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FREQUENZE

Frullone: “Ecco come l’Italia dovrà preparare il terreno al 5G”

Parla il direttore ricerche della Fondazione Ugo Bordoni, e fra i maggiori esperti di frequenze. I 700 MHz serviranno soprattutto nelle zone rurali, indoor e per l’Internet delle cose. Altre porzioni di spettro e altre misure saranno inoltre necessarie per assicurare all’Italia un futuro in quinta generazione mobile

13 Lug 2016

Alessandro Longo

L’Italia dovrà premurarsi di preparare l’arrivo del 5G nei prossimi anni, al 2020. “Questa rivoluzione dovrà essere accompagnata da politiche di gestione delle frequenze adeguate, rendendo disponibili in tempi consoni la necessaria quantità di spettro radio”, dice Mario Frullone, direttore delle ricerche presso la Fondazione Ugo Bordoni (FUB), braccio tecnico del ministero dello Sviluppo economico. Certo, serviranno le frequenze 700 MHz. Ma non solo, spiega in questa intervista al CorCom.

Possiamo prevedere come sarà il 5G e come ci arriveremo?

Sì, in ambito 3GPP e ITU sono definiti tre specifici casi d’uso: a) comunicazioni a velocità elevatissima (dell’ordine dei gigabit/s); b) comunicazioni massive; c) comunicazioni ultra-affidabili a bassa latenza.

Le prime realizzazioni dei sistemi 5G, comprese quelle attese per il 2018 in Corea e poi in Giappone, permetteranno di raggiungere la velocità di 1 gigabit/s e anche l’Europa sta guardando a questo caso d’uso con sempre maggior convinzione. A mio avviso, però, l’obiettivo più immediato, cui dedicarsi oggi, è rendere possibile la piena utilizzazione delle tecnologie LTE e della loro evoluzione LTE-Advanced e LTE Advanced Pro e, in prospettiva, preparare un quadro di utilizzo dello spettro che faciliti l’introduzione dei sistemi 5G nel prossimo futuro. I sistemi LTE, infatti, sono già maturi per fornire connettività mobile a banda ultra larga, grazie alle evoluzioni tecnologiche come la carrier aggregation. Questa tecnica d’uso delle frequenze, disponibile nella versione dello standard conosciuta come LTE-Advanced e già implementata da alcuni operatori radiomobili, permette di offrire agli utenti velocità di collegamento molto elevate, affasciando porzioni di spettro anche non contigue.

In aggiunta, le successive evoluzioni verso la versione dello standard LTE-Advanced PRO, disponibile nell’arco di due o tre anni, introdurranno ulteriori funzionalità per migliorare l’efficienza del sistema e introdurre nuovi scenari di utilizzo delle tecnologie mobili. Le maggiori evoluzioni riguarderanno, ad esempio, la possibilità di impiegare le tecnologie LTE anche in bande non licenziate, ridurre i tempi di latenza delle connessioni a meno di 2ms, introdurre funzionalità tipiche dei sistemi di pubblica sicurezza, potenziare l’impiego di schiere di antenne con decine di elementi (massive MIMO) che miglioreranno la copertura del servizio e la capacità delle reti. Questa versione dello standard sarà fortemente correlata con le future piattaforme tecnologiche per i sistemi 5G e rappresenta per questo una pietra miliare in questo percorso di evoluzione.

E’, a mio avviso, urgente favorire anche il secondo e il terzo caso d’uso, comunicazioni massive e comunicazioni ultra-affidabili a bassa latenza, per il formidabile impatto che avranno su molti settori industriali.

E come preparare questa roadmap in Italia?

Ovviamente, l’introduzione del 5G attesa da qui al 2020, dovrà essere opportunamente preparata e accompagnata da politiche di gestione delle frequenze adeguate a rendere disponibili in tempi consoni la necessaria quantità di spettro radio. La Conferenza Mondiale dell’Unione Internazionale delle Telecomunicazioni (UIT) ha chiarito che i sistemi 5G dovranno impiegare frequenze elevate nella gamma delle onde centimetriche e millimetriche, assegnando agli organismi internazionali il compito di selezionare le specifiche bande che si impiegheranno, le quali saranno designate per usi 5G nel 2019 dall’UIT, in attesa degli standard tecnologici che saranno maturi presumibilmente attorno al 2022.

Il recentissimo Manifesto sul 5G, firmato anche da Telecom Italia e Vodafone, raccomanda una armonizzazione nel rilascio di alcune bande: la banda a 700 MHz e la banda a 3400-3800 MHz.

L’Europa ha accelerato i tempi per rendere disponibile la banda a 700 MHz entro il 2020 per usi 5G. L’Italia ha già espresso la propria intenzione di completare il processo di liberazione della banda due anni più tardi, puntando quindi a rendere disponibili le frequenze, oggi usate dalla televisione al servizio mobile, nel 2022. Conosciamo tutti bene le motivazioni.

Occorre però capire in quale accezione la banda a 700 MHz può rappresentare una risorsa strategica per facilitare l’introduzione del 5G in Europa.

Ecco: in che modo i 700 MHz serviranno al 5G?

La banda a 700 MHz possiede invece un enorme potenziale per soddisfare requisiti di tipo 5G collegati alla realizzazione estensiva di connessioni di tipo macchina a latenze molto basse e/o di sistemi con caratteristiche mission critical tipiche delle reti che coinvolgono aspetti di sicurezza e protezione dell’interesse pubblico. Per questo può, in linea di principio, rappresentare la soluzione principale per rispondere alla crescente domanda di connettività per l’Internet delle cose (IoT). Di sicuro, l’impiego di frequenze non troppo elevate può aiutare a garantire connettività per connessioni di tipo macchina particolarmente adatte per molti casi d’uso, inclusi tutti quelli che possono beneficiare di una buona qualità dei collegamenti tra ambienti outdoor e indoor e viceversa. Senza contare, poi, che la banda a 700 MHz prevede la possibilità di assegnare spettro dedicato proprio al machine-to-machine.

Invece, se è vero che le caratteristiche radioelettriche rendono le frequenze sotto 1 GHz particolarmente adatte per realizzare sistemi con coperture a medio/lungo raggio, è altrettanto vero che la disponibilità di spettro nella banda a 700 MHz è limitata a canali potenzialmente di 10 o 20 MHz, che anche nel caso di impiego di tecniche evolute per incrementare la capacità dei collegamenti, non sono adatti a fornire le connessioni ad altissima velocità – dell’ordine del gigabit/s – richieste ai sistemi 5G. Questo rende di fatto poco probabile uno scenario d’uso in cui la banda a 700 MHz possa essere impiegata per fornire connettività a larghissima banda nelle zone extraurbane e rurali, nonché in ambienti indoor, a complemento di altre porzioni di spettro più adatte per garantire copertura e capacità adeguate nelle città, specialmente in ambienti outdoor (es. 3400-3800 MHz).

La banda 700 può essere quindi un catalizzatore per investimenti su reti 4G all’avanguardia che rispondano tempestivamente alla richiesta di connettività di tipo macchina e aprano la strada ad usi di tipo 5G nel medio periodo. In questo senso, occorre valutare l’opportunità di elaborare una strategia nazionale nello sviluppo dell’IoT in Italia, che tenga conto di accedere alla banda 700 MHz non prima del 2022. La data di partenza può non essere un problema, se esiste una strategia chiara che non penalizzi tutti i settori produttivi la cui crescita è indissolubilmente legata alla digitalizzazione delle comunicazioni, incluso tutto il settore industriale, l’energia, i trasporti, i multimedia, i servizi di pubblica utilità e così via.

Ci sarebbe anche una riflessione sul 5G come piattaforma abilitante per il settore audiovisivo, ma questa non è ancora sufficientemente matura.

Come si combina l’indicazione internazionale sulla banda 3.4-3.8 GHz con l’asta per le frequenze 3-6, 3-8?

La banda 3.4-3.8 GHz è stata individuata come opportunità per avere 400 MHz consecutivi per il 5G a frequenze non elevatissime. Ci sono anche riflessioni su frequenze attorno ai 28 GHz o più in alto, che meritano un discorso a parte.

L’Italia, come noto, ha già rilasciato diritti d’uso nella banda 3,4-3,6 GHz per impieghi di tipo BWA, ed ha avviato le procedure per il rilascio dei diritti d’uso nella porzione 3,6-3,8 GHz. Pertanto le reali possibilità di introdurre usi 5G a banda larga nell’intera gamma 3.4-3.8 GHz appaiono poco praticabili, anche se vi possono essere tuttavia, spazi di ragionamento.

Resta comunque come dato di fatto che la banda disponibile nella porzione di spettro 3.4-3.8 per il 5G in Italia potrebbe essere significativamente minore che in altri Paesi. Per questo motivo, in un’ottica di uso prospettico e come elemento di prima riflessione, si può valutare di promuovere e/o facilitare da parte dell’Italia i lavori internazionali per l’ulteriore apertura della porzione 3,8-4,2 GHz. Se tale processo avesse luogo in tempi adeguati, permetterebbe di rispondere alle necessità di spettro 5G con maggiore facilità. Dal punto di vista pratico, la banda dovrebbe essere verosimilmente aperta su base condivisa, secondo requisiti e metodi simili a quelli in corso di definizione per la porzione 3.6-3.7 GHz.

Quali altre misure sono opportune? Per esempio, secondo l’industria è urgente rivedere le regole sui limiti alle emissioni.

Quello sui limiti sulle emissioni è un discorso scomodo, che presta il fianco a facili demagogie che ormai da quasi due decenni oscurano in Italia il dibattito scientifico sul tema. Come noto, l’Italia si è dotata sin dal 1998 di norme singolarmente restrittive in materia di esposizione ai campi elettromagnetici. Queste imposizioni, a differenza di quanto raccomandato dall’Europa, non hanno alcuna base scientifica e, come tali, non garantiscono affatto, a fronte di una maggiore rigidità, una maggiore salvaguardia della salute del pubblico, finendo, invece, per tradursi in vincoli realizzativi non giustificati per gli operatori che devono dispiegare nuove reti radio in aggiunta a quelle esistenti.

E’ noto agli addetti ai lavori che in Italia spesso l’unico modo di installare il 4G è stato quello di depotenziare i trasmettitori utilizzanti le tecnologie preesistenti. Fino a quando potremo andare avanti così? Certamente molto poco. Dimentichiamo le nuove frequenze per il 5G, perché non sarebbero di fatto utilizzabili.

Per fortuna c’è qualche novità. Gli studi dell’Icnirp si stanno focalizzando su una revisione dei limiti basata su una più precisa definizione degli effetti termici derivante, a sua volta, da una capacità di analisi degli aspetti dosimetrici più raffinata rispetto a quando furono fisati i limiti precedenti. Lo scorso anno, il Consiglio dei Ministri ha proposto nella propria Strategia nazionale per la banda ultralarga di uniformare i limiti nazionali a quelli europei in materia di elettromagnetismo. Potremmo approfittare della probabile e, a quanto sembra, imminente revisione dei limiti per riavviare le riflessioni sulla opportunità di adottare anche noi i limiti adoperati dal resto del mondo, rientrando con coerenza nella comunità scientifica.

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