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6G, a che serviranno le reti post 5G: comincia la gara tra nazioni

Mentre ancora si attende di sapere quando il 5G sarà pienamente operativo, i ricercatori di tutto il mondo stanno già guardando al 6G con obiettivo 2030. Vediamo i target e le tempistiche in fatto di standardizzazione, partendo da una domanda: perché ne abbiamo bisogno?

15 Mag 2019
Enrico Martini

ministero dello Sviluppo Economico

6g

Obiettivo 2030: per quella data dovrebbero essere finalizzati gli standard per il 6G.

Si,è vero, gran parte del mondo si sta ancora chiedendo quanto tempo ci vorrà per avere reti 5G pienamente operative e cosa potrebbe significare per le loro vite ed economie, ma i ricercatori delle telecomunicazioni stanno guardando più avanti, al 6G, spinti anche dal fatto che la solita Cina e la Corea del sud sono già in pole position. E l’Europa non vuole stare a guardare.

Ecco lo stato dell’arte e i prossimi step.

Verso l’era del 5G, guardando già al 6G

Recentemente a Levi, in Finlandia, un gruppo di 250 ricercatori si è riunito per uno dei primi vertici globali sullo standard 6G Wireless per iniziare a porsi le domande più basilari. Il paese di Oulu, situato ai margini del Mar Baltico circa cinque ore a nord di Helsinki, sarà uno dei centri mondiali della ricerca sul 6G per via delle sue connessioni storiche con la Nokia e la sua concentrazione di ricercatori che sono stati determinanti nello sviluppo dello standard 5G. Il programma si svilupperà nei prossimi otto anni e avrà un valore di circa 285 milioni di dollari, di cui la metà proveniente da finanziamenti pubblici e l’altra metà da partner industriali.

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Le reti 5G stanno appena iniziando a svilupparsi. L’attuale standard 4G LTE dominerà ancora per diversi anni, in quanto i fornitori di servizi di telecomunicazioni dovranno recuperare i loro massicci investimenti su tale infrastruttura. I progetti attuali sulle reti 4G non saranno utilizzati al loro massimo potenziale fino al 2025.

Nel frattempo, i fornitori stanno procedendo con cautela con il 5G. Il lancio del 5G sarà molto più costoso del 4G a causa delle brevi distanze che i segnali possono percorrere e della necessità di una maggiore densità di apparecchiature per trasmettere i segnali. I costi in termini di capitale sono astronomicamente alti e i modelli di business che giustificano questi investimenti sono ancora poco robusti.

Quando il 5G diventerà la rete dominante, ci si attende un salto ancora più importante rispetto all’evoluzione dalle reti 2G alle 3G, perché non soltanto il 5G promette velocità teoriche di 20 Gbps rispetto al massimo teorico di 1 Gbps per il 4G, ma non c’è latenza ed è supportata una maggiore densità di connessioni in un’area più piccola. Accoppiato con i progressi del cosiddetto “edge computing” che spingerà più intelligenza verso i dispositivi finali, l’era 5G avrà la capacità di abilitare smart cities, fabbriche intelligenti, veicoli autonomi, streaming VR illimitato e molto altro ancora.

Perché abbiamo bisogno del 6G

La ricerca per il prossimo standard non può che procedere cercando di fornire risposte a una domanda: perché abbiamo bisogno del 6G?

I fattori di partenza più importanti per la ricerca sono la velocità e lo spettro.

Il 6G punterà a velocità di 1 terabyte al secondo. In termini di performance, le reti 6G potranno teoricamente arrivare a velocità fino a 10 volte superiori rispetto a quelle del 5G, trasmettendo un maggiore quantitativo di dati nel medesimo lasso di tempo. Grazie alle frequenze TeraHertz, sarà possibile raggiungere i 100 Gbps in wireless a bassa latenza (100.000 Mbps), utilizzando al tempo stesso le alte frequenze attraverso l’intervallo da 100GHz a 1THz.

Tutto questo sarà possibile sfruttando il multiplexing spaziale, ovvero una tecnica di trasmissione che utilizza comunicazione in fibra e antenne MIMO (multiple-input and multiple-output) per trasmettere segnali di dati indipendenti e codificati in modo singolo. Ma operare in tale intervallo nello spettro potrebbe richiedere progressi nella ricerca sui materiali, nuove architetture di calcolo, progetti di chip e nuovi modi di accoppiarli con le fonti di energia.

I ricercatori sono impazienti di iniziare gli esperimenti. Il gruppo di ricercatori che si è riunito in Finlandia spera di produrre molto presto un white paper che inizi a definire le aree critiche della ricerca.

La produzione di energia e il consumo di energia incombono come ostacoli enormi, sia in termini di ambiente che di costi. Come possiamo passare a un mondo in cui quasi ogni singolo oggetto prodotto raccoglie, analizza e trasmette costantemente dati, senza fonti di energia rinnovabili che siano anche sostenibili dal punto di vista economico?

6G, verso l’era post-smartphone

Allo stesso tempo, il gruppo di ricerca vuole iniziare a delineare possibili casi d’uso e scenari futuri per la nuova tecnologia. Mentre l’era del 5G dovrebbe rendere lo smartphone meno importante per le nostre vite di quanto lo sia oggi, si ipotizza che il 6G sarà un’era completamente post-smartphone. Tutti gli oggetti che sono in grado di connettersi saranno guidati dai dati, con vere capacità di intelligenza artificiale, una funzionalità standard e interfacce di realtà aumentata che compaiono quando necessario e poi scompaiono. La capacità di tutti gli oggetti di acquisire ed elaborare i dati visivi sarà immensa e questo farà accelerare l’automazione e l’evoluzione dell’Intelligenza artificiale.

Le tempistiche del 6G

Ogni standard impiega circa un decennio per svilupparsi, e quindi la formalizzazione degli standard 6G è prevista per il 2029-2030. Il gruppo di ricerca stima che il mercato massimizzerà l’uso del 5G intorno al 2035. E così con gli standard 6G e i dispositivi abilitati in uscita intorno al 2030, i tempi per la nuova transizione dovrebbero essere rispettati.

Recentemente la Commissione Federale delle Comunicazioni degli Stati Uniti ha annunciato che è stato dato avvio agli esperimenti sui prossimi standard con l’obiettivo di raggiungere il terahertz.

Cina e corea del Sud già in pole position sul 6G

Alla fine dello scorso anno, il governo cinese ha annunciato che avrebbe intensificato il lavoro su 6G, con l’obiettivo di dominare il settore entro il 2030. Le principali università e istituzioni tecniche cinesi stanno lanciando partnership volte a mettere in comune talenti e risorse per la prossima generazione di tecnologie mobili. Le prime attività di ricerca e sviluppo si concentreranno principalmente su comunicazioni mobili intelligenti, comunicazioni wireless massive, comunicazioni wireless a onde millimetriche/submillimetriche, comunicazioni ottiche wireless e comunicazioni mobili satellitari a banda larga.

A gennaio, LG ha annunciato la creazione di un centro di ricerca 6G in Corea del Sud gestito dal Korea Advanced Institute of Technology di Daejeon Metropolitan City. LG ha l’obiettivo di migliorare la ricerca sulle tecnologie delle reti di telecomunicazioni per essere in grado di guidare le standardizzazioni globali per la rete di sesta generazione.

Questi sviluppi hanno contribuito ad abbattere parte della resistenza a parlare di 6G da parte dei fornitori di servizi di telecomunicazioni. Anche se i fornitori che investono enormi somme di denaro nelle loro implementazioni 5G, preferirebbero da un punto di vista del marketing non parlare dei benefici degli standard futuri, dopo aver sentito che la Cina e la Corea avrebbero lanciato un programma 6G, hanno dovuto mutare l’atteggiamento perché nessuno vuole rimanere indietro dal punto di vista della ricerca.

Ad oggi è chiaro che il 6G sia poco più di un semplice argomento per conferenze con le quali alcune Università stanno cercando finanziamenti per dare avvio alle sperimentazioni. Inoltre, per come è stata annunciata, la nuova tecnologia sembra molto simile a un potenziamento del 5G con la rete satellitare. In questo modo sarà una rete ancora più capillare che raggiungerà aree che il 5G ancora non è in grado di coprire. Alcuni ingegneri cinesi sostengono infatti che la diffusione della rete 5G non sarà in grado di coprire le profondità di mari e oceani. Cosa che la rete 6G invece si prospetta di fare è proprio la copertura subacquea.

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