Come afferma Claudio Santoianni, Direttore Marketing & Corporate Affairs Italia di Nokia, le reti mobili sono diventate particolarmente efficaci nel fornirci ciò che ci occorre sapere: l’alta velocità, la bassa latenza e le enormi capacità delle reti 5G fanno sì che i vasti archivi di informazioni a livello globale siano istantaneamente a portata di mano.
Ma con l’avvento del 5G-Advanced la rete sarà in grado di rispondere a nuove richieste. Nello specifico, il 5G-Advanced sarà in grado di dirci dove si trova qualcosa nel raggio di pochi centimetri e quando accade qualcosa nel lasso di poche centinaia di nanosecondi.
Queste nuove funzionalità temporali e di posizionamento espanderanno il ruolo della rete oltre la semplice comunicazione.
Questa “espansione” è un elemento tra quelli che Nishant Batra, Chief Strategy and Technology Officer Nokia, chiama le quattro E: esperienza, espansione, estensione ed eccellenza operativa.
Ciascuna rappresenta una dimensione distinta nella quale la rete si trasformerà nel passaggio dal 5G al 5G-Advanced.
Posizionamento super preciso
I vantaggi delle funzionalità di posizionamento del 5G-Advanced sono meglio illustrate se si pensa a una fabbrica automatizzata.
Un robot preleva articoli delicati dal magazzino e li porta alla linea di assemblaggio. Altri robot allineano i componenti da integrare nel prodotto finale. Altrove nella fabbrica, i camion vengono scaricati automaticamente e la merce smistata e inviata a destinazione, mentre un addetto in sala di controllo utilizza la tecnologia della realtà aumentata (XR) per verificare a distanza la qualità di ogni articolo che lascia la linea di assemblaggio.
Livelli tali di automazione sono il marchio caratteristico della produzione efficiente del 21° secolo, che non sarebbe possibile senza il posizionamento super preciso combinato con la comunicazione a bassissima latenza.
Oggi i componenti di comunicazione e posizionamento delle tecnologie di automazione industriale necessitano, in generale, di un’infrastruttura separata, ma con il 5G-Advanced una singola rete fa tutto.
La nuova e straordinaria tecnologia di posizionamento integrata nel 5G-Advanced porterà la precisione di posizionamento affidabile al di sotto dei 10 cm. Ciò si otterrà, in modo significativo, senza beacon supplementari e, cosa ancor più importante, senza riferimento ai satelliti.
I satelliti sono il fondamento della tecnologia GPS in grado di fornire un posizionamento preciso in esterno. Tuttavia il loro limite fondamentale è l’impossibilità per i segnali di penetrare all’interno degli edifici. Pertanto, non sono in grado di facilitare il posizionamento super preciso richiesto dall’automazione industriale e da altre applicazioni indoor.
Per fornire questo elevato livello di precisione di posizionamento, le tecniche di posizionamento del 5G-Advanced andranno al di là delle misurazioni di time-of-arrival, ben consolidate nelle reti di comunicazione mobile, ma limitate nella precisione.
Un’unica rete si occupa di tutto, con 5G-Advanced
Il 5G-Advanced utilizzerà una tecnica nota come “carrier phase positioning”, dove la fase del segnale portante in radio-frequenza trasmesso dalle stazioni base viene misurata e utilizzata per calibrare la posizione stimata rispetto a una minuscola frazione della lunghezza d’onda del segnale.
In effetti, tale tecnologia è già stata comprovata in esterno con l’utilizzo di segnali satellitari, tuttavia con il 5G-Advanced si vedrà la prima applicazione del posizionamento della fase portante su stazioni radio-base locali.
Ciò significa che i dispositivi connessi a una rete 5G-Advanced possono beneficiare dello stesso livello di precisione di posizionamento a prescindere che si trovino all’esterno o all’interno: un vantaggio straordinario, ad esempio, per le reti logistiche dedicate di porti e aeroporti.
La capacità di mantenere un posizionamento super preciso in tutte le sedi sarà anche enormemente vantaggioso per le applicazioni veicolari, poiché precisione e sicurezza possono essere assicurate anche nelle gallerie, ben lontano dalla portata dei segnali satellitari.
Verrà aumentata anche la resilienza dell’infrastruttura cruciale, poiché sarà meno suscettibile alle vulnerabilità dei sistemi satellitari, quali interruzioni causate da detriti spaziali o tempeste solari o persino disturbi intenzionali.
Tornando all’esempio della fabbrica, l’interazione complessa di macchinari, robot e persone descritta in precedenza diventa quindi possibile usando una singola infrastruttura.
La rete 5G-Advanced wide-area può tracciare le materie prime mentre queste procedono verso la fabbrica, collegandosi poi a una rete 5G-Advanced privata nella fabbrica stessa, che utilizza il posizionamento preciso inferiore ai 10 cm per svolgere le più delicate e complesse attività di produzione.
Al completamento, la merce prodotta lascia la fabbrica e il suo viaggio verso le destinazioni finali viene monitorato nuovamente dalla rete 5G-Advanced wide-area.
Temporizzazione resiliente
La conoscenza affidabile del tempo assoluto preciso è un requisito cruciale per un numero sempre crescente di applicazioni professionali.
Transazioni finanziarie e trading azionario automatizzato richiedono una conoscenza precisa che spacca il secondo, verificata per mezzo di almeno due fonti temporali indipendenti.
Nei centri finanziari importanti, la temporizzazione può essere fornita da segnali di sistemi satellitari di navigazione globali (GNSS), collegati con cavi in fibra ottica. Tuttavia, i sistemi GNSS sono solo una fonte, soggetta ai tipi di vulnerabilità dei satelliti già menzionati.
Ecco dove il 5G-Advanced può fornire la resilienza necessaria per questo tipo di applicazioni di importanza strategica.
Da una lato, la rete 5G-Advanced sarà in grado di mantenere le temporizzazioni durante interruzioni saltuarie della sorgente satellitare.
Ma, ancora più importante, la rete 5G-Advanced sarà anche in grado di connettersi ad altre sorgenti di temporizzazione, quali orologi atomici terrestri attualmente presenti in alcune nazioni. Questi forniranno riferimenti temporali completamente indipendenti.
Il 5G-Advanced è progettato per distribuire questi riferimenti temporali agli utenti finali con una accuratezza nell’ordine del microsecondo. Ciò si ottiene usando protocolli di timestamp e sincronizzazione oraria, insieme alla compensazione dei ritardi di propagazione dei segnali radio.
Come risultato, gli utenti finali hanno una conoscenza precisa del tempo assoluto, anche quando sono distribuiti su una vasta area geografica.
Tali servizi di temporizzazione assoluta consentiranno numerose applicazioni, oltre a quelle delle transazioni finanziarie, molte delle quali sono attualmente troppo costose da implementare.
Le produzioni audio professionali come i concerti, ad esempio, dipendono dalla temporizzazione di alta precisione per la coordinazione del suono proveniente dai diversi altoparlanti. Oggi si affidano ai cavi per soddisfare i requisiti di temporizzazione, tuttavia il 5G-Advanced consentirà di ottenere gli stessi risultati in modalità wireless. Ciò permetterà alle compagnie di produzione di allestire gli eventi rapidamente.
Nuove opportunità nei più svariati campi
Le reti elettriche, la cui importanza è oggi amplificata dalla transizione verso ridotte emissioni di carbonio, saranno in grado di gestire gli interruttori con la miglior precisione senza dover ricorrere a connessioni cablate.
Complesse procedure, quali la tele-chirurgia, saranno più prossime a divenire reali, poiché la precisione di temporizzazione del 5G-Advanced consentirà l’esecuzione degli interventi più delicati.
Nella fabbrica, la rete 5G-Advanced non solo conoscerà l’esatta posizione di ciascun robot e macchinario, ma fornirà anche la precisa temporizzazione necessaria a sincronizzarne i movimenti.
Il 5G ha spalancato le porte alla conquista di nuove velocità e riduzioni della latenza, spingendo le funzionalità di comunicazione su livelli precedentemente impossibili.
Ma il 5G-Advanced sbloccherà ulteriori opportunità oltre la semplice comunicazione, consentendo agli utenti di sfruttare tempo e posizione a un livello completamente nuovo.
E l’aspetto più affascinante di tutto ciò è che basterà una singola infrastruttura. Che si tratti di trasmissione dati, posizionamento super preciso o accuratezza temporale migliore del microsecondo, sarà un’unica rete a occuparsi di tutto.
