Per parlare di standard 5G e relative applicazioni bisogna partire dal 2012, quando i requisiti IMT-2020 pubblicati dall’ITU Radiocommunication Sector (ITU-R) riguardo il 5G hanno indicato tre principali tipologie d’uso: il potenziamento della banda larga mobile (eMBB); in ambito IoT l’mMTC (Massive Machine Type Communication); le comunicazioni a bassa latenza ultra-affidabili (URLLC).
Lo spiega Atul Bhatnagar, Presidente e CEO di Cambium Networks, esaminando lo status e il significato tecnologico dei nuovi standard di trasmissione.
Lo standard 10P LTE 3GPP è stato riconosciuto dall’ITU-R come standard di comunicazione mobile di quarta generazione ancor prima, nel 2010. Mentre LTE continua ad essere migliorato e supporta velocità di trasmissione dati superiori a 1 Gbps, oltre alle applicazioni IoT (Internet of Things), non è peròstato in grado di soddisfare pienamente i requisiti IMT-2020. Per questo motivo 3GPP ha sviluppato la 5G NR (New Radio), una nuova Radio Access Technology (RAT).
Combinando 5G NR e LTE, 3GPP offre in tal modo uno standard composito che soddisfa i requisiti IMT-2020. La modalità di utilizzo principale per il 5G, almeno per il breve e medio termine, sarà la banda larga mobile fornita dai Mobile Network Operator.
Un utilizzo importante per il 5G, spiega Atul Bhatnagar, è il Fixed Wireless Broadband (FWB). Nello sviluppo delle proprie tecnologie Cambium ha affrontato le esigenze peculiari del FWB rispetto alle comunicazioni Wi-Fi o mobili a banda larga, con pianificazione radio per implementazioni fisse, modelli di traffico dati per abbonati residenziali e aziendali, propagazione radio del fixed wireless, Layer 2 networking, messaggistica unicast e multicast, livelli di qualità del servizio.
Cosa fa Cambium Networks
L’esperienza con tecnologie 5G come Massive MU-MIMO e beamsteering porta Cambium Networks adaccelerare lo sviluppo di applicazioni e soluzioni pratiche che incorporano servizi 5G. Applicherà questi servizi attraverso il modello di Wireless Fabric, sfruttando i punti di forza delle architetture di rete PTP, PMP, LTE e Wi-Fi e utilizzando sia lo spettro licenziato che non licenziato, per offrire soluzioni differenziate.
LTE è un componente fondamentale del 5G. Cambium Networks sta sviluppando attivamente un prodotto FWB a 28 GHz compatibile con 5G NR, dove compatibilità significa che il Radio Access Network (RAN) opererà con CPE compatibili con 5G NR quando saranno disponibili.
I primi dispositivi che supporteranno il 5G NR saranno ottimizzati per la banda larga mobile fornita dagli operatori. Ciò significa che sono progettati per telefoni o piccoli terminali e supportano l’LTE e i precedenti standard di comunicazione mobile. In genere fanno affidamento sull’accesso a uno spettro con licenza sub-6 GHz per garantire la disponibilità dei collegamenti in condizioni “non-line of sight.”
Se pensiamo all’ottimizzazione di un prodotto specificatamente utilizzato in ambito per FWB, ci sono molte aree per il miglioramento delle prestazioni e la riduzione dei costi: Antenne CPE, Gestione dell’alimentazione CPE, Progettazione dello scheduler per distribuzioni statiche, Assenza di supporto alla mobilità, Riduzione dei requisiti di compatibilità con le versioni precedenti e dei costi connessi.
5G e applicazioni IIoT
Le reti LPWA (low-power wide area) basate su 5G saranno il mezzo di trasporto preferito per l’IoT grazie alla durata delle batterie, il provisioning semplificato e le connessioni a lunga distanza per le applicazioni di automazione e analisi. L’adozione degli standard 3GPP come NB-IOT e CAT-M1 è già cominciata oggi e in futuro verranno migrati verso gli standard 5G.
In parallelo, le reti basate sul protocollo LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) consentono alle reti private di coesistere con quelle pubbliche.
La combinazione delle reti private LoRa e di quelle private e pubbliche 5G offre agli utilizzatori industriali la flessibilità necessaria per raggiungere i loro obiettivi, sulla base di criteri quali OPEX rispetto as CAPEX, rete licenziata rispetto a rete non-licenziata, consumo energetico, autonomia, copertura, capacità e QoS (Quality of Service).
5G e Wi-Fi sono in contrapposizione?
Se si pensa alla comunicazione dati in termini di costo/Mbps, spiega Bhanatgar, l’utilizzo del Wi-Fi per WLAN è decisamente conveniente rispetto a LTE/5G NR ed è probabile che la situazione rimanga tale anche per il prossimo futuro. 802.11ax (ora noto anche come Wi-Fi 6) ha molti vantaggi nel protocollo Wi-Fi che migliorano le prestazioni, specialmente per le applicazioni comunemente utilizzate.
Ecco perchè per Bhatnagar il 5G non sostituirà il Wi-Fi per almeno tre motivi.
Primo: i chipset Wi-Fi sono economici e offrono il miglior rapporto costo/Mbps. I chip Wi-Fi sono usati ovunque, dagli smartphone ai PC e dai dispositivi aziendali ai dispositivi domestici intelligenti: ogni anno vengono forniti oltre tre miliardi di chip Wi-Fi. Le nuove tecnologie per le reti di tipo aziendale potrebbero entrare nella case dei consumatori poiché sempre più numerosi oggetti connessi aumenteranno la domanda di connettività e affidabilità di livello enterprise. Allo stesso tempo, le reti aziendali tradizionali continuano a preferire il Wi-Fi come rete di accesso per dipendenti, ospiti e dispositivi di back-office come scanner, stampanti, controlli ambientali e dispositivi per la sicurezza.
Secondo: lo standard 802.11ax abbraccia e supporta gli stessi obiettivi del 5G, ovvero maggiore efficienza dello spettro, networking deterministico e slicing del servizio. 802.11ax e 5G condividono obiettivi comuni e implementazioni complementari. Nulla nel prossimo futuro modificherà la facilità di implementazione e le performance ad alta capacità che hanno decretato il successo degli standard Wi-Fi 802.11.
Terzo: l‘accesso Wi-Fi pubblico è un modello economico basato sui servizi, mentre le reti cellulari mobili sono un modello economico basato su tariffe. Consideriamo il numero di hotel, caffetterie, ristoranti, centri di trasporto e persino parchi pubblici e città che offrono accesso Wi-Fi gratuito: i servizi forniti attraverso l’accesso Wi-Fi pubblico ripagano più del costo dell’attrezzatura di rete. Le reti di accesso mobile basate su 5G sono a pagamento e non possono sostituire l’accesso di rete gratuito basato su servizi offerto dal Wi-Fi pubblico.
