Tipi di 5G: qual è il più adatto alla tua organizzazione?

La tecnologia 5G non è una soluzione valida per tutti in grado di consentire la trasformazione digitale con il semplice tocco di un pulsante. Esistono tre tipi di 5G, ognuno con i propri casi d'uso e funzionalità specifiche, che i leader aziendali devono comprendere.

Il wireless 5G è suddiviso in tre tipi, banda bassa, media e alta, che prendono il nome dallo spettro di frequenze radio che supportano.

• Il 5G a banda bassa trasmette dati su frequenze comprese tra 600 e 900 MHz
• Il 5G a banda media trasmette tra 1 e 6 GHz
• Il 5G a banda alta trasmette da 24 a 47 GHz

Tutti i principali operatori nordamericani, tra cui AT&T, Verizon e Google (e la maggior parte degli operatori nel mondo) offrono tutte e tre le bande. Prima di addentrarci nelle funzionalità di ciascuna banda, diamo un'occhiata più da vicino alla tecnologia 5G in sé, a come funziona e al motivo per cui le aziende di tutto il mondo sono interessate al suo potenziale.

Il 5G, o tecnologia mobile di quinta generazione, è una nuova specifica per le reti wireless sviluppata nel 2018 dal 3rd Generation Partnership Project (3DPP) per guidare lo sviluppo di dispositivi, inclusi smartphone, PC, tablet e altro, progettati per funzionare su reti 5G.

Analogamente ai precedenti standard della tecnologia wireless, quali 3G, 4G e 4G LTE, il 5G invia e riceve dati tramite onde radio. Tuttavia, grazie ai miglioramenti nella latenza e nella larghezza di banda, le reti 5G sono in grado di raggiungere velocità di upload e download molto più elevate. La velocità di download di alcune reti 5G può raggiungere anche i 10 gigabit al secondo (Gbps), rendendole ideali per nuove tecnologie come l'intelligenza artificiale (AI), il machine learning (ML) e l'Internet of Things (IoT).

Con l'aumento dei casi d'uso del 5G, aumenta anche la domanda di reti in grado di supportare i dispositivi che lo utilizzano. Solo in Nord America, più di 200 milioni di case hanno attualmente accesso alla velocità di connessione 5G (link esterno a ibm.com) e quel numero dovrebbe raddoppiare entro i prossimi quattro anni.

Come altri tipi di reti wireless, la tecnologia 5G opera su un'area geografica di copertura suddivisa in "celle". All'interno di ogni cella, un dispositivo come un telefono 5G, un PC o un sensore IoT può connettersi a Internet tramite onde radio. Questo stesso metodo per stabilire le connessioni è stato utilizzato nelle precedenti generazioni di reti wireless, ma con il 5G i miglioramenti tecnologici hanno consentito velocità molto più elevate.

Nuovo standard RAT

Lo standard 5G New Radio (NR) per le reti cellulari stabilito da 3DPP nel 2018 definisce la nuova generazione di specifiche della tecnologia di accesso radio (RAT) per tutte le reti mobili 5G. Fondamentalmente, il nuovo RAT rilasciato nel 2018 apre lo spettro 5G oltre i 6 GHz, bande di frequenza che in precedenza non erano utilizzate dai dispositivi cellulari.

Network slicing

Un altro sviluppo chiave del lancio del 5G nel 2018 è stata l'aggiunta del network slicing. Il 5G offre ai fornitori di servizi di telecomunicazione la possibilità di implementare reti virtuali indipendenti oltre alle reti pubbliche che utilizzano la stessa infrastruttura 5G. Questa funzione, unica per il 5G, offre agli utenti maggiori funzionalità quando lavorano da remoto, pur consentendo un elevato livello di sicurezza.

Reti private

Le aziende abilitate al 5G possono creare reti completamente private con funzioni di personalizzazione e sicurezza che consentono un maggiore controllo e mobilità per i propri dipendenti in un'ampia gamma di casi d'uso.

Il 5G è stato elogiato per il suo potenziale di trasformazione in diversi settori, in gran parte grazie alle frequenze più elevate che utilizza e alle sue nuove funzionalità per il trasferimento rapido e sicuro di grandi volumi di dati. Da quando la tecnologia a banda larga è stata lanciata per la prima volta nei primi anni 2000, la quantità di dati generati dai dispositivi wireless è aumentata in modo esponenziale. Oggi, tecnologie all'avanguardia come AI e ML richiedono troppi dati per funzionare su reti più vecchie. I dispositivi 5G, invece, sono perfettamente adatti per applicazioni con requisiti di dati elevati. Ecco alcune differenze chiave tra il 5G e i suoi predecessori.

• Impronta fisica più piccola: i trasmettitori 5G sono più piccoli di quelli utilizzati nelle reti 3G, 4G e 4G LTE, e le piccole celle in cui sono suddivise le aree di copertura richiedono meno energia.
• Tassi di errore migliorati: l'implementazione del 5G si basa su Modulation and Coding Scheme (MCS) adattivo, uno schema per la trasmissione di dati molto più potente degli schemi utilizzati nelle reti 3G e 4G. Di conseguenza, i Block Error Rate (BER) del 5G, ovvero la frequenza degli errori sulle sue reti, sono molto più bassi.
• Larghezza di banda migliore: utilizzando una gamma di frequenze radio più ampia rispetto alle generazioni precedenti di reti, il 5G può supportare più dispositivi sulle sue reti contemporaneamente.
• Basse latenze: la minore latenza del 5G, una misura del tempo impiegato dai dati per spostarsi tra i dispositivi della rete, rende attività come giocare ai videogiochi, scaricare un file o lavorare nel cloud molto più veloci rispetto ad altri tipi di reti wireless.

Ecco uno sguardo più approfondito ai tre tipi di reti 5G e ai motivi per cui le aziende dovrebbero prenderle in considerazione.

5G a banda bassa

Il 5G a banda bassa opera su frequenze comprese tra 600 e 900 MHz, molto vicine alle frequenze delle emittenti televisive e radiofoniche. Sebbene non siano affatto "fulminee", queste frequenze sono comunque notevolmente più veloci delle velocità 4G, fino a 10 volte in alcuni casi, e sono in grado di percorrere lunghe distanze e coprire vaste aree. Per gli utenti disposti a sacrificare la velocità per la copertura, il 5G a banda bassa è un'ottima opzione.

5G a banda media

Sebbene sia più veloce della banda bassa, il 5G a banda media non è ancora in grado di raggiungere le velocità richieste da applicazioni all'avanguardia come AI, ML e IoT. Il 5G a banda media opera su frequenze comprese tra 1 e 6 GHz, il che gli conferisce una maggiore capacità di spostare volumi di dati maggiori, ma non su una vasta area. Un aspetto importante da considerare per le aziende che desiderano utilizzare le reti 5G a banda media è il fatto che edifici e altre strutture solide possono interferire con la connettività, soprattutto all'estremità superiore della larghezza di banda.

5G a banda alta

Il 5G a banda alta non può viaggiare molto lontano ma è in grado di offrire le velocità fulminee richieste dalle applicazioni più entusiasmanti del 5G. Il 5G a banda alta definisce lo standard di riferimento per molte tecnologie trasformative, come i veicoli autonomi, la robotica e le città più intelligenti. Gran parte di questa decantata velocità e prestazioni è dovuta alla tecnologia delle onde millimetriche (mmWave) del 5G, un particolare spettro compreso tra 30 e 300 GHz.

• Onde millimetriche (wwWave): i casi d'uso delle onde millimetriche sono leggermente diversi rispetto ad altri tipi di reti 5G e includono data center, video streaming e realtà aumentata/virtuale (AR/VR) che richiedono velocità e prestazioni più elevate di quelle che possono offrire le reti 5G a banda bassa e a banda media. Sebbene il 5G a onde millimetriche sia superiore ad altri tipi di 5G in termini di velocità e prestazioni, soffre delle stesse limitazioni quando si tratta di interruzioni della linea visiva. Ad esempio, gli edifici, il fogliame denso e persino le forti piogge possono ostacolare le connessioni 5G a onde millimetriche.
• Condivisione dinamica dello spettro (DSS): per far fronte ad alcuni dei problemi di linea visiva delle frequenze 5G di banda più alta, alcuni operatori utilizzano il 5G sulle stesse frequenze tipicamente utilizzate con telefoni cellulari e dispositivi 4G. La condivisione dinamica dello spettro, o tecnologia DSS come è nota, consente alle organizzazioni di raggiungere velocità 5G senza sostituire l'infrastruttura esistente.

Oltre alla sua velocità, la tecnologia 5G è più sicura e affidabile rispetto alle precedenti generazioni di reti wireless, consentendo nuove funzionalità e benefici che le aziende di ogni tipo dovrebbero considerare.

• Ultra-Reliable Low-Latency Communications: Ultra-Reliable Low-Latency Communications, o URLLC, è una nuova funzionalità di comunicazione progettata specificamente per supportare i requisiti di latenza e affidabilità dell'IoT e di altre applicazioni ad alta domanda che funzionano sulle reti 5G. Con URLLC, le velocità di comunicazione sono istantanee, indipendentemente da dove si trovino fisicamente le due parti. URLLC consente attività di ampia portata come l'automazione e il funzionamento remoto del veicolo fino al gioco con visori AR/VR.
• Enhanced Mobile Broadband: Enhanced Mobile Broadband, o tecnologia eMBB, è un nuovo standard per i servizi 5G che migliora la larghezza di banda e riduce la latenza rispetto al 4G. Sviluppate da 3GPP come parte del suo standard 5G NR, le linee guida eMBB servono ad aumentare la velocità di trasmissione dei dati, la larghezza di banda e il throughput sulle reti 5G, migliorando un'ampia gamma di servizi multimediali. Le applicazioni coperte dallo standard eMBB includono il video streaming, i giochi e le operazioni AR/VR.
• Massive Machine Type Communications: Massive Machine Type Communications, o mMTC, è un altro standard che il 3GPP ha implementato come parte delle sue linee guida 5G NR per occuparsi specificamente di servizi e applicazioni che utilizzano la tecnologia IoT. mMTC copre in genere un'architettura di rete progettata per comunicazioni ad alta velocità e bassa latenza tra un gran numero di dispositivi IoT e/o macchine su una singola rete. Esempi di mMTC includono reti di trasporto intelligenti, fabbriche intelligenti e reti energetiche intelligenti.

Grazie ai suoi requisiti di velocità, latenza e affidabilità, il 5G sta rapidamente diventando una delle tecnologie abilitanti più chiacchierate oggi disponibili. Dalle auto senza conducente alle reti energetiche intelligenti alle sale operatorie remote, ecco alcuni degli sviluppi più interessanti che il 5G sta rendendo possibili:

• Veicoli autonomi: dai taxi e droni agli aerei senza pilota, il 5G è alla base di alcuni dei design più avanzati di veicoli autonomi. Fino al 5G, le auto senza conducente erano un po' un sogno irrealizzabile, a causa dei requisiti di dati che i precedenti standard di rete wireless non potevano soddisfare. Oggi, le velocità di connessione del 5G stanno consentendo progressi nel funzionamento a distanza o a guida autonoma di automobili, treni, aerei e altro ancora.
• Fabbriche intelligenti: il 5G, insieme alla tecnologia AI, ML e IoT, sta rendendo le fabbriche più sicure, più intelligenti e più efficienti grazie a innovazioni in tutto, dal risparmio di carburante e dalla riparazione dell'attrezzatura alle telecamere azionate da remoto che aiutano a prevenire i furti e rendere più sicuri i posti di lavoro. Ad esempio, in un magazzino molto attivo, i droni e le telecamere connesse tramite IoT che operano su una rete 5G possono aiutare a localizzare e trasportare le merci in modo più rapido ed efficiente rispetto ai dipendenti umani e con un'impronta di carbonio inferiore.
• Città intelligenti: gli ambienti urbani iperconnessi stanno iniziando a fare affidamento sulla rete 5G per stimolare l'innovazione in settori come l'applicazione della legge, lo smaltimento dei rifiuti e la mitigazione dei disastri. Alcune città utilizzano sensori abilitati al 5G per tracciare i modelli di traffico in tempo reale e regolare i segnali per modificare il flusso, ridurre al minimo la congestione e migliorare la qualità dell'aria. Inoltre, le reti elettriche 5G monitorano la domanda e l'offerta in aree densamente popolate e utilizzano applicazioni di AI e ML per "scoprire" a che ora l'energia è alta o bassa.
• Assistenza sanitaria intelligente: il settore sanitario è stato uno dei maggiori e primi beneficiari delle velocità di connessione 5G. Un esempio è l'area della chirurgia a distanza che utilizza la robotica e un live streaming ad alta definizione connesso a Internet tramite una rete 5G. Un'altra è la sanità mobile, in cui il 5G consente agli operatori sanitari sul campo di accedere in modo rapido e sicuro alle cartelle cliniche dei pazienti, consentendo decisioni più rapide e informate con il potenziale di salvare vite umane. Infine, durante la pandemia, il tracciamento dei contatti abilitato al 5G e la mappatura dei focolai hanno svolto un ruolo importante nel mantenere le persone al sicuro.
• Edge computing: l'edge computing, un framework informatico che consente di eseguire calcoli più vicini alle fonti di dati, sta rapidamente diventando lo standard per le aziende che considerano il trattamento dei dati una delle loro competenze principali. Secondo questo white paper di Gartner (link esterno a ibm.com), entro il 2025 il 75% dei dati aziendali verrà elaborato all'edge (rispetto al solo 10% di oggi). Questo passaggio, alimentato dalla connettività e dalla velocità del 5G, fa risparmiare tempo e denaro alle aziende e consente un migliore controllo su grandi volumi di dati.

Prima che le aziende possano utilizzare al meglio il 5G, hanno bisogno di una piattaforma costruita per questo. IBM Cloud Satellite consente a qualsiasi tipo di business di distribuire ed eseguire le app in modo coerente in ambienti on-premise, di edge computing e cloud pubblico su una rete 5G. E tutto questo è reso possibile da comunicazioni sicure e verificabili all'interno di IBM Cloud.