AgLo sviluppo del 5G riguarda un insieme estremamente variegato di servizi e applicazioni che hanno il potenziale di rivoluzionare totalmente sia il modo di navigare su internet in mobilità, che il funzionamento del mondo di oggetti e servizi (pubblici e privati) che si muove intorno a noi.
I cittadini e le imprese potranno, grazie allo sviluppo della nuova generazione di reti ad altissima tecnologia e capacità di banda, sperimentare i benefici di tre macro-categorie di servizi che emergono all’orizzonte:
- enhanced mobile broadband (eMBB)
- massive machine type communications (mMTC)
- ultra-reliable and low latency communications (URLLC).
Sul primo insieme di servizi quello che ci si aspetta è la possibilità di avere accesso ad altissima capacità di banda mobile (fino a 20 Gigabit al secondo in download e 1 Gigabit in upload) capace di supportare gli sviluppi soprattutto di servizi video (a definizione sempre più elevata, dal 4K all’8K) e di realtà aumentata sui terminali d’utente, che paiono avere un futuro radioso – almeno a giudicare dalle scelte commerciali di piattaforme come Facebook e Snapchat – nel mercato mondiale.
Dal secondo e terzo insieme verranno invece le innovazioni principali sugli ecosistemi di servizi e industriali che razionalizzeranno i nostri consumi energetici (smart metering), ottimizzeranno le nostre necessità di muoverci (guida assistita), rivoluzioneranno e miglioreranno il nostro modo di vivere la casa e le nostre città (smart home, smart cities ecc..). nonché le nostre produzioni industriali (industria 4.0) e i nostri servizi pubblici essenziali (telemedicina e servizi di protezione civile).
Per raccogliere i frutti di questa gigantesca rivoluzione tecnologica e culturale, tutti gli attori sia privati che istituzionali si stanno muovendo su vari livelli. I grandi paesi e i relativi aggregati regionali (USA, Giappone, Cina, EU) stanno unendo gli sforzi in una competizione globale per realizzare quanto prima la messa a terra di queste reti, al fine di stimolare la crescita e guadagnare posizioni competitive sui mercati mondiali, mentre gli attori di mercato conducono le loro battaglie industriali sul terreno della standardizzazione e delle scelte tecnologiche.
Dal punto di vista dei soggetti pubblici la sfida è quella di individuare con precisione i trend istituzionali, tecnologici e di mercato che attualmente guidano lo sviluppo della tecnologia 5G, e, con particolare riferimento all’Autorità di regolamentazione, quella di individuare possibili criticità concorrenziali che potrebbero impedire o rallentare l’adozione, da parte delle imprese di telecomunicazioni, degli altri partner industriali e dei consumatori, della nuova tecnologia.
AGCOM da questo punto di vista si muove su una strada già ben tracciata, poiché a livello nazionale sono già partite – in anticipo su tutti gli altri paesi europei – i programmi di sperimentazione 5G promossi dal MiSE, mentre a livello europeo la Commissione ha fornito con chiarezza le priorità politiche con l’Action Plan 5G, e alcuni precisi spunti regolatori attraverso la proposta dello European Electronic Communication Code. Tuttavia, l’esigenza alla quale AGCOM ha voluto rispondere avviando – con la delibera n. 557/16/CONS del 25 novembre 2016 – un’indagine conoscitiva proprio per comprendere le prospettive di sviluppo dei sistemi wireless e mobili verso la quinta generazione (5G) è stato quello di calare tutte queste riflessioni nell’ambito del mercato nazionale e di affrontarne le sfide regolatorie più sostanziali.
Lo scopo dell’indagine è quindi duplice, in quanto ci si propone innanzitutto di raccogliere valutazioni di contesto – come la standardizzazione, i trend tecnologici e commerciali- e operativi – acquisendo dettagli su eventuali piani di sviluppo degli operatori – anticipando alcune riflessioni di tipo regolamentare.
Con riferimento ai profili regolamentari, questi si possono ricondurre a tre filoni principali:
- l’impatto sull’individuazione, assegnazione e declinazione degli obblighi (ad esempio, gli obblighi di copertura) sulle risorse frequenziali necessarie ad abilitare la rete 5G;
- I profili compatibilità fra regolamentazione ed investimenti relativi allo sviluppo di ecosistemi (small cells, MiMo) e reti (backhauling) che costituiscono gli elementi fondamentali per il deployment della rete 5G;
- Gli effetti dell’adozione della nuova tecnologia sugli scenari concorrenziali dell’evoluzione della rete 5G, che permetterà nuove forme di condivisione delle infrastrutture e delle reti tra gli operatori mobili, e delle modalità di gestione “intelligente” delle attività della rete (SDN/NFV) che serviranno a gestire di volta in volta le risorse della rete a seconda delle esigenze dei vari servizi, con evidenti ricadute sul principio di neutralità della rete;
Per quanto riguarda le frequenze, l’ecosistema 5G impiegherà una gamma variegata di frequenze diverse, aventi ciascuna caratteristiche peculiari. Infatti, una delle caratteristiche fondamentali dell’ecosistema 5G è che, data la maggiore capacità elaborativa dei terminali, questi potranno supportare un insieme ampio di frequenze e gestire di volta in volta il servizio fornito anche appoggiandosi su frequenze diverse. Il documento contiene dunque una ricognizione delle bande di frequenza già in uso o comunque armonizzate per le reti mobili in quanto già designate in sede ITU per i sistemi cosiddetti IMT (impiegate in 2G, 3G, 4G ed in futuro impiegabili per il 5G) e di quelle future candidate, poste nelle gamme di frequenze al di sopra dei 6 GHz.
Le questioni di breve periodo più rilevanti per l’AGCOM riguardano il rilascio della banda C (3.4-3.8 MHz), che ha caratteristiche soprattutto di banda di capacità, e quella della banda 700, utilizzabile per garantire maggiore copertura. Con riferimento alla banda 3.4-3.8, si richiede agli operatori di mercato di esprimersi su come l’attuale contesto regolamentare – con delle regole già definite sulla banda 3.6-3.8 delle attività di sperimentazione da portare avanti e la situazione di legacy sulla porzione 3.4-3.6 – possa impattare sullo sviluppo tecnologico e commerciale futuro della rete 5G. Per la banda 700 il discorso è invece più complesso, viste le attività di coordinamento internazionale che il MiSe sta portando avanti con i paesi confinanti, e l’ambizioso programma di refarming a livello europeo, si scontra con le condizioni del mercato nazionale a tutt’oggi sbilanciato sull’uso di broadcasting digitale terrestre.
Con riferimento alle bande di frequenza superiore ai 6 GHz, queste diventeranno sempre più importanti visto che frequenze più alte permettono di trasportare una quantità di dati maggiore e disponendo di blocchi di spettro contiguo molto più ampi. Ad esempio, sarebbero sperimentabili larghezze di banda pari a 1 GHz per operatore, con ricadute evidentemente straordinarie sulla capacità di banda disponibile. Tuttavia, visto che frequenze così alte necessitano forzatamente di una riduzione del raggio delle celle e quindi di una copertura più limitata, sarà necessario sviluppare un ambiente di investimento favorevole all’installazione, l’alimentazione e il coordinamento di small cells molto diffuse sul territorio.
In termini operativi, per quanto riguarda le bande più alte, quelle attualmente oggetto di studio in ITU sono comprese nella gamma tra 24.25 e 86 GHz, ed è obiettivo dell’indagine verificare quali siano le bande di maggior interesse per il mercato e quale sia l’aspettativa sull’ampiezza di banda necessaria.
Per quanto riguarda le modalità di rilascio dei diritti d’uso sullo spettro, il grande dibattito è tra due poli estremi, ovvero tra un modello (che sembra essere preferito dalla Commissione Europea) di tipo “rigido”, con un forte coordinamento in ambito comunitario, che prevede assegnazioni su base di esclusività ai singoli operatori e licenze di lunga durata per favorire gli investimenti, e alcuni modelli più sperimentali di spectrum sharing, proposte sia da AGCOM (con una recente consultazione che ha sottolineato l’importanza dei modelli LSA e LAA) che da altri regolatori come OFCOM. Il tema della condivisione delle frequenze in ottica 5G è particolarmente importante perché la presenza di altri servizi o usi precedenti (legacy) in alcuni paesi potrebbe ritardare l’armonizzazione delle frequenze a livello comunitario, rendendo necessario un modello di sharing più flessibile per evitare ritardi su scala regionale.
L’ultimo tema che coinvolge direttamente le frequenze è forse quello più affascinante, che riguarda come i regolatori declineranno gli obblighi di copertura nel nuovo ecosistema tecnologico. Visto che il 5G è una rete che dovrebbe abilitare applicazioni di servizi pubblici ed industriali su vasta scala, il primo impatto da valutare è la possibilità di immaginare degli obblighi di copertura cross-border tra gli Stati membri, per facilitare quelle applicazioni, come quelle relative al settore auto e ai trasporti, che potrebbero aver bisogno di coperture significative al di fuori del contesto nazionale o più focalizzate su alcuni corridoi logistici ad alto valore strategico. Altri servizi, come, ad esempio, le smart cities, potrebbero invece necessitare obblighi di copertura con determinati livelli di servizio anche per l’indoor o disegnati su base locale.
Il secondo profilo di tipo regolamentare riguarda l’individuazione delle criticità che potrebbero impedire gli investimenti per lo sviluppo delle infrastrutture di supporto alla rete 5G, soprattutto con riferimento alle small cells, alla densificazione della rete e alla predisposizione di reti adeguate di backhauling a supporto delle reti di accesso mobili. Su questo tema, l’approccio adottato dall’AGCOM coincide nell’impostazione con lo specifico obiettivo dell’Action Plan comunitario rivolto a facilitare il dispiegamento delle small cells, in linea con le previsioni della proposta di Codice europeo delle comunicazioni elettroniche, che prevede di snellire gli adempimenti amministrativi per ridurre i costi di installazione delle antenne, e che fa riferimento alla necessità di ridurre la differenziazione dei limiti alle emissioni di campo elettromagnetico tra vari paesi europei.
Un ultimo punto riguarda l’impatto dell’evoluzione delle architetture di rete 5G, che – a detta dell’industria – dovrebbero garantire scalabilità e agilità nella gestione e creazione dei servizi e nella condivisione delle reti, con particolare riferimento allo slicing virtuale. Allo stato, questa evoluzione dovrebbe essere rappresentata dall’impiego estensivo di tecnologie di virtualizzazione della rete, operanti sia nel nucleo della rete, come quelle di tipo SDN (Software Defined Networks) e NFV (Network Function Virtualization), sia ai bordi della rete, come ad esempio la tecnologia C-RAN (Cloud Radio Access Network), adottata per la virtualizzazione delle stazioni radio base.
Tutte queste tecnologie permettono di gestire in modo ottimale le risorse della rete di accesso e di trasporto, modulando il traffico a seconda di quanto richiede il servizio in un determinato momento e lasciando libere altre risorse di rete non necessarie. Un ruolo determinante in questo senso è assunto poi dalla componente di sistema denominata “orchestrazione”, rappresentata tipicamente da una piattaforma (c.d. orchestration platform) all’interno dell’architettura di rete 5G, in grado di distribuire e coordinare dinamicamente la gestione del ciclo di vita delle varie funzioni di rete.
Nell’ambito dell’indagine conoscitiva l’approfondimento di tali aspetti appare rilevante per valutare il potenziale impatto sia sulla gestione dello spettro radio che sulla concorrenza e la capacità degli operatori di condividere risorse fisiche, apparati e risorse spettrali, abbassando così i costi di gestione delle reti. Tuttavia, andrà anche valutato l’impatto sul principio di neutralità della rete, declinando in modo più specifico quali siano i margini perché la gestione intelligente della rete non sconfini della discriminazione ingiustificata di alcuni servizi.
L’indagine conoscitiva si conclude – dopo aver trattato i temi più strettamente regolamentari – approfondendo gli aspetti relativi allo sviluppo delle principali applicazioni wireless 5G, indagando sul grado di interesse degli operatori sullo sviluppo dei vari servizi “verticali”, ovvero le principali applicazioni wireless 5G.
Questa scelta è stata fatta in continuità con il lavoro fatto dall’Autorità con l’istituzione del tavolo M2M, con l’ambizione di fornire all’industria un punto d’incontro per parlare anche della realizzazione pratica di servizi commercializzabili. Tra i vari settori verticali presenti nella letteratura dedicata al 5G (auto e trasporti, manifattura e industria, media & entertainment, energia, sanità e benessere, etc.) viene trattato con un grado maggiore di dettaglio il settore dell’automotive, poiché è quello dove già sono state identificate – e in alcuni casi allocate – specifiche bande di frequenza, per applicazioni e per le quali sarà interessante acquisire informazioni sulle possibili complementarietà e/o sovrapposizioni con le reti tipicamente commerciali mobili 5G che potranno svilupparsi in linea con quelle attualmente disponibili 2G, 3G e 4G.
