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Cos'è il 5G?

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Il termine 5G indica la quinta generazione delle reti mobili, che offre un upgrade a livello di larghezza di banda e latenza per consentire la fornitura di servizi che sarebbero stati impossibili con le tecnologie di rete precedenti. Questa tecnologia è stata progettata per migliorare le reti 4G LTE esistenti e, in alcuni casi, per sostituirle completamente. Ogni generazione presenta caratteristiche diverse in termini di tecnologia utilizzata, latenza (l'intervallo di tempo tra l'invio e la ricezione di un segnale) e velocità di trasmissione dati dalla rete ai dispositivi connessi. Le reti 5G offrono velocità di trasmissione dati nell'ordine dei gigabit, arrivando fino a 10 Gbps, con una latenza nettamente inferiore e una copertura estesa anche alle aree più remote. 

Al momento il 5G è poco più di un modello, poiché nel 2021 l'infrastruttura necessaria per supportarlo è disponibile solo in alcune aree geografiche, ma la situazione è in rapida evoluzione. La Corea del Sud ha già esteso il 5G a quasi tutto il paese, mentre il Giappone prevede di completare l'integrazione prima dell'inizio delle Olimpiadi. La FCC (Federal Communications Commission) degli Stati Uniti e altre giurisdizioni in Australia, Cina, Europa e nazioni di tutto il mondo sono al lavoro insieme agli operatori regionali per estendere la copertura del 5G.

La rete 4G è sempre più affollata, le esigenze di velocità sono più pressanti che mai

e l'aumento della domanda farà inevitabilmente insorgere problemi per consumatori, aziende, governi e chiunque altro: aumento della latenza, rallentamento del download e degrado delle prestazioni complessive. Con la continua diffusione dei dispositivi connessi, crescono anche i disagi per i consumatori: i servizi che si basano sui dati mobili per il loro funzionamento (finanza, servizi d'emergenza, sicurezza dei dati e così via) registreranno ritardi crescenti ed errori nella trasmissione e nella ricezione dei dati.

Il 5G punta a risolvere questi problemi sfruttando diverse tecnologie che operano in sinergia, ovvero onde di frequenza superiore, filtraggio spaziale e slicing di rete, promettendo di aumentare fino a 10 volte la velocità di download rispetto al 4G e abbattendo la latenza a 1 millisecondo. Inoltre, è possibile dedicare intere sezioni delle reti 5G ai servizi critici per migliorarne l'affidabilità.

Tutte le aziende dipendono dalle telecomunicazioni per l'accesso a Internet. La tecnologia 5G offre vantaggi in diversi settori, soprattutto tramite lo slicing di rete (che approfondiremo più avanti), che consente di separare la porzione della rete riservata ai dati utilizzati per l'intrattenimento e la comunicazione da quella utilizzata per i dati critici. Per concretizzare il passaggio alla nostra infrastruttura, il settore delle telecomunicazioni si è concentrato sulla transizione al 5G. Questa trasformazione della rete 5G spesso dipende dalla virtualizzazione della rete RAN (Radio Access Network), o vRANvRAN, e presuppone che in futuro i sistemi saranno sempre più containerizzati e cloud native. Per le società di telecomunicazioni, le reti RAN comportano costi complessivi estremamente elevati, poiché richiedono complesse attività di elaborazione ad alto consumo di risorse e sono sempre più richieste dagli utenti, a mano a mano che aumentano gli scenari di utilizzo dei servizi edge e 5G.

La virtualizzazione delle funzioni di rete consente agli operatori di telecomunicazioni di semplificare le operazioni di rete e aumentare i livelli di flessibilità, disponibilità ed efficienza, raggiungendo un maggior numero di dispositivi e applicazioni con esigenze di larghezza di banda sempre più elevate. Questo si traduce in un aumento di velocità e flessibilità per i settori che dipendono dagli ISP, ovvero tutti.

Le reti 5G sono supportate da tecnologie molto complesse. Attualmente le reti si affidano a ripetitori potenti e di grandi dimensioni che inviano segnali a bassa frequenza (inferiori ai 6 GHz) sulle lunghe distanze. Tuttavia, sulle basse frequenze radio non è possibile trasmettere i dati con la velocità che il servizio 5G prevede di raggiungere. 

Inoltre, il numero di dispositivi connessi è in aumento, il che a breve rallenterà ulteriormente le velocità. Sarà quindi necessario impiegare altre tecnologie.

Onde millimetriche (mmWave)

Si tratta di onde con frequenze molto alte (da 20 GHz fino a 100 GHz), capaci di trasmettere segnali a velocità estremamente elevate. Tuttavia, le onde a banda e frequenza alta non viaggiano bene sulle lunghe distanze e non possono superare angoli o pareti. Per superare questi ostacoli vengono in genere utilizzate frequenze a banda media o bassa. La soluzione è installare nodi a frequenza millimetrica lungo la traiettoria, così che le onde con frequenza più elevata possano saltare da un punto all'altro fornendo la più ampia copertura wireless 5G possibile con la latenza più bassa.

Beamforming

I ripetitori trasmettono i propri segnali in ogni direzione, generando un gran numero di potenziali interferenze. Il beamforming funziona come una sorta di semaforo che incanala i segnali del ripetitore concentrandoli su un unico flusso dati destinato a un utente specifico in un determinato momento. Dopo aver trasferito i dati, il segnale si sposta per accogliere la richiesta di un altro utente. Questo segnale personalizzato può ridurre nettamente le interferenze tra gli impianti rendendo la trasmissione dei dati più rapida ed efficiente.

Network slicing

Da alcuni considerata come la caratteristica che contraddistingue il 5G, il network slicing consente ai provider di dedicare fette ("slice") virtuali delle proprie reti a utilizzi specifici. Ad esempio, una sezione della rete viene destinata ai dati utilizzati per l'intrattenimento, la comunicazione e Internet, mentre alla trasmissione dati da sistema-a-sistema (un componente chiave della Internet of Things, o IoT) viene riservata una porzione distinta. Ai dati critici, come quelli necessari per i veicoli a guida autonoma, ai servizi di emergenza e ad altre infrastrutture strategiche, verrà assegnato un accesso 5G dedicato che non potrà essere occupato da altri servizi.

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