Il 5G è la generazione delle reti mobili, che promette di rivoluzionare il modo in cui ci connettiamo e interagiamo con il mondo che ci circonda. Con velocità di trasferimento dati fino a 20 volte superiori rispetto al 4G, il 5G ha il potenziale per trasformare i settori produttivi, dall’industria manifatturiera alla sanità. In questo articolo, esamineremo le tecnologie 5G e le loro potenziali applicazioni nel business-to-business.

I miglioramenti introdotti dal 5G rispetto il 4G

L’evoluzione del 5G si traduce in notevoli miglioramenti delle prestazioni rispetto alle generazioni precedenti, con particolare riguardo ai sistemi di trasmissione, alle antenne, alle infrastrutture di rete e di calcolo, nonché ai metodi di elaborazione e codifica dell’informazione.

Si tratta di una tecnologia che permette una trasmissione dati massima di almeno 10 Gb/s per la comunicazione in mobilità elevata (come auto e treni) e di 20 Gb/s per la comunicazione in condizioni di mobilità ridotta (utenti stazionari). Questo sistema ha superato il suo predecessore 4G LTE anche per quanto riguarda la latenza del segnale, il parametro che indica l’intervallo di tempo tra l’invio dell’input e la disponibilità dell’output. Nel caso del 5G, adottando una forma di codifica dati denominata OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) la latenza non supera i 4 millisecondi (ms), un valore cinque volte inferiore rispetto al 4G, che ha una latenza di circa 20 ms.

Riguardo la propagazione del segnale a radiofrequenza, la rete 5G impiega la tecnica del beamforming, ovvero l’elaboratore della stazione base calcola costantemente il percorso ottimale per le onde radio al fine di raggiungere ciascun dispositivo wireless, impostando simultaneamente più elementi radianti in una matrice dinamica e generando in tal modo fasci di onde millimetriche in grado di raggiungere fino a un milione di dispositivi per chilometro quadrato.

La propagazione delle onde elettromagnetiche nel 5G

La trasmissione radio 5G si compone di tre sottofrequenze: “onde millimetriche”, banda media e banda bassa. L’onda millimetrica del 5G offre la trasmissione dati più veloce e spesso raggiunge velocità effettive inferiori a 1-2 Gb/s, le sue frequenze comprese tra 24 e 72 GHz, hanno una portata limitata e richiedono più celle rispetto al 4G.

Tali trasmissioni, data l’alta frequenza di trasmissione, hanno difficoltà a penetrare muri e finestre, causando una copertura limitata all’interno degli edifici.

Banda media

Composta da frequenze comprese tra 1 GHz e 6 GHz offre una portata migliore unitamente al vantaggio di riuscire ad attraversare abbastanza agevolmente muri e ostacoli, subendo molte meno interferenze rispetto alle onde millimetriche.

Banda bassa

Ha un intervallo di frequenza sotto 1 GHz (vecchie frequenze del digitale terrestre di prima generazione) utile ai dispositivi che richiedono poca velocità di trasmissione per funzionare, ma necessitano di una connessione stabile. Molti dispositivi per smart home, dalle lampadine intelligenti ai timer connessi, che si trovano dentro le mura di casa potrebbero utilizzare questa banda di frequenza per funzionare, specie nel caso in cui non sia disponibile una connessione Wi-Fi.

Banda larga mobile potenziata

Le Enhanced Mobile Broadband eMBB, trovano impiego in sostituzione delle reti 4G utilizzate nella vita di tutti i giorni, con connessioni più veloci e di maggiore portata.

Comunicazioni a bassa latenza

Le Ultra-Reliable and Low Latency Communications URLLC, sono connessioni ultra affidabili per applicazioni definite “mission-critical” ossia per applicazioni di criticità elevata, che richiedono uno scambio di dati solido e senza interruzioni.

Massive Machine-Type Communications (mMTC)

Utilizzate per permettere la connessione a un gran numero di dispositivi, si parla di circa 50 miliardi di dispositivi IdC connessi (intendendo con IdC oggetti connessi a Internet).

L’impiego di tale tecnologia di quinta generazione è stata definita dall’International Telecommunication Union-Radiocommunication Sector (ITU-R)[1] che ha individuato tre usi principali: la banda larga mobile potenziata (eMBB), le comunicazioni ultra affidabili a bassa latenza (URLLC) e le Massive Machine Type Communication (mMTC).

La vera rivoluzione del 5G

L’evoluzione introdotta dal 5G per il business-to-business (B2B) nell’era della connettività globale e della digitalizzazione è molto più di una semplice progresso tecnologico delle reti wireless. La tecnologia 5G avrà un impatto su ogni settore produttivo.

Uno studio di “CB Insights”[2] identifica 26 settori per i quali la quinta generazione di telecomunicazioni mobili avrà un impatto significativo: Dal settore manifatturiero al settore petrolifero e gas, dall’agricoltura intelligente alla vendita al dettaglio, fino al settore edilizio e immobiliare, per citarne solo alcuni. Inoltre, lo studio sottolinea come l’integrazione del 5G con tecnologie innovative come la robotica, l’intelligenza artificiale e la blockchain stia per provocare una trasformazione radicale. Ciò creerà opportunità sia per le aziende telco che per le imprese di altri settori e per gli utenti finali.

Il 5G è importante per molti settori perché è in grado di sostenere la diffusione su vasta scala dei dispositivi connessi, anche noti come Internet of Things o IoT. È importante considerare che, secondo le stime di IoT Analytics, il numero di dispositivi IoT in grado di utilizzare il 5G per trasmettere grandi quantità di dati in tempo reale dovrebbe crescere da 11 miliardi nel 2020 a 27 miliardi nel 2025, superando così tre dispositivi per ogni persona sulla Terra.

Il valore dell’IoT in termini di contributo alla crescita dei profitti è ora inferiore a quello dell’efficienza operativa. La realtà virtuale (VR), la realtà aumentata (AR) e il lavoro remoto sono i casi d’uso che prevedono l’integrazione 5G-IoT, diventando i principali focus per le applicazioni. Nonostante ciò, ci sono sempre più ostacoli all’attuazione. I più notevoli di questi sono la difficoltà di stabilire partnership multilaterali e la necessità di una migliore comprensione delle tecnologie emergenti.

Come le reti private 5G cambiano i processi produttivi

La diffusione delle reti 5G nell’industria hanno un impatto diretto sui processi produttivi, abilitando definitivamente le smart factory. In tal senso, l’industria manifatturiera sarebbe molto a suo agio con la digitalizzazione perché ottimizza: la produttività, la sicurezza dei dipendenti, i tempi e i costi operativi.

Inoltre, a causa del crescente bisogno di trasmettere quantità sempre più significative di dati attraverso la rete, sono necessarie nuove e varie tipologie di connettività che superano i limiti delle convenzionali connessioni cablate e/o wireless. Le aziende stanno quindi scegliendo i private network 5G, anche se ancora non abbastanza estesi, tra le numerose opzioni disponibili sul mercato. In effetti, secondo un recente sondaggio condotto da Ericsson, Endeavor Business Intelligence e Industry Week su un campione di oltre 100 imprese manifatturiere, il 30% dei partecipanti sta già utilizzando reti private basate su tecnologia mobile, e l’8% dei partecipanti sta pianificando di investire ulteriormente in queste tecnologie nei prossimi 12 a 24 mesi.

Il miglioramento della copertura, la velocità e la capacità della rete, nonché una maggiore affidabilità e possibilità di movimento sono tra i principali vantaggi indicati dai rispondenti. Il 50% dei partecipanti ha scelto queste opzioni. Un altro vantaggio delle reti private 5G è che sono più sicure rispetto alle reti private basate su tecnologia Wi-Fi perché utilizzano frequenze radio dedicate. Le reti private 5G possono anche essere facilmente integrate con le infrastrutture di sicurezza aziendali. Queste ultime, grazie alle caratteristiche delle reti 5G private, possono:

a) raccogliere ed elaborare i dati più rapidamente, che ha un impatto significativo sul processo decisionale e sulla produttività;

b) trarre vantaggio da tempi di risposta più rapidi per applicazioni come robot, veicoli autonomi e altre applicazioni che richiedono una comunicazione costante in realtime;

c) consentire ad un numero elevato di dispositivi e sensori di interagire in modo sicuro e veloce.

Lo sviluppo della prima infrastruttura di rete privata 5G in America Latina è un esempio di rilievo del tema a livello globale. Nel dettaglio, la Nestlé ha scelto la soluzione di Ericsson per gli impianti produttivi della regione perché consente velocità di trasferimento dei dati fino a 25 volte superiori rispetto al 4G ed è ideale per applicazioni aziendali che richiedono tempi di risposta relativamente brevi (in millisecondi). L’azienda in questione afferma che questa tecnologia aumenterà la sicurezza, la produttività e l’efficienza nei luoghi di lavoro. Inoltre, spostando l’attenzione verso l’Europa, l’azienda Telia, che si concentra sullo sviluppo del 5G nei Paesi baltici, ha lanciato insieme ad Ericsson la prima rete privata 5G nella regione. Ciò ha contribuito a rafforzare il ruolo del Tallinn Supply Site, che garantisce l’introduzione di quasi la metà dei nuovi prodotti nella catena di approvvigionamento globale di Ericsson. In particolare, questa infrastruttura consente il monitoraggio e la gestione di molti dispositivi connessi, assicurando una migliore copertura della rete con un esiguo numero di infrastrutture installate e una connessione affidabile, senza interruzioni, che beneficia della presenza di sensori wireless negli ambienti adibiti alla produzione.

Per concludere

il 5G ha il potenziale per cambiare praticamente tutti i settori produttivi e le aziende di tutti i settori industriali mostrano un interesse crescente, diffuso e trasversale per lo sviluppo di soluzioni basate su reti di quinta generazione. Ciò è in contrasto con il fatto che le reti private 5G in Italia sono ancora in fase iniziale e sebbene la tecnologia sia progredita, la complessità della costruzione degli “ecosistemi” rimane difficile da risolvere, e ci sono forti dubbi sui modelli operativi e sui modelli di business. Il passaggio al 5G in reti private dedicate alle aziende è certamente uno degli elementi più valorizzanti per le telco, in ragione dei vantaggi in termini di sicurezza, stabilità e competitività che tali reti possono offrire alle aziende italiane a livello europeo e internazionale.

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[1] Raccomandazione ITU-R M.2150-2 (12/2023)

[2] 5G & the future of connectivity: 26 industries the tech could transform, Dicembre 2022.