Le caratteristiche distintive del 5G

Il 5G non è una semplice evoluzione delle generazioni precedenti ma rappresenta una discontinuità netta dal punto di vista tecnologico, che si tradurrà in cambiamenti applicativi rilevanti. Si è abituati a percepire come unico indicatore di prestazione caratteristico del mondo delle reti radiomobili quello della velocità, invece per la prima volta il 5G non corrisponde soltanto ad elevate velocità di trasmissione dei dati: se si prende in considerazione la figura maggiormente conosciuta ed esaminata relativa al 5G, ossia il triangolo del 5G definito dall’ITU (International Telecommunications Union), è possibile individuare tre direzioni in cui si muove il 5G e che rappresentano le sue caratteristiche fondamentali.

Nell’apice della figura risiede il concetto di Enhanced mobile broadband(eMBB), che rappresenta un’espansione del servizio rispetto alla precedente generazione e che va in direzione di una maggiore velocità. Questo permette il trasporto di una maggiore mole di dati in un tempo minore, abilitando una serie di servizi nuovi o un miglioramento degli esistenti. Ma è nelle altre due direzioni che è possibile riscontrare le caratteristiche uniche del 5G rispetto alle reti attuali:  la bassa latenza e il Massive IoT. La prima, indicata come Ultra-Reliable Low-Latency (URLLC), definisce la capacità di riduzione dei tempi di trasmissione del messaggio che viene inviato in rete, elaborato in un server e rinviato, attivando in questo modo numerose applicazioni innovative la cui ragione d’essere è proprio la latenza. Si tratta, in particolare, di applicazioni mission critical che necessitano di una bassa latenza in quanto gestiscono controlli stringenti in termini di tempistica dei sistemi e, per questo motivo, anche l’affidabilità della rete assume la sua importanza. Il terzo vertice è quello della connettività massiva o Massive IoT, che richiama da un lato la densità di dispositivi connettibili e dall’altro i bassi consumi energetici, nel tentativo di sfruttare tempestivamente le risorse in funzione delle esigenze contingenti e anche di risparmiare a livello energetico. Rientrano in questo ambito, ad esempio, tutte quelle applicazioni afferenti a contesti quali le smart city per cui si assisterà ad un crescente incremento di dispositivi connessi.

Tale miglioramento dei parametri di prestazione in varie direzioni permette la creazione di nuove applicazioni non identificabili se ci si fosse limitati ad incrementare la velocità. Così, il sistema 5G riesce a gestire la coesistenza di prestazioni maggiori rispetto alle precedenti generazioni e anche in direzioni non necessariamente compatibili tra loro: infatti, se ci si preoccupa del numero di oggetti connessi e del consumo energetico, non si massimizza certamente la velocità né, allo stesso modo, se si massimizza la velocità si riuscirà a ottimizzare la latenza.

Un altro elemento chiave del 5G è la virtualizzazione, presente da diversi anni nel mondo del cloud ma solo di recente in quello delle reti. Proprio con il 5G essa trova piena attuazione, permettendo alla rete di essere “suddivisa” con la creazione di più reti virtuali di caratteristiche diverse e che sono costruite a seconda del servizio da offrire, servendosi della rete 5G con le giuste risorse allocate. Tale personalizzazione si ottiene attraverso una gestione più fine dei parametri di qualità del servizio e, soprattutto, mediante la capacità di gestire diversi servizi e funzioni di rete associabili alle varie fette di rete in modo da garantire un determinato livello di supporto alle applicazioni a seconda delle richieste che la rete fa all’applicazione.

Questo moltiplica le possibilità, per coloro che si affacciano al 5G, di costruirci sopra applicazioni che sono spesso nuove, ed offre altresì a nuovi attori l’opportunità d’ingresso in questo mercato ed anche di giocarci un ruolo importante, focalizzandosi in particolare sui settori digitali più verticali, in cui la rete deve avere caratteristiche specifiche.

Quello dell’Edge Computing costituisce un altro aspetto critico della trasformazione del 5G, essendo sempre stato al di fuori della rete. Con il 5G si riesce a spostare la capacità di calcolo del cloud computing ai margini della rete, restando comunque all’interno della rete stessa.

Questo significa spostamenti di capacità di calcolo in prossimità dei sensori e quindi una riduzione dei tempi necessari per inviare le informazioni raccolte da questi ultimi, elaborarle presso il data center centrale e ottenere una risposta. Si comprende allora che, in mancanza di un ciclo di richiesta e risposta di queste informazioni di facile chiusura, diventa difficile concepire alcune tipologie di applicazioni per le quali anche una differenza del millisecondo comporta un ritardo tale da creare problematiche di rilievo. Si modifica così anche l’aspetto della rete, che non è più il classico tubo di bit trasportati più o meno velocemente, ma diventa una piattaforma in cui far girare applicazioni e servizi sviluppati ad hoc secondo le caratteristiche della specifica rete.

Un’ultima menzione, infine, va fatta sulle tempistiche di realizzazione del 5G: ad oggi non tutte le funzionalità del 5G sono già disponibili, bensì giungeranno progressivamente man mano che la rete verrà implementata. Dopo il rilascio dei servizi 5G della “fase 1” (Release 15), approvata nel 2019, e quello dei servizi 5G di “fase 2” (Release 16), approvata nel 2020, nel 2022 è stata approvata anche la terza fase (Release 17) che porterà diverse novità, a partire dalla versione New Radio Light dell’interfaccia radio che favorirà l’ingresso del mondo IoT a banda stretta nel mondo 5G con uno standard radio completamente nuovo. In aggiunta a questo, è previsto un iniziale supporto delle Time Sensitive Communications che necessitano di una bassa latenza e di alti livelli di sincronizzazione, un posizionamento del mondo veicolare a più alta precisione e, infine, un miglioramento dello slicing.

L’ultima Release prevista per gli inizi del 2024, sarà invece la 18 (5G Advanced), la quale apporterà sia un miglioramento che un’espansione della tecnologia in modo da spostare ulteriormente la soglia delle prestazioni raggiungibili.