Technology

Rivoluzione 5G

 By Andrea Signorelli

Molto probabilmente la notizia vi sarà giunta: il 5G sta per diventare realtà. Già diffuso in larghe parti della Cina, la nuova generazione di trasmissione dati mobile è in fase di sperimentazione in svariate metropoli statunitensi ed europee (tra cui anche parecchie città italiane)…

E così, diventeranno finalmente realtà tutte le promesse di cui sentiamo parlare da tempo: una velocità fino a 100 volte superiore al 4G/LTE, la connessione contemporanea di oltre un milione di dispositivi per chilometro quadrato (dando modo alla internet of things di dispiegare le sue potenzialità) e una latenza – il tempo impiegato da due dispositivi per entrare in collegamento – che scenderà da 50 a 2 millisecondi.
Una trasmissione dati con queste caratteristiche consentirà di visualizzare filmati in alta definizione anche in mobilità, di utilizzare la realtà virtuale al di fuori delle abitazioni (magari per adoperarla nei musei o in altre particolari situazioni), di diffondere tutte le applicazioni della realtà aumentata e dispiegare una costellazione di dispositivi smart in grado di modificare l’ambiente in cui ci muoviamo e il modo in cui interagiamo con esso. Ma l’importanza del 5G va molto oltre l’intrattenimento: i medici potranno eseguire operazioni chirurgiche a distanza, sfruttando la bassissima latenza per manovrare robot in completa sincronia; designer, avvocati e altri professionisti potranno lavorare a distanza, connettendosi anche in ambienti comuni progettati in realtà virtuale; gli esperimenti scientifici potranno svolgersi in modalità diffusa, rendendo possibile a scienziati sparsi per il globo di partecipare a una stessa ricerca, e molto altro ancora.

In Cina è stato effettuato il primo intervento chirurgico a distanza con rete 5G

Una manna per città e campagne

Probabilmente, però, nulla sarà trasformato dall’avvento del 5G come le città, che completeranno la mutazione in smart cities. I sensori disseminati in ogni angolo delle metropoli renderanno possibile riunire, analizzare e gestire tutti i dati raccolti nell’ambito del trasporto pubblico, del consumo energetico o di acqua; rendendo più efficienti alcuni processi cruciali per il buon funzionamento delle città. I sensori permetteranno inoltre di ottimizzare la raccolta rifiuti, inviando le squadre per la raccolta solo quando il cassonetto segnala di essere pieno; di tenere sempre sotto controllo il traffico e modificare in base a esso il comportamento dei semafori (ovviamente connessi). Sempre il 5G renderà inoltre possibile l’avvento delle tanto attese auto autonome, che sfrutteranno la bassa latenza per comunicare tra di loro istantaneamente, assicurandosi così di evitare collisioni.  Anche le aree rurali si gioveranno di questa nuova tecnologia per dare vita alla cosiddetta agricoltura di precisione, grazie alla quale – per fare solo un esempio – sciami di droni autonomi riconosceranno le piante malate e spruzzeranno il pesticida solo là dove ce n’è effettivamente bisogno. Le innovazioni più sorprendenti, però, sono probabilmente quelle che ancora dobbiamo immaginare: “Dieci anni fa, la maggior parte dei consumatori non aveva uno smartphone; oggi nessuno può vivere senza. Tutto questo è avvenuto grazie al 4G”, ha ricordato Robert McDowell, ex presidente della Commissione per le Comunicazioni USA, sottolineando come il 5G possa abilitare trasformazioni tecnologiche e sociali ancora non prevedibili.

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La Ford Argo, un'automobile autonoma (Phillip Pessar, Flickr)

Nuove infrastrutture

Fin qui, le aspettative e le promesse. Ma c’è un aspetto paradossale nel racconto del 5G: questa rivoluzione, che renderà tutto il globo connesso a una velocità istantanea, si dispiegherà molto lentamente. Per quanto nell’immaginario collettivo internet sia qualcosa di etereo e che si muove in un mondo digitale e libero dagli ostacoli del mondo fisico, la verità è molto diversa. Dare vita a un’infrastruttura che consenta di connettere tutti e tutto richiede una gran quantità di materiale e lavoro fisico: cavi, ripetitori e data center per i quali è necessario costruire nuovi edifici, scavare sotto le strade e alzare nuovi pali.
Per dare vita al 5G, insomma, non basta aggiornare i telefoni e i ripetitori. È invece necessario un vero e proprio stravolgimento infrastrutturale, paragonabile soltanto all’impresa colossale che ha reso possibile connettere i continenti via telegrafo. La ragione sta tutta nelle frequenze sfruttate dal 5G, che utilizzerà sia quelle al di sotto dei 6 gigahertz, sia – e soprattutto – quelle che viaggiano tra i 30 e i 300 GHz. Queste onde millimetriche, dalla frequenza elevatissima, non sono in grado di viaggiare lontano come quelle utilizzate dal 4G: se quest’ultime possono raggiungere una distanza anche di svariati chilometri, le onde del 5G non vanno oltre i 300 metri circa. Non solo: sono molto più sensibili a ostacoli come muri, alberi, finestre e alle condizioni meteorologiche. Un limite fondamentale, soprattutto per un sistema a cui si chiede di gestire una miriade di dati, e che si può aggirare in un solo modo: disseminando il territorio di piccoli ripetitori, fino a 20 volte più numerosi di quelli necessari per il 4G (senza ovviamente rinunciare ai ripetitori tradizionali). Queste mini-celle telefoniche, nelle zone più densamente edificate, dovranno essere posizionate anche a 150 metri di distanza l’una dall’altra: erigendo nuove torri o incorporandole nei lampioni della luce, negli edifici e anche sotto i tombini. In una parola: ovunque. Se non bastasse, ogni cella dovrà ospitare parecchio equipaggiamento: antenne, riserve energetiche, contatori elettrici, gli switch a cui collegare i cavi di rete e altro ancora. Tutto ciò aumenterà ovviamente anche il consumo energetico della rete mobile, che secondo alcune stime crescerà del 170% entro il 2026 (altri, invece, sottolineano come col tempo tutta l’infrastruttura diventerà sempre più efficiente dal punto di vista energetico). Non bisogna infine dimenticarsi della fibra ottica. Per quanto possa sembrare strano, la comunicazione mobile si affida integralmente alla fibra ottica, che mette in collegamento le varie stazione radio che, a loro volta, inviano il segnale alla rete cellulare. In sintesi: frequenze più elevate, più ripetitori, più fibra ottica; secondo imprenditori come Elon Musk, potrebbero essere necessari anche più satelliti.

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Gli otto requisiti che guidano la rete mobile 5G (gemalto.com)

Questione di distanze

È questa la realtà estremamente fisica di una rete mobile che a noi sembra muoversi nel reame digitale per materializzarsi solo nel nostro smartphone. Una realtà che richiederà anche la creazione di numerosi nuovi data center, di dimensioni inferiori rispetto a quelli che già conosciamo. Oggi, infatti, i colossi come Amazon o Facebook posseggono un numero relativamente limitato di questi immensi centri per l’elaborazione dei dati; che rischiano di conseguenza di essere troppo distanti dai dispositivi che quegli stessi dati devono raggiungere. Se la cosa vi sembra complicata, un esempio può chiarire il quadro: poniamo che stiate giocando in streaming e in mobilità a un videogame ad alta definizione (che è una delle promesse del 5G). Tutti i dati che vi servono devono essere costantemente trasmessi dal data center al dispositivo, e devono essere trasmessi a una velocità tale da consentire al vostro personaggio di reagire istantaneamente ai comandi che gli date. Se i data center sono troppo lontani, diventa però impossibile trarre vantaggio dall’efficienza del 5G. Di conseguenza, alcune aziende stanno pianificando la costruzione di centri dati metropolitani o regionali, che siano più vicini alle comunità che devono servire e possano quindi processare i dati più rapidamente. E quindi: nuovi data center, una miriade di nuovi ripetitori (dotati di tutto l’equipaggiamento già menzionato), nuove installazioni di fibra ottica e magari anche nuove finestre nelle vostre abitazioni che non ostacolino il segnale del 5G (che, come abbiamo visto, si blocca con una certa facilità). Per il momento siamo nella fase di sperimentazione e ci vorrà ancora qualche tempo prima di scoprire cosa ci attende dalla nuova generazione di trasmissione dati mobile. Ma una cosa è certa: quando davvero il 5G sarà in procinto di diventare realtà, ce ne accorgeremo facilmente. Semplicemente osservando i lavori in strada.

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informazioni sull'autore
Andrea Signorelli
Milanese, classe 1982, scrive del rapporto tra nuove tecnologie, politica e società. Collabora con La Stampa, Wired, Esquire, Il Tascabile e altri. Nel 2017 ha pubblicato “Rivoluzione Artificiale: l’uomo nell’epoca delle macchine intelligenti” per Informant Edizioni.