Lo sviluppo del 5G, la tecnologia mobile di nuova generazione, si sta muovendo su binari decisamente diversi rispetto a come si è snodato lo sviluppo delle precedenti tecnologie. Le precedenti generazioni mobile sono state caratterizzate da una tecnologia core (qualche volta da due o più tecnologie core) e sono state disegnate per soddisfare le esigenze di un numero abbastanza limitato di applicazioni voce e dati mobili. Al contrario, il 5G viene sviluppato per rispondere a molteplici casi d’uso.
La maggior parte delle definizioni di 5G parte dall’assunto che questa tecnologia offrirà in qualche modo una combinazione di (1) alta velocità, (2) bassa latenza, (3) capacità di usare frequenze alte (nettamente sopra i 6 GHz) e (4) capacità di supportare un elevatissimo numero di utenti (alcuni dei quali saranno macchine e non esseri umani) e di applicazioni. Alcune applicazioni richiedono grande ampiezza banda e bassa latenza; al contrario, molte applicazioni machine-to-machine non hanno bisogno di molta banda, ma devono poter supportare un alto numero di device.
I mezzi tecnici per l’implementazione di questa vasta gamma di capabilities è ancora in larga misura un “work in progress”.
Aspettative, realtà, compromessi
I requisiti funzionali del 5G sono connessi tra loro ma non sempre vanno d’accordo. Per fornire velocità maggiori, occorre ampiezza di banda che non è dispinibile nelle frequenze sotto i 6 GHz; tuttavia, l’uso di frequenze superiori implica che il segnale si attenua a ritmi più rapidi – di qui le limitazioni nella distanza che può essere coperta da una stazione radio. Questo a suo volta implica la necessità di più celle (e fa quindi salire i costi). Uno studio ha calcolato che il costo (CAPEX) della copertura a 3500 MHz è di circa 6,7 volte più alto del costo della copertura a 700 MHz (vedi figura 1).
Se questo sarà un problema dipende dai casi d’uso che l’operatore di rete vuole sfruttare. Non tutti i casi d’uso o modelli di business richiedono copertura su scala nazionale. Anzi, se ciò che cerchiamo è capacità piuttosto che copertura, la rapida attenuazione del segnale alle alte frequenze può essere cosiderata un fattore positivo perché permette un maggior ri-uso dello stesso spettro radio sulle stesse frequenze in una data area geografica. Per le aree in cui la domanda di banda è molto alta (per esempio, aree urbane dense), un fitto impiego di small cells 5G sarebbe una soluzione appropriata.
L’opportunità offerta dal 5G: un mix di frequenze e tecnologie
La reale opportunità che il 5G offre è la capacità di personalizzare gli impieghi per soddisfare diverse esigenze. Se l’operatore ha bisogno di ampia copertura potrebbe usare un insieme di installazioni ampiamente distribuite su territorio e sotto 1 GHz per le aree rurali, accanto a installazioni ad alta densità di small cells su frequenze più alte per le aree urbane densamente popolate. Questo tipo di appoccio “ibrido” potrebbe diventare molto più comune col 5G che con le attuali tecnologie mobili.
La roadmap dell’RSPG (Radio Spectrum Policy Group) va letta alla luce di queste considerazioni. Le raccomandazioni chiave sono: (1) la banda dei 3400-3800 MHz sia la principale per avviare l’uso del 5G in Europa prima del 2020; (2) il 5G avrà bisogno anche delle bande mobili esistenti, inclusi i 700 MHz, per consentire una copertura 5G su scala nazionale e anche a livello indoor; (3) sono necessarie altre frequenze sopra i 6 GHz.
Alcuni sostengono che la Network Virtual Functionalisation (NFV) (implementata usando il Software Defined Networking (SDN) e protocolli OpenFlow) possa rappresentare la chiave di volta per fornire la necessaria configurabilità dinamica.
E’ anche possibile che il 5G co-esisterà per un lungo periodo con le tecnologie precedenti (LTE, 2G, in misura minore col 3G), non solo per supportare attrezzature legacy ma anche per via di alcuni gap nelle capacità del 5G.
Aspettative a confronto con la realtà
Ogni precedente generazione mobile ha promesso di essere migliore, più veloce, meno costosa. Nella fase iniziale della progettazione, tutto è possibile. Ma prima o poi occorre confrontarsi con le severe leggi della fisica, dell’ingegneria e dell’economia. In realtà, ogni generazione è stata migliore, più veloce, meno costosa della precedente, ma non quanto si sperava all’inizio.
In questo senso, il 5G non è diverso dalle generazioni precedenti ma il divario fra ciò che si spera di ottenere e la realtà è ancora più grande, specialmente quando ci si confronta con la policy. Ogni possibile strategia politica o regolatoria viene sbandierata come necessaria al successo del 5G, a tal punto che sono state definite necessarie policy completamente opposte. Siccome nessuno può affermare con certezza oggi come sarà il 5G, nessuno può nemmeno confutare queste posizioni.
5G e le realtà di business
Generazioni tecnologiche successive – ISDN, protocolli Open Systems Interconnection (OSI), ATM, NGN IMS – sono state presentate come capaci di fornire una singola vista di tutte le reti e di poter abilitare tutti i servizi. Purtroppo, nessuna tecnologia ci ha ancora consegnato la perfezione.
Ecco dunque che cosa la storia ci insegna finora:
Il grado iniziale di sostegno di aziende o governi nei confronti di una tecnologia o standard non determina in modo assoluto il grado in cui tale tecnologia sarà accettata dal mercato. I protocolli IP all’inizio hanno avuto scarso sostegno da parte corporate o governativa, mentre i protocolli OSI sono stati universalmente acclamati. Ora sappiamo chi ha vinto. Quello che una tecnologia è capace di fare non determina in modo assoluto come sarà usata. La catena del valore delle comunicazioni elettroniche è costituita da molte aziende tra loro in competizione…e questa è una cosa buona! Gli impieghi concreti saranno decisi dalle necessità di business: la tecnologia è un enabler, ma da sola non è decisiva. Allo stesso modo le previsioni distopiche vanno prese cum grano salis. Le affermazioni secondo cui non sarebbe possibile supportare più di un impiego 5G per paese Ue si basano sull’assunto che occorra un numero elevatissimo di celle. Ma con una progettazione ibrida, questo esito potrebbe non essere affatto scontato, spiecialmente se si calcola che è possibile prevedere che i concorrenti condividano stazioni radio, antenne, forse anche strutture di back-haul.
Sfide alle implementazioni 5G
Ci sono molti fattori che potrebbero ritardare o impedire l’implementazione del 5G, anche se le condizioni di business sono favorevoli e le difficoltà tecniche sono risolte. Per esempio:
Possible incapacità della tecnologia di convergere verso un unico standard interoperabile.
Ritardi nell’assegnazione o nel re-farming delle necessarie risorse di spettro (per esempio nelle bande dei 700 MHz o 3400-3800 MHz). Difficoltà nel distribuire le stazioni radio e nel dotarle di backhaul basato su fibra, specialmente laddove sono necessari grandi numeri per soddisfare aree dense. Questo rischio è aggravato dai ritardi nella trasposizione e implementazione della Cost Reduction Directive (diversi Stati membro dell’Ue rischiano procedure di infrazione).
Conclusioni
Non dobbiamo credere a tutto quello che si dice oggi del 5G: molte affermazioni potrebbero essere esagerate. Resta un dato di fatto: possiamo aspettarci importanti benefici.
