I sistemi microwave per il livello di trasporto della rete 5G possono rappresentare la tecnologia di mobile backhaul ideale per una rapida implementazione di nuove Ran mobili o aggiornamenti di rete laddove la fibra è difficile e costosa da installare. Lo scrive Dell’Oro Group in una nota di ricerca: le due tecnologie non si escludono, ma senza backhaul a microonde “la copertura completa 5G non può essere raggiunta”.
Il mobile backhaul (Mbh), ovvero lo strato di trasporto che collega la parte radio al core mobile, è uno dei componenti critici di una rete cellulare che garantisce che la connessione tra il dispositivo mobile e Internet sia affidabile. Le microwave, secondo Dell’Oro, rispondono alla duplice esigenza di dare ai clienti mobili copertura e esperienza d’uso ottimale, permettendo in definitiva alle telco di fornire un servizio di qualità e di aumentare le loro entrate.
Infatti, la società di ricerca prevede che nei prossimi cinque anni verranno acquistati 8 miliardi di dollari di sistemi a microonde Ptp (point-to-point) per il backhaul mobile 5G. Tra i segmenti tecnologici che comprendono il mercato della trasmissione a microonde, si prevede che i sistemi E-Band avranno la più alta crescita nei prossimi cinque anni, con un Cagr superiore al 20%.
La sfida del 5G: il backhaul
Quando gli operatori iniziano a implementare le reti 5G, si trovano tutti davanti alla stessa sfida: ottenere una copertura completa della popolazione nel più breve tempo possibile per garantire un’esperienza utente ottimale. Per ottenere la copertura, in termini sia di persone che di territori raggiunti, gli operatori devono distribuire il 5G in una moltitudine di ambienti: aree urbane, suburbane e rurali. In ciascuna di queste località, la più grande preoccupazione è mettere in atto il backhaul perché, senza una buona rete Mbh, l’esperienza dell’utente ne risente.
La fibra è teoricamente la migliore tecnologia Mbh, ma in realtà, l’uso di un sistema di fibre è limitato dalla disponibilità e dal costo della fibra. L’alternativa è utilizzare una tecnologia wireless per Mbh, come i sistemi di trasmissione a microonde point-to-point (Ptp) o point-to-multipoint (Ptmp), che non dipende da un cavo fisico e può essere installata in tempi misurabili in giorni e non in mesi. Quindi, ci sono e ci saranno sempre due scelte per il Mbh fibra e microonde.
Su base globale, l’uso dei sistemi in fibra supera i sistemi a microonde, ma in molte grandi regioni del mondo, tra cui Europa, America Latina e Asia Pacifico (esclusa la Cina) i sistemi a microonde sono utilizzati più spesso dei sistemi in fibra perché la fibra è troppo costosa da installare o impraticabile da usare. Pertanto, i sistemi a microonde sono necessari per gli operatori per ottenere una copertura completa 5G.
Microwave, il 5G traina la domanda
Le implementazioni del 5G sono iniziate nel 2018 e sono aumentate in modo significativo nel 2019. La maggior parte di questi primi roll-out si è verificato in paesi con reti in fibra ben sviluppate, come Cina, Giappone, Corea del Sud e Stati Uniti. Questi mercati hanno sfruttato la rete in fibra già esistente per il 4G e non hanno avuto bisogno, inizialmente, di sistemi di backhaul aggiuntivi; quando era necessario un nuovo sistema, spesso si sceglieva un sistema in fibra. Tuttavia, l’espansione della rete 5G in territori in cui la fibra è scarsa porta gli operatori mobili a rivolgersi ai sistemi a microonde per risparmiare tempo e denaro.
In regioni come l’Europa, l’America Latina e il Sud-est asiatico, prosegue la nota di Dell’Oro, la rete in fibra non è altrettanto diffusa e l’implementazione del 5G è ancora in una fase iniziale; qui gli operatori tendono ad affidarsi alla trasmissione a microonde per il mobile backhaul. Pertanto, mentre i sistemi a microonde non sono stati inizialmente utilizzati quando il 5G ha iniziato a essere lanciato nel 2018, la sua quota dovrebbe aumentare rapidamente a oltre il 35%.
La trasmissione a microonde, del resto, esiste da prima che arrivassero le fibre ottiche. La tecnologia si è evoluta nei decenni per soddisfare le esigenze di ogni nuova generazione mobile. Quando è emersa la tecnologia cellulare, la trasmissione a microonde è stata utilizzata per trasportare centinaia di circuiti vocali; quando è arrivato il 2G, è stato utilizzato per trasmettere kilobit di traffico vocale e, con il 4G, centinaia di megabit di dati. Durante questo periodo, le reti si sono spostate dal trasportare molto traffico vocale verso la trasmissione di una quantità crescente di dati e le apparecchiature a microonde si sono evolute di conseguenza.
I vantaggi dei nuovi sistemi microwave e la banda E
La più recente apparecchiatura di trasmissione a microonde progettata per soddisfare i requisiti del backhaul 5G ha tutte le funzionalità più recenti, tra cui il packet switching, la carrier aggregation e il software-defined networking. Queste tecnologie aumentano la capacità di collegamento, migliorano le prestazioni e riducono i costi operativi. Dell’Oro stima che più di un terzo di tutti i siti cellulari 5G avranno bisogno di un sistema a microonde Ptp per il backhaul nei prossimi cinque anni. Inoltre, sebbene non sia una nuova tecnologia, il 5G sta guidando l’uso dello spettro E-Band (70 e 80 GHz).
L’interesse per la banda E ha continuato a crescere con il 5G per via degli specifici requisiti sui collegamenti di backhaul e le latenze. Di recente sono stati rilasciati nuovi sistemi E-Band che potrebbero trasmettere fino a 20 Gbps in una singola scatola attraverso spazi urbani e suburbani che si estendono per più chilometri. In questi nuovi prodotti, anche i prezzi sono diminuiti grazie all’uso di chipset meno costosi. Oggi, il premio di prezzo medio per un sistema E-Band che può trasmettere 10 volte più larghezza di banda rispetto a un sistema a microonde che opera a una frequenza standard inferiore a 40 GHz è solo del 60%. Dell’Oro Group stima che circa l’80% delle nuove radio E-Band vengano acquistate per l’uso in applicazioni Mbh.
Un altro vantaggio dell’utilizzo di E-Band è che queste frequenze nella gamma 70 e 80 GHz sono license-free o con licenze light in un certo numero di paesi, riducendo i costi di licenza dello spettro rispetto a quelli richiesti per le frequenze a microonde standard.
Il problema più grande con l’utilizzo dello spettro E-Band per le microonde Ptp è l’elevata quantità di degrado del segnale causato da pioggia, vento e calore. Tuttavia, i produttori hanno affrontato questi problemi, per esempio introducendo sistemi multi-band che combinano una radio tradizionale con una radio E-Band su un unico collegamento, oppure aumentando la potenza radio E-Band
Verso il 6G
Sulla tabella di marcia per affrontare la crescente domanda di capacità più elevate e le esigenze del 6G, è in corso lo sviluppo di sistemi a microonde che utilizzano un nuovo spettro. Il nuovo spettro include la banda W (da 92 a 114,5 GHz) e la banda D (da 141 a 174,8 GHz). I collegamenti che utilizzano entrambe le bande dovrebbero essere pronti quando il 6G verrà lanciato.
