All’alba del 5G mobile, bisogna ricordare che ogni passaggio tecnologico comporta, per gli operatori, notevoli investimenti. E gli investimenti addizionali devono essere supportati da ricavi addizionali.
Sappiamo che con 5G si intende l’insieme delle tecnologie e degli standard di quinta generazione relativi alla telefonia mobile. Ebbene, se con il 2G avvenne lo storico passaggio dalle telecomunicazioni analogiche a quelle digitali, tutte le successive evoluzioni (3G,4G,4G+) hanno avuto come obiettivi principali il raggiungimento di una velocità di connessione sempre maggiore, sul fronte della clientela, e, sul fronte degli operatori, l’incremento dell’efficienza spettrale (il numero di bit per ogni Hertz di spettro a disposizione dell’operatore).
Così, se da una parte gli investimenti per la migrazione tecnologica evolutiva sono stati possibili grazie alla crescente domanda di sempre maggiore velocità di accesso, dall’altra c’è stata la necessità di concentrare gli investimenti in aree maggiormente redditizie a discapito di altre più marginali; e questo sia da un punto di vista qualitativo (capacità di spesa dei potenziali clienti), sia quantitativo (capacità di copertura di aree densamente abitate).
Se si parla di modalità degli investimenti, è evidente come gli operatori “fixed” e “mobile” si siano mossi in maniera pressoché analoga: la storia di queste tecnologie ci ha dimostrato come l’avvento di una nuova generazione non sostituisca in toto la precedente. Il GSM (2G) è infatti, ad oggi, ancora lo standard più diffuso al mondo, con circa 3 miliardi di persone connesse in oltre 200 paesi.
Proprio la mancata capillarità degli investimenti ha portato alla nascita del cosiddetto “digital divide“, ossia diverse possibilità di accesso per i cittadini a seconda dell’area geografica di residenza. Le zone urbane e più avanzate economicamente dispongono di soddisfacenti infrastrutture di accesso, mentre le zone rurali/suburbane sono caratterizzate da una scarsa/insoddisfacente offerta tecnologica sia mobile che fissa.
Per poter colmare questo divario digitale, nei primi anni duemila iniziano ad emergere tecnologie “alternative”, riassumibili in una categoria chiamata “ponte”: il fixed wireless.
Il fixed wireless prende piede grazie alla liberalizzazione di un blocco di spettro radio all’interno dei 5GHz. Dal 2004 si affacciano sul mercato piccoli operatori che, attivi in aree geografiche mediamente piccole, con investimenti non particolarmente elevati e strutture snelle, offrono servizi di accesso in territori in digital divide.
Il 2007 in Italia segna un passaggio fondamentale: viene messa a gara una porzione di spettro liberata da utilizzi governativi: la banda 42 (3.4-3.6GHz).
Aria, Linkem e Telecom Italia sono i principali aggiudicatari di queste frequenze utili, all’epoca tramite tecnologia WiMax (3G), a fornire accesso fixed-wireless ai cittadini. Grazie al protocollo, e alla natura stessa dello spettro, non è più necessario essere in linea di vista per poter accedere al servizio.
Nell’arco di pochi anni, con un’importante serie di investimenti, gli operatori WiMax si ritagliano degli spazi interessanti di mercato e contestualmente erogano servizi di estrema valenza sociale, contribuendo in maniera significativa alla riduzione del digital divide del Paese.
Non tutto però è così semplice come potrebbe sembrare.
Se gli operatori mobili, grazie agli ingenti investimenti in licenze, hanno la possibilità di utilizzare frequenze “pregiate”, in particolare le cosiddette frequenze basse, sotto i 2GHz (tanto più la frequenza è bassa tanto più il segnale si propaga e tende ad aggirare ostacoli, tanto maggiore è il range di copertura o distanza massima servibile a parità di potenza elettromagnetica irradiata), gli operatori fixed wireless “liberi” hanno bisogno di installare i dispositivi radio dei propri clienti in linea di vista con l’antenna irradiante.
Inoltre, e questo è l’aspetto più rilevante, non hanno l’esclusiva nell’utilizzo dello spettro e perciò non riescono a garantire a priori le performances, dovendo gestire interferenze reciproche.
Altro punto dolente, le frequenze vengono assegnate in maniera estremamente onerosa, obbligando tra l’altro gli operatori aggiudicatari a coprire moltissime aree a fallimento di mercato, pena il ritiro delle frequenze stesse.
Gli operatori non licenziati continuano a sviluppare i propri business anche grazie a normative poco chiare sull’utilizzo di frequenze per scopi differenti da quelli dell’accesso cliente (in primis l’utilizzo delle frequenze dedicate all’accesso per il trasporto dei dati dal punto di accesso fino all’uscita internet: i ponti radio, per capirci, che in linea teorica dovevano essere esclusi dalla deregulation del 5GHz).
In questo difficile contesto, lo standard WiMax fatica a trovare un ecosistema numericamente valido a livello mondiale. La tecnologia, di nicchia, rimane tale e le sperate economie di scala sui terminali utente e le stazioni radio base non si sviluppano come immaginato. I costi degli investimenti e di gestione, d’altro canto, rimangono estremamente alti.
Nonostante ciò, gli operatori WiMax, specie in Italia, riescono a resistere nel mercato puntando sul futuro e sull’evoluzione tecnologica.
Evoluzione tecnologica che avviene a fine anni 2000 con l’introduzione del 4G (LTE) e del 4.5G (LTE Advanced). Per la prima volta il mondo del mobile e del fixed wireless vanno ad utilizzare la stessa tecnologia. Stesso core network, stesso protocollo di comunicazione, stessi standard. L’efficienza spettrale aumenta e contemporaneamente migliora la redditività di ogni singola base station: le performances crescono, per i clienti finali, di 10 volte.
Il mondo fixed wireless, grazie all’LTE advanced e agli investimenti incrementali, aumenta la sua penetrazione nel mercato e si pone, tra l’altro, come campo di prova di una serie di tecnologie propedeutiche al 5G (Beamforming, MIMO, riuso frequenziale, e così via).
Cosa accadrà ora con il 5G?
Tanto per cominciare, occorre sottolineare che gli operatori si mostrano per la prima volta scettici sul modello di business tradizionale. Gli investimenti sia mobili che fixed wireless sostenuti per il passaggio a LTE+ sono recentissimi ed il solo aumento di velocità non sarebbe sufficiente a giustificare il modello economico.
In secondo luogo, la vera trasformazione del 5G riguarderà soprattutto la capacità di connettere dispositivi tra di loro. Il 5G è infatti una tecnologia unificante ma, così come per il 4G, non potrà comunque essere valutata indipendentemente dalle frequenze utilizzate dagli operatori.
Se le frequenze sotto il GigaHertz permetteranno di connettere devices indoor in ambito smart city (come per esempio contatori energetici), questo non potrà essere garantito dalle frequenze intermedie (vedi 3.4-3.8 GigaHertz), che saranno invece sempre più utili per fixed wireless e strumenti outdoor quali ad esempio sistemi di monitoraggio ambientale, gestione del traffico, videosorveglianza; le frequenze più alte (dai 20GHz fino agli 80GHz) potranno, a loro volta, avere applicazioni in ambito densamente urbano, per servizi in tempo reale quali guida assistita e realtà virtuale mobile.
Intanto, in attesa che vengano definite le specifiche di dettaglio delle interfacce radio 5G NR, i principali vendors stanno effettuando dei test sul campo, mostrando le tecnologie chiave alla base del 5G.
In particolare, relativamente alla banda 42 (3.4-3.6 GHz), tramite l’adozione di soluzioni basate sul MIMO 64t 64r (64 ricevitori e trasmettitori per antenna), è stata raggiunta un’efficienza spettrale superiore di oltre 10 volte rispetto a WiMax e di cinque volte rispetto a LTE-A.
Concludendo, parlare di 5G in maniera generica, senza parlare di servizi differenziati rispetto alle frequenze è estremamente fuorviante: i governi cercano di valorizzare porzioni di spettro per fare cassa e lo fanno utilizzando, troppo spesso, leve emozionali quali il desiderio di innovazione tecnologica.
Il 5G sarà sicuramente il futuro, ma il suo successo dipenderà dalla capacità di creare differenti “layer” di servizi, che dovranno tenere in considerazione la natura intrinseca dello spettro radio.
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Questo articolo fa parte di un progetto di informazione che la nostra testata sta curando, sul destino delle frequenze per 5G e FWB, con l’aiuto dei nostri partner Fastweb e Tiscali.
