti, quest’ultima ossia la componente di Core Network 5G standalone è la componente più strategica, poiché è quella che consente alle telco di acquisire una più alta marginalità dai servizi erogati. «L’Open 5G è un modello che restituisce alle telco la capacità di sostenere la sfida con gli hyperscaler, in quanto permette di mettere a regime “Cloud Native Services” in una logica software defined. I tempi di implementazione non sono più di mesi ma di pochi giorni e questo singifica risparmi di costi, risorse e migliore time to market».
5G, l’alleato naturale di applicazioni basate su Intelligenza Artificiale e Machine Learning
Nelle grandi industrie, applicazioni e servizi “AI-ML enabled” movimentano una quantità di dati che necessitano di grandi capacità di calcolo che devono essere messe a disposizione “on edge”. Per i big dell’automotive, si tratta di creare potenti infrastrutture nelle “data room” interne ai propri plant, dove coesistono applicazioni di “Digital Twin”, “Virtual Prototyping” e di manutenzione predittiva. Le digital twin applications richiedono una connettività ad alta banda e bassa latenza con risposte in tempo reale. Modelli fisici e modelli digitali, dotati di intelligenza algoritmica, devono poter essere sincronizzati. «Per realizzare tutto questo serve un “uplink” bello robusto come quello che viene garantito dal 5G, commenta Aiello. Significa poter agire sul comportamento della macchina che non sta funzionando nel modo corretto. E per fare questo i dati devono essere traferiti ad alta velocità e in modalità super sicura».
5G e robotica collaborativa
In tema di Cobot, e cioè di robot collaborativi, va detto che questi potrebbero progredire in maniera sostanziale. Attualmente, si tratta di braccia intelligenti che manipolano oggetti in uno spazio ristretto:ad esempio la cella di lavoro, accanto a un operatore che assiste nelle operazioni. In genere, sono dotati di sensori di movimento, e di quelli per rilevare la forza impressa, di telecamere e di sistemi anticollisione. Sono piccoli, leggeri e facilmente configurabili; soprattutto, svolgono task definiti a seguito di programmazione: l’intelligenza è dentro di loro. Con il 5G, invece, saranno guidati dall’Intelligenza Artificiale di rete, quella distribuita in una pluralità di micro server. Per questo motivo, potrebbero diventare molto più flessibili, e svolgere compiti non direttamente programmati. Anche le linee di montaggio cablate potrebbero scomparire, sostituite da isole di lavoro servite da robot mobili, solo per il materiale necessario al momento per quella precisa lavorazione, secondo la regola del “just in time”. Altri salti quantici sono previsti nei campi della manutenzione predittiva e della realtà virtuale.
Open Radio Access Network
La rete mobile è composta da due importanti domini: quello di accesso radio (RAN) e quello centrale (Core). «La RAN – afferma Aiello– svolge una funzione ponte. È la tecnologia del sistema delle telecomunicazioni che collega i singoli dispositivi al core ed è la componente visibile del sistema, perché comprende le antenne delle torri disseminate sul territorio o altrimenti montate sui tetti degli edifici, nonché le stazioni base». L’approccio 5G di HPE sposa in pieno l’evoluzione di questa componente infrastrutturale. Il futuro è infatti Open RAN: consente alle telco di accedere a fornitori diversi in modo che apparecchiature e funzioni di rete siano interoperabili. HPE è l’azienda giusta per sfruttare i benefici derivanti da queste tendenze tecnologiche da un lato e, allo stesso tempo, ridurre/mitigare i rischi derivanti dalla loro adozione consentendo, nel complesso, di ottenere maggiori benefici per i Clienti; in questo modo, si promuove la creazione di un mercato in cui le reti possono essere implementate con un design a blocchi. E l’obiettivo di HPE è quello di armonizzare le diverse componenti con un approccio olistico.
Private network e slicing
Dal punto di vista dell’architettura e della tecnologia 5G è possibile individuare due modalità ben distinte: la realizzazione di reti private e la creazione di network slice dedicate a specifici settori industriali. Una rete 5G privata realizza la copertura wireless di un campus o di un’area produttiva attraverso il dispiegamento “on site” di antenne e apparati 5G dedicati. In aggiunta, per sfruttare pienamente le potenzialità del 5G, le coperture radio possono essere integrate con il dispiegamento di nodi “edge” privati, ovvero mini-datacenter installati all’interno (o in prossimità) dei campus, che rendono disponibili localmente quelle applicazioni che per requisiti di performance/latenza o di sicurezza/privacy traggono maggior beneficio da una implementazione locale. La rete così implementata è in grado di offrire connettività unificata, accesso ottimizzato alle applicazioni aziendali da parte del personale e dei sistemi di automazione industriale, costituendo al contempo un mezzo di comunicazione sicuro all’interno dell’area coperta, in virtù della possibilità di processare localmente dati sensibili o critici per il business.
Servizi di connettività personalizzati
Progressivamente e secondo tempistiche dettate dal rollout della copertura 5G e dall’evoluzione delle reti core, si affermeranno servizi network slice per segmenti verticali. Ogni slice potrà essere definita da diverse caratteristiche, tra cui tecnologia di accesso radio, banda, latenza, affidabilità, quality of service, sicurezza, estensione nel tempo e sul territorio, in modo tale da comporre un servizio di comunicazione ottimizzato sulle esigenze di una particolare classe di applicazioni, ad esempio quelle afferenti ad uno specifico settore dell’industria. «Attraverso le slice, le telco potranno proporre ai clienti del mercato enterprise, soluzioni che permetteranno di fruire di un servizio di connettività e applicativo personalizzato rispetto alle esigenze del settore verticale», afferma Vaiti. Insomma, con HPE le telco hanno la possibilità di sviluppare una proposta “End to End”, a tutto tondo, reti 5G private o network slice, includendo elementi abilitanti e soluzioni dedicate ovvero ambienti virtuale per supportare servizi o specifici workload dell’Industrial IoT.
