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Rete 5G: cos’è, come funziona, copertura e frequenze in Italia

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Articolo di Antonello Salerno, Internet4things

Smart city, smart agrifood, self driving vehicles: la rivoluzione digitale già iniziata in questi anni vedrà la sua consacrazione definitiva dal 2022 con l’avvento del nuovo standard mobile, che assicura connessioni superveloci, a bassa latenza e ad alta densità. Dai droni ai robot ai self driving tractors, fino alle applicazioni più tecnologicamente avanzate per le smart city.

Considerate separatamente, l’Internet of Things e il 5G sono due innovazioni – ognuna nel rispettivo campo di applicazione – potenzialmente rivoluzionarie: da una parte la connessione degli oggetti alla rete, punto di partenza per la smart home, la smart city, l’industria 4.0, e la realizzazione della digital transformation nei più diversi ambiti della nostra vita quotidiana. Dall’altra il nuovo standard per le connessioni mobili, che consentirà di raggiungere prestazioni mai ottenute finora.

La portata innovativa di queste due tecnologie, però, aumenta esponenzialmente se vengono considerate insieme, integrate in un’unico ecosistema che abiliterà nuovi servizi e nuove applicazioni, sia in ambito business sia verso gli utenti finali.

Con questo servizio vogliamo aprire una finestra sulla correlazione tra il 5G e l’Internet of Things, evidenziando proprio i settori e le applicazioni in cui un’integrazione tra le due tecnologie potrà dispiegare al meglio le proprie potenzialità.

Che cos’è la rete 5G
Il termine 5G sta per “quinta generazione” e definisce tecnologie di telefonia mobile e connessione a internet particolarmente veloci e potenti. Secondo la NGMN Alliance (associazione di operatori telefonici che si riuniscono per discutere soluzioni e futuro delle reti internet senza fili) una rete 5G (fifth generation) è una rete che viaggia a molte decine di megabit al secondo, 1 gigabit al secondo simultaneno per tutti i lavoratori in uno stesso piano d’ufficio, molte connessioni simultanee, ottima efficienza spettrale, migliore copertura rispetto alle reti attuali, migliore efficienza dei segnali, e latenza ridotta rispetto all’LTE.

Il 5G diventa in Italia e nel mondo fattore determinante e abilitante per molte delle moderne tecnologie quali IoT (Internet delle cose), blockchain, pagamenti digitali, agrifood, big data e intelligenza artificiale, che si basano appunto sullo scambio di dati nella rete internet.

L’avvento del 5G, atteso per il 2022, sarà un punto di svolta epocale, quello che consentirà il passaggio alla vera e propria “gigabit society” e che abiliterà la realizzazione delle smart city, delle diverse declinazioni di smart home e delle automobili e dei veicoli a guida autonoma, soltanto per fare qualche esempio. Questo perché consentirà connessioni mobili ad altissima velocità, e con tempi di latenza – quelli che trascorrono tra l’emissione e la ricezione di un comando – sensibilmente più bassi rispetto a quelli offerti dalle reti mobili disponibili al giorno d’oggi. Ogni dispositivo connesso in 5G potrà infatti contare su una velocità di 100 Megabit per secondo in download e di 50 megabit per secondo in upload, con una latenza massima di 4 millisecondi, contro i 20 dell’Lte, che potrebbe ulteriormente essere portata a 1 millisecondo.

Come funziona il 5G
Il 5G è la “fifth generation” degli standard per le connessioni da dispositivi mobili, per il quale le prime sperimentazioni sono già state avviate su scala globale da tutti i grandi player delle Tlc, tra telco, operatori di rete e service provider, spesso alleati per dare vita a servizi e applicazioni che sfruttino al massimo le potenzialità del nuovo standard, offrendo ai loro clienti una user experience semplificata insieme a prestazioni e servizi finora mai realizzati. Le opportunità commerciali abilitate da queste rivoluzione si preannunciano particolarmente “ghiotte” per gli operatori, che stanno ormai investendo in maniera importante per farsi trovare pronti all’appuntamento del 2022: secondo un recente studio realizzato da Ericsson il 5G e le sue applicazioni in campo industriale consentiranno agli operatori di telefonia, nel 2026, di accrescere i propri ricavi di una cifra compresa tra i 204 e i 619 miliardi di dollari, corrispondenti a una crescita compresa tra il +12% e il +36% rispetto agli 1,7 trilioni di dollari già stimati per quel periodo.

A partire per prime nella corsa al 5G sono state Stati Uniti e Asia, che oggi si contendono il primato di aree più avanzate nello sviluppo degli standard, dei servizi e dei casi d’uso, ma l’Europa sta tentando di recuperare terreno. Anche in Italia, che è stato il primo Paese Ue ad avviare i test anticipando l’action plan poi messo a punto e pubblicato da Bruxelles, le telco e gli operatori di rete hanno iniziato a mettere in piedi le prime sperimentazioni, grazie anche all’iniziativa del ministero per lo Sviluppo economico che ha messo a disposizione le frequenze per effettuare le sperimentazioni a Milano, Prato, l’Aquila, Bari e Matera.

L’importanza del 5G per aziende business e consumatori
I campi di applicazione destinati a essere rivoluzionati dal nuovo standard sono i più disparati, ma avranno un impatto importante sulla diffusione dell’internet of things nella vita quotidiana, per rispondere alle necessità delle imprese, dei privati e delle istituzioni. Dieci i settori che diversi studi indicano come quelli in cui il 5G sarà un impatto decisamente forte per il miglioramento dei servizi, sia dal punto di vista economico sia da quello sociale: energia e utilities, manufacturing, sicurezza pubblica, sanità, trasporto pubblico, media ed entertainment, automotive, servizi finanziari, retail e agricoltura.

Breve storia del 5G: da dove arriva e stato dell’arte
Come “quinta generazione” delle reti di connessione mobili il 5G arriva dopo l’1G, cioè la rete dei telefoni “tacs”, il 2G, o Gsm, il 3G (Umts) e il 4G (Lte).

Se da una parte è “ovvio” che la corsa al 5G coinvolga i grandi operatori di telefonia in tutto il mondo, dall’altra in questa prima fase pionieristica un ruolo centrale è giocato dai produttori di hardware, quindi i grandi player dei chipset, da chi dovrà effettivamente realizzare le nuove reti, si pensi a giganti del calibro di Cisco, Ericsson, Huawei o Zte, e da chi dovrà mettere a punto i servizi per sfruttare al meglio le nuove infrastrutture, quindi i service provider. Ognuno impegnato in importanti attività di ricerca e sviluppo, spesso anche congiunte, sfruttando al massimo le proprie caratteristiche e le proprie competenze.

Il 5G in Italia – L’asta per le frequenze
La procedura per l’assegnazione dei diritti d’uso delle frequenze bandita dal Ministero dello Sviluppo economico ed avviata il 13 settembre si è chiusa il 2 ottobre. Secondo quando rende noto il Mise, le procedure di gara hanno portato a una competizione vivace, conclusasi in 14 giornate di miglioramenti competitivi e con 171 tornate. L’introito raggiunto ha superato del 164% il valore delle offerte iniziali e del 130,5% la base d’asta. Complessivamente lo Stato incasserà dall’operazione 5G 6.550.422.258,00 euro, un valore superiore di oltre 4 miliardi rispetto all’introito minimo fissato nella Legge di Bilancio. Più precisamente, i lotti per la banda 700 MHz FDD hanno raggiunto la quota di 2.039.909.188,00 euro, quelli per la banda 3700 MHz ben 4.346.820.000,00 euro, mentre dalla banda 26 GHz sono arrivati 163.693.070,00 euro. Nessuna offerta è stata fatta per i lotti 700 MHz SDL, per la quale partirà dal 5 ottobre una nuova gara. La competizione, dunque, è stata particolarmente serrata per la banda da 3700 MHz: in questo segmento Telecom Italia si è aggiudicata il lotto specifico (C1) di 80 MHz per 1.694.000.000 euro, Vodafone Italia il lotto generico di 80 MHz per 1.685.000.000. I due blocchi piccoli, da 20 Mhz, sono invece andati a Wind 3 per 483.920.00 e a Iliad per 483.900.000.

Il 5G in Italia – Il quadro delle sperimentazioni
Il ministero del lo Sviluppo economico ha concesso il 22 settembre 2017 le autorizzazioni per l’assegnazione del diritto d’uso di 100 Mhz contigui nella porzione di spettro 3.6-3.8Ghz per la sperimentazione del 5G in 5 città, che durerà fino al 2020.

Vodafone Italia opererà a Milano
Wind Tre Open Fiber a Prato e L’Aquila
Tim–Fastweb–Huawei Technologies Italia a Bari e Matera.
Al di là dell’iniziativa del Mise, inoltre, sono in campo diverse iniziative su tutto il territorio nazionale per prepararsi all’avvento del nuovo standard, come ad esempio quella che a Genova coinvolge il Comune, la Regione Liguria, Liguria digitale, Ericsson e Tim, che hanno creato al great campus degli Erzelli il Digital Lab 5G, per realizzare in città la rete mobile di nuova generazione con un occhio di riguardo per le applicazioni IoT, i cui primi test dovrebbero svolgersi entro la fine dell’anno. Sempre Ericsson è impegnata a Roma con il Campidoglio e Fastweb nel progetto Roma 5G, mentre a Catania è nato, per iniziativa congiunta di Tim e Huawei, il business innovation center dedicato alle applicazioni innovative in campo Internet of Things, dove il 5G giocherà un ruolo da protagonista.

A Torino Tim, in collaborazione con Ericsson e con l’amministrazione comunale, ha acceso nei giorni scorsi la prima antenna a onde millimetriche in 5G, e ha presentato le prime applicazioni : tra le tecnologie messe in mostra per i cittadini ci sono un’auto di serie guidata da remoto, alcuni use cases di turismo virtuale in HD, soluzioni smart city per l’ottimizzazione dei servizi pubblici, esempi di robotica industriale e droni per il monitoraggio ambientale.

La prima rete commerciale è firmata Verizon
La prima rete 5G del mondo è attiva e disponibile da fine settembre per gli utenti finali. A realizzarla è Verizon, che servirà in una prima fase quattro città del Nord America: Houston, Los Angeles, Indianapolis e Sacramento. La prima connessione è stata attivata nella capitale del Texas, nell’abitazione di Clayton Harris, che è così il primo utente 5G al mondo. L’infrastruttura “Verizon 5G home” è stata realizzata sulla rete pre-standard proprietaria dell’operatore, e renderà possibile una connessione wi-fi superperformante all’interno di tutte le stanze dell’abitazione.

5G: il ruolo delle imprese e aziende
Una partita in cui giocano le loro carte giganti del calibro di Qualcomm, pronta ai primi lanci commerciali già nel 2019, e Intel, che nello stesso anno sarà in grado, grazie a un’alleanza con Dell Hp, Lenovo e Microsoft, di portare sul mercato i primi Pc che supportano il nuovo standard. Si annunciano poi novità importanti per le sperimentazioni legate ai grandi eventi sportivi: proprio Intel ha infatti annunciato nei mesi scorsi la propria collaborazione con la giapponese Ntt Docomo per portare il 5G e i servizi legati al nuovo standard alle olimpiadi in programma a Tokio nel 2020, dopo l’esperienza e i trial dei giochi invernali che si sono svolti quest’anno a PyongYang in Corea.

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