Telecomunicazioni 2030: ecco le otto tecnologie che plasmeranno il futuro

Le telecomunicazioni da sempre vivono e si fondano sull’innovazione tecnologica e mai come oggi stanno sperimentando un periodo di rapida evoluzione delle tecnologie di base e di sviluppo dei servizi. Oggi la sfida del settore è ancora più difficile rispetto al passato, in quanto resta molto elevata la pressione degli investimenti per implementare in modo pervasivo le nuove tecnologie, in un contesto di forte competizione sui servizi offerti ai clienti con marginalità e generazione di cassa in forte riduzione.

Presentiamo di seguito, sintetizzate nella figura 1, le otto più importanti innovazioni che modelleranno il futuro del settore e che influenzeranno le strategie di valorizzazione e monetizzazione adottate dagli operatori al fine di invertire la tendenza alla contrazione dei fondamentali economici e confermare il settore stesso come uno dei più strategici per lo sviluppo delle nostre economie e della nostra esistenza.

Figura 1: Le più promettenti tecnologie nel futuro delle Telecomunicazioni

Tecnologie radiomobili: verso l’ubiquitus coverage

Le prime tecnologie esaminate sono quelle radiomobili che continuano la loro corsa caratterizzata da ulteriori gradini prestazionali e funzionali, ossia una nuova generazione, ogni dieci anni. La prossima è quella del 6G, attesa intorno ai primi anni del decennio 2030. Come sappiamo il 5G ha già rappresentato una rivoluzione rispetto alle generazioni precedenti grazie alla sua capacità di offrire velocità di download e upload significativamente superiori, latenza estremamente bassa e la possibilità di connettere un numero molto elevato di dispositivi contemporaneamente. Le innovazioni future introdotte dal 6G miglioreranno ulteriormente queste capacità e introdurranno nuove applicazioni come la comunicazione olografica e l’integrazione avanzata con l’intelligenza artificiale.

Tra i nuovi obiettivi della vision IMT 2030 c’è inoltre la “Ubiquitus Coverage” ossia la copertura non solo dei terminali ma dell’intero territorio terrestre, oceani compresi. Per tale nuovo obiettivo devono essere opportunamente integrate le nuove costellazioni satellitari in orbita bassa (LEO), le quali evolvono molto velocemente, sostenute da investimenti privati rilevanti, consentendo velocità di cifra molto elevate e tempi di latenza molto più contenuti rispetto alle comunicazioni satellitarie in orbita Geo-stazionaria. Infine, un rilievo particolare, sempre nell’ambito delle coperture, va alle nuove reti 5G FWA (Fixed Wireless Access) a onde millimetriche stanno rivaleggiando con le connessioni in fibra ottica in termini di qualità elevata e costante.

Le tecnologie ottiche

Le tecnologie ottiche, parallelamente a quanto avviene nel contesto radio, stanno velocemente migliorando la copertura delle case e degli edifici a uso ufficio e industriali nel mondo. L’architettura ormai adottata in larga misura è la Fiber To The Home (FTTH) con strutture ad albero passive di tipo GPON Le innovazioni in questo settore includono, tra l’altro, l’uso estensivo della modulazione di lunghezza d’onda (WDM-PON).

Un’altra fondamentale innovazione tecnologica, che sta trasformando e continuerà a trasformare le reti di Telecomunicazioni di oggi e del futuro, è l’uso pervasivo del software.

Le reti sono sempre più basate sul software (Software Defined Networks: SDN) e le loro funzioni saranno prevalentemente virtualizzate, ossia realizzate con il software (Network Function Virtualization: NFV), permettendo una gestione più flessibile e dinamica delle risorse di rete, l’implementazione rapida di servizi e migliorando l’efficienza operativa con una significativa riduzione dei costi di gestione.

L’evoluzione verso reti basate sul software

L’evoluzione verso reti basate sul software è a sua volta abilitata dalle tecnologie di Edge Computing (o anche MEC: Mobile Edge Computing) che spostano il calcolo e l’elaborazione dei dati più vicino al punto in cui vengono generati, riducendo la latenza e migliorando la velocità di risposta. Questo è particolarmente importante per applicazioni che richiedono elaborazioni in tempo reale, come i veicoli autonomi e le applicazioni di realtà aumentata (AR) e realtà virtuale (VR) e l’applicazione pervasiva degli algoritmi di Intelligenza Artificiale (IA).

La crescita delle applicazioni e tecnologie a supporto di Internet Of Things (IOT)

Continuano a essere rilevanti l’innovazione e la decisa crescita di adozione delle applicazioni e tecnologie a supporto di Internet Of Things (IOT). La continua espansione del settore è abilitata dallo sviluppo e integrazione di dispositivi connessi in tutti gli aspetti della vita quotidiana, dalle smart home alle città intelligenti, dalle auto connesse agli smart meters. Da molti anni telefoni e PC non sono più gli unici oggetti connessi dalle reti di telecomunicazioni. Se ci limitiamo, ad esempio alle telecomunicazioni mobili, oggi abbiamo, nel nostro Paese, 80 milioni di SIM human e 30 milioni di SIM machine to machine (M2M) inserite negli oggetti intelligenti. Nelle reti di telecomunicazioni del futuro una delle specializzazioni più importanti sarà la gestione di un enorme numero di dispositivi intelligenti in luoghi con alta densità, garantendo al contempo sicurezza e gestione efficiente dei dati.

La sicurezza delle reti

Con l’aumento della digitalizzazione delle reti, delle infrastrutture strategiche e di gran parte dei processi delle aziende e delle pubbliche amministrazioni, la sicurezza delle reti diventa sempre più cruciale. Le innovazioni in questo campo includono, nel lungo termine, l’uso delle tecnologie quantistiche (Quantum Key Distribution), delle evoluzioni delle tecnologie blockchain per garantire la trasparenza e la sicurezza delle transazioni e lo sviluppo di nuovi protocolli di sicurezza per proteggere le reti dalle minacce informatiche.

IA e machine learning migliorano l’efficienza operativa

Analogamente a quanto sta avvenendo in modo generalizzato nella nostra economia, una delle più promettenti innovazioni tecnologiche per il settore delle Telecomunicazioni è l’Intelligenza Artificiale e il Machine Learning che stanno trasformando il settore migliorandone l’efficienza operativa, ottimizzando le reti e offrendo esperienze ai clienti personalizzate e proattive. Queste tecnologie sono utilizzate per la manutenzione predittiva delle reti, l’analisi dei dati in tempo reale e la gestione automatizzata del traffico di rete.

Le tecnologie per la realtà aumentata (AR) e la realtà virtuale (VR)

Nella lista delle innovazioni essenziali per le Telecomunicazioni un posto di rilievo hanno le tecnologie per la Realtà Aumentata (AR) e la Realtà Virtuale (VR). Esse si accingono a diventare applicazioni sempre più diffuse nelle telecomunicazioni, migliorando l’interazione dei clienti, l’efficacia delle operatività tecniche di field e creando nuove opportunità per i servizi immersivi. In tale ambito le Comunicazioni Multisensoriali stanno emergendo come una frontiera rivoluzionaria nelle telecomunicazioni, ampliando l’esperienza utente oltre il semplice audio e video per includere sensazioni tattili, olfattive e visive avanzate. Non c’è dubbio che la loro evoluzione dipenderà strettamente dalle capacità e dalle performances delle reti di nuova generazione.

Il potenziale del quantum computing

Infine, sebbene ancora in fase preliminare di sviluppo, consideriamo in questo approfondimento anche l’innovazione essenziale per il settore delle telecomunicazioni il Quantum Computing che ha un potenziale ancora superiore alle innovazioni fino a ora citate in grado di rendere disponibili capacità di calcolo senza precedenti per la gestione di enormi volumi di dati e la risoluzione di problemi complessi legati alla sicurezza e all’ottimizzazione delle reti.

Gli operatori di telecomunicazioni hanno dimostrato una straordinaria capacità nell’integrazione, sviluppo e gestione delle innovazioni tecnologiche, e nel tempo, attorno a loro, si sono sviluppate attività di ricerca e sviluppo, produzione e formazione. Dunque, non abbiamo alcun dubbio che le innovazioni qui considerate saranno correttamente integrate nelle reti assicurandone la decisa evoluzione, al solito compatibile con le generazioni recenti e attuali.

Nel tempo si è dimostrata, invece, più complessa la capacità di tradurre tali innovazioni in servizi e dati monetizzabili in termini di ricavi e margini in un contesto di competizione crescente facilitata da uno scenario regolatorio e antitrust decisamente orientato inizialmente a indebolire e cancellare i monopoli storici, ma che poi ha finito per essere una delle motivazioni di un generale indebolimento dell’intero settore.

In questo contesto nonostante che i servizi delle big tech (che includono le ben note aziende americane e cinesi come Google, Apple, Facebook, Amazon, Microsoft, Alibaba e TikTok) siano fortemente basati sulle performance delle reti di telecomunicazioni, le società Big Tech hanno capitalizzazioni di mercato di oltre 10.000 miliardi, superiori di quasi un ordine di grandezza rispetto agli Operatori di Telecomunicazioni tradizionali che si fermano a 1.500 miliardi di dollari.

Dunque, per gli operatori di telecomunicazioni, oltre all’uso e gestione dell’innovazione tecnologica, sarà importante una grande innovazione di mercato che fa perno su basi clienti comunque importanti. Dovranno essere accelerate strategie di decisa diversificazione dei servizi: espandere l’offerta oltre la connettività di base, includendo servizi transazionali digitali, contenuti media, servizi cloud e soluzioni IoT.

Dovranno essere diversificati gli investimenti in innovazione incrementando gli investimenti in R&S per sviluppare nuove piattaforme di servizio, nuove infrastrutture tecnologiche e migliorare l’efficienza operativa. Dovranno essere amplificate le attenzioni e focalizzazioni sui Clienti, migliorandone l’esperienza attraverso personalizzazione, qualità del servizio e nuove offerte di valore aggiunto.

Ancora una volta innovazione tecnologia e innovazione di mercato e, questa ultima, stavolta davvero, deve salire alla massima priorità possibile. I concetti presentati in questo lavoro sono stati illustrati al recente convegno del NAMEX 2024 ANNUAL MEETING, nell’ambito di un Key Note Speech sulle “Frontiere delle Tecnologie Digitali”, tenuto a Napoli il 4 giugno 2024.

Le telecomunicazioni e l’innovazione tecnologica

In questo capitolo si descrivono le otto più importanti innovazioni tecnologiche essenziali allo sviluppo delle nostre società ed economie che vedono al centro le nuove Reti di Telecomunicazioni.

L’evoluzione delle tecnologie wireless: dal 5G al 6G

Alla fine dello scorso anno 2023, in sede ITU (International Telecommunication Union), venivano indicati i requisiti della prossima generazione delle Telecomunicazioni (IMT 2030), con forte enfasi non solo al miglioramento delle caratteristiche già evidenziate nel precedente framework che ha dato vita al 5G, ossia IMT 2020, ma all’introduzione di nuovi scenari assai sfidanti.

Il 6G, la prossima generazione di tecnologia di rete mobile, promette di portare miglioramenti significativi rispetto al 5G, sia in termini di prestazioni che di nuove funzionalità. L’estensione delle prestazioni già introdotte riguarderà la significativa crescita della velocità di trasferimento dei dati, che si prevede fino a 1 Tbps (terabit per secondo), rispetto ai picchi di circa 10 Gbps del 5G. Ciò avverrà anche grazie all’uso delle frequenze fino al Terahertz (100 GHz – 1 THz), per il supporto di applicazioni che richiedono una larghezza di banda elevatissima, come lo streaming video in 16K^[1], gli scenari di realtà virtuale (VR) immersiva e di realtà aumentata (AR) avanzata.

Sarà ancora migliorata e ridotta la latenza che è attesa scendere sotto i 0,1 millisecondi, rispetto al millisecondo del 5G con un impatto cruciale per applicazioni in tempo reale come la chirurgia remota, i veicoli autonomi, e le interazioni di realtà estesa (AR e VR). Accanto alle prestazioni di latenza, miglioreranno quelle di alta affidabilità con obiettivo di indisponibilità non superiore a 10^-7, rispetto a 10^-5 dell’attuale generazione di rete. Migliorerà ancora il supporto agli oggetti intelligenti connessi con la possibilità di gestirne fino a 100 milioni / km², rispetto all’attuale specifica di 1 milione di oggetti al chilometro quadrato.

Nella figura 2 sono riportati gli schemi di riferimento di IMT 2030 (fonte ITU) con la sintesi dell’estensione delle funzioni e performance del 5G e le nuove funzioni introdotte in 6G.

Figura 2: Le prestazioni attese nei nuovi sistemi di Telecomunicazioni 6G

In aggiunta ai tre scenari già introdotti in IMT 2020 ossia le comunicazioni immersive (eMBB), le comunicazioni massive (mMTC) e le comunicazioni super affidabili a bassa latenza (HRLLC), ne vengono aggiunti ulteriori tre e precisamente l’Ubiquitus Communication, l’Intelligenza Artificiale e le comunicazioni e infine gli aspetti di comunicazione multisensoriale.

Le cosiddette Ubiquitus Communication, alle quali è affidato l’obiettivo di connettere l’intero pianeta, includono l’integrazione con le Non-Terrestrial Networks (NTN) e con le WiFi Networks di nuova generazione, concetto questo ultimo già affrontato nelle tecnologie 5G. Le NTN, che comprendono reti satellitari, stazioni stratosferiche ad alta quota e droni, sono cruciali per fornire connettività nelle aree dove le infrastrutture terrestri sono limitate o inesistenti.

Le reti satellitari e i sistemi HAPS possono garantire la connettività su navi, aerei e piattaforme off-shore, migliorando le comunicazioni per il trasporto marittimo e aereo. In caso di guasti o disastri naturali che colpiscono le reti terrestri, le NTN possono fornire una rete di backup, garantendo la continuità del servizio e la resilienza delle comunicazioni. Le NTN possono alleviare la congestione delle reti terrestri in scenari di alta densità di traffico, bilanciando il carico di dati e migliorando la qualità del servizio.

Satelliti ad alta capacità (High Throughput Satellites, HTS) possono fornire larghezza di banda significativa per supportare applicazioni ad alta intensità di dati, come lo streaming video in alta definizione, telemedicina e servizi di emergenza e in combinazione con essi i Low Earth Orbit (LEO) offrono latenze più basse rispetto ai satelliti geostazionari (GEO), migliorando le prestazioni per applicazioni in tempo reale come videoconferenze e giochi online.

Le NTN sono ideali per fornire connettività a veicoli in movimento, inclusi veicoli autonomi, treni ad alta velocità e flotte di trasporto, assicurando che rimangano connessi ovunque si trovino. Le NTN possono essere rapidamente implementate in aree colpite da disastri o in situazioni di emergenza, dove le infrastrutture terrestri sono state danneggiate o sono insufficienti.

Oltre alle NTN, il concetto di Ubiquitus Communications, rafforza e sostiene, qualora ve ne fosse ancora bisogno, il concetto di integrazione con le tecnologie WiFi. La motivazione è piuttosto evidente e risiede nel fatto che spingendo le telecomunicazioni all’uso delle frequenze molto elevate la penetrazione degli interni soffre e deve essere gestita attraverso la diffusione di sistemi WiFi perfettamente integrabili con le reti pubbliche, concetto questo già indirizzato nelle funzioni 5G e approfondito nel contesto 6G.

In questo ambito, il WiFi 7, noto anche come IEEE 802.11be, rappresenta un significativo passo avanti rispetto alle generazioni precedenti di WiFi. Il WiFi 7 raddoppierà la larghezza di banda massima dei canali, passando dai 160 MHz di WiFi 6 ai 320 MHz e utilizzerà la modulazione 4096-QAM, rispetto ai 1024-QAM di WiFi 6, permettendo una maggiore densità di dati e migliorando la velocità di trasmissione. Il WiFi 7 supporterà la capacità di utilizzare più bande (2.4 GHz, 5 GHz e 6 GHz) simultaneamente per migliorare la resilienza e la velocità di connessione. Infine, migliorerà le capacità MIMO, supportando fino a 16 stream spaziali, rispetto agli 8 stream di WiFi 6, aumentando significativamente la capacità e la copertura delle reti. Tali evoluzioni prestazionali e il confronto con le precedenti generazioni è illustrato nella figura 3.

Figura 3: L’evoluzione delle tecnologie WiFi verso lo standard WiFi7

Evolve velocemente la tecnologia 5G FWA basata sulle frequenze millimetriche. Le letture del mondo reale effettuate dagli utenti in tutta Italia stanno rivelando che 5G FWA e FTTH di prima generazione, forniscono livelli statisticamente equivalenti di qualità del servizio, entrambi sostanzialmente superiori rispetto alle linee FTTC/VDSL. Nello specifico, gli utenti del 5G FWA hanno raggiunto una qualità costante statisticamente equivalente con FTTH nell’intervallo dell’80%, superando di gran lunga il 74% misurato su FTTC/VDSL. I dati raccolti da dicembre 2023 a marzo 2024 hanno mostrato che le velocità di download su 5G FWA erano in media di 56,3 Mbps, dietro FTTH su 110,4 Mbps ma davanti ai 54,4 Mbps raggiunti su connessioni FTTC/xDSL. Ciò è illustrato nella figura 4.

Figura 4: Confronto tra 5G FWA su onde millimetriche e FTTH (Font Open Signal, 2023)

Nel 6G sarà nativa l’integrazione profonda dell‘intelligenza artificiale (AI) e del machine learning (ML) nella gestione delle reti e nell’ottimizzazione del traffico. L’AI può migliorare l’efficienza delle reti, prevedere e risolvere i problemi in modo proattivo, ottimizzare l’allocazione delle risorse e personalizzare l’esperienza utente. Nel prossimo paragrafo dedicato all’AI nelle Telecomunicazioni verranno approfonditi molti aspetti e casi d’uso relativi a questa integrazione.

Analogamente il 6G abiliterà lo sviluppo delle tecnologie di Integrated Sensing con le Telecomunicazioni a supporto delle comunicazioni olografiche e delle interfacce multisensoriali, che permetteranno esperienze utente immersive come illustrato nel prossimo paragrafo dedicato alle Telecomunicazioni Multisensoriali.

Infine, è utile evidenziare alcuni principi del design delle nuove reti che verranno a essere utilizzati in modalità nativa, o embedded, come la sostenibilità ed efficienza spettrale, l’intelligenza distribuita nella logica di edge computing e infine la sicurezza e privacy. Si prevedono significativi miglioramenti nell’efficienza energetica e spettrale per ridurre il consumo di energia delle reti. Reti più sostenibili e riduzione dei costi operativi, contribuendo anche a obiettivi di sostenibilità ambientale.

Oltre a quanto indicato relativamente all’evoluzione 6G, le tecnologie radio stanno evolvendo rapidamente, portando a innovazioni che migliorano la capacità, l’efficienza e la copertura delle reti wireless. Utilizzo della tecnologia UWB (Ultra Wide Band) per trasmissioni dati a corto raggio con larghezza di banda molto ampia. Implementazione di sistemi MIMO (Multiple Input Multiple Output) massivi, utilizzando un gran numero di antenne per migliorare la capacità e la copertura.

Implementazione di radio cognitive che possono adattarsi dinamicamente alle condizioni dello spettro radio, utilizzando frequenze non utilizzate o sottoutilizzate. Utilizzo di intelligenza artificiale e machine learning per ottimizzare dinamicamente le prestazioni delle reti radio. Sviluppo di antenne avanzate come le antenne riconfigurabili e le antenne a metamateriali.

Di rilievo è l’esplorazione e sviluppo di comunicazioni a frequenze THz per applicazioni ad altissima velocità. Le frequenze dei terahertz (THz) stanno emergendo come una frontiera promettente per le telecomunicazioni del futuro. Il range delle frequenze dei Terahertz si colloca tra le microonde e l’infrarosso, tipicamente tra 0.1 THz (100 GHz) e 10 THz. Tuttavia, per le applicazioni nelle telecomunicazioni, le frequenze che vengono maggiormente considerate si trovano nell’intervallo di 0.1 – 1 THz.

Le frequenze Terahertz possono supportare larghezze di banda significativamente più ampie rispetto alle frequenze attualmente utilizzate, consentendo velocità di trasmissione dati estremamente elevate, potenzialmente fino a terabit al secondo. Adatte per comunicazioni a breve distanza e ad alta densità, ideali per ambienti come uffici e fabbriche intelligenti. Sviluppo di tecniche di modulazione avanzate e antenne specializzate per migliorare l’efficienza dello spettro e la qualità del segnale. Le comunicazioni Terahertz possono offrire canali sicuri e difficili da intercettare grazie alla necessità di linee di vista dirette.

In sintesi, le frequenze dei Terahertz offrono un enorme potenziale per rivoluzionare le comunicazioni wireless, abilitando nuove applicazioni che richiedono larghezze di banda estremamente elevate e trasmissioni dati ultrarapide. Tuttavia, ci sono ancora numerose sfide tecnologiche e ingegneristiche da superare prima che possano essere adottate su larga scala.

L’evoluzione delle reti di accesso in fibra ottica e delle tecnologie ottiche

Come ben noto, l’architettura delle reti di nuova generazione è oggi pervasivamente basata su una componente di accesso in fibra ottica fino alle abitazioni FTTH^[2] con topologia ad albero caratteristica della tecnologia GPON^[3] e fino alle sedi delle aziende FTTB^[4] e delle antenne FTTA^[5] con topologia di tipo Punto-Punto (P2P), nelle nuove tecnologie di accesso mobile per i cosiddetti collegamenti di Fronthauling sono necessarie addirittura più fibre ottiche punto – punto per ciascun sito radio.

GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network) è la tecnologia di accesso in fibra ottica che consente la condivisione di una sola fibra ottica in rete primaria tra più utenti, oggi in genere 64, ma vi sono realizzazioni con performance più spinte che riducono a 32 o anche a 16 il rapporto di splitting che individua il numero di terminazioni per singola fibra di rete primaria. In una rete GPON, il segnale viene trasmesso dalla centrale locale tramite gli apparati OLT (Optical Line Termination) attraverso una fibra ottica fino a un’unità di distribuzione ottica ODN (Optical Distribution Node), che contiene gli apparati passivi di splitting, vicino agli utenti finali, che a loro volta si connettono tramite alle terminazioni ottiche ONT (Optical Network Termination) istallate all’interno delle abitazioni.

La tecnologia GPON, in particolare la generazione XGS PON, raggiunge oggi velocità di trasmissione dati fino a 10 Gbps (Gigabit al secondo) simmetrica in entrambe le direzioni. Le GPON utilizzano due lunghezze d’onda: una lunghezza d’onda per la trasmissione dati downstream (dalla centrale agli utenti finali) e una lunghezza d’onda per la trasmissione dati upstream (dagli utenti finali alla centrale). In particolare, la lunghezza d’onda utilizzata per la trasmissione dati downstream è di 1490 nanometri (nm), pari a 201 Terahertz, mentre la lunghezza d’onda utilizzata per la trasmissione dati upstream è di 1310 nm. Queste lunghezze d’onda sono le meno soggette ad attenuazione rispetto ad altre. È supportata anche una terza lunghezza d’onda di 1550 nm utilizzata per la trasmissione di segnali di controllo e monitoraggio della rete. Dentro le abitazioni è posizionato l’apparato di terminazione ONT che può essere separato o integrato nel Modem (o Access Gateway).

Nell’architettura FTTH ciascuna fibra che esce dalla centrale locale (rete primaria) viene connessa a 64 fibre ottiche che raggiugono le abitazioni (rete secondaria) tramite un sistema di splitter istallati negli armadi ottici ODN. Negli edifici viene istallato un punto di terminazione ottica denominato PTE (Punto di Terminazione di Edificio) che rappresenta il punto di separazione tra la rete ottica stradale e la rete ottica interna agli edifici. I collegamenti in rete secondaria, dall’armadio ottico verso le sedi cliente, sono di tipo punto-punto ossia c’è una fibra per ciascuna unità immobiliare.

Oggi le reti GPON, come già indicato, sono in fase di evoluzione con la nuova tecnologie XGS-PON che consente di quadruplicare le velocità raggiungibili in fibra. Le tecnologie GPON e XGS-PON possono coesistere sulla stessa fibra attraverso l’utilizzo di filtri ottici e sulle stesse schede elettroniche degli OLT con porte sia in tecnologia sia GPON che XGS-PON. Tale tecnologia è in grado di raggiungere 10 Gbps sia upstream che downstream (d seguito anche 10/10 Gbps).

Il successo dei sistemi PON è dovuto all’elevata capacità trasmissiva, alla flessibilità di allocazione della banda e soprattutto alla possibilità di condividere il costo della rete ottica primaria e degli OLT tra molti utenti e di realizzare una rete punto-multipunto totalmente passiva, basata su componentistica ottica di basso costo e altamente affidabile.

La compatibilità dei sistemi di nuova generazione con la rete ottica già posata e la possibilità di coesistere sulla stessa fibra ottica con quelli di generazioni precedenti, grazie alla differente allocazione spettrale sono sempre stati requisiti fondamentali raccomandati dagli Operatori per evitare costosi interventi di adeguamento dell’infrastruttura di rete: la migrazione da una tecnologia PON più vecchia a una più attuale può avvenire così in maniera graduale, sostituendo solo gli apparati terminali del collegamento, senza intervenire sulla rete di distribuzione ottica. Tra le prossime evoluzioni della tecnologia PON quelle più promettenti sono le HS-PON con velocità fino a 50/50 Gbps, con versioni multicanale su diverse lunghezze d’onda (TWDM).

Oltre alle crescenti prestazioni di velocità e simmetria, le reti di accesso in tecnologia PON, come molti altri elementi delle reti di telecomunicazioni, sono basate sul software con funzioni di controllo (control plane) basate su ambienti operativi open e infrastrutture di computing general purpose (anche se ad elevate prestazioni spesso con la presenza di acceleratori) e funzioni di trasmissione e istradamento del flusso dei dati in tecnologia ASIC (data plane).

Le crescenti potenzialità delle tecnologie SDN (Software Defined Networks), NFV (Network Function Virtualization) e CLOUD NATIVE per l’automazione e la virtualizzazione delle reti trovano applicazione anche al segmento della rete di accesso fissa analogamente a quanto sta avvenendo, come discuteremo più avanti, sulle reti di accesso mobili con l’approccio Open RAN.

Altre evoluzioni rilevanti nell’ambito delle tecnologie ottiche riguardano il miglioramento degli amplificatori ottici, come gli amplificatori a fibra drogata con erbio (EDFA) e i nuovi amplificatori a fibra drogata con tulio (TDFA), l’adozione di tecniche di modulazione avanzate come la modulazione di ampiezza di quadratura (QAM) a multipli livelli e tecniche per ottenere una maggiore efficienza spettrale, permettendo di trasmettere più dati utilizzando la stessa larghezza di banda. Utilizzo della tecnologia di comunicazione ottica coerente per migliorare la capacità di trasmissione e la tolleranza agli errori. Sviluppo di circuiti integrati fotonici (PIC) che combinano molteplici funzionalità ottiche su un singolo chip. Utilizzo di fibre ottiche con multipli core per aumentare la capacità di trasmissione. Espansione dell’uso dello spettro ottico per includere lunghezze d’onda oltre le tradizionali bande C e L, come le bande S e U.

L’evoluzione delle tecnologie di rete basate sul software

L’evoluzione delle tecnologie di virtualizzazione delle funzioni di rete (NFV o Network Funtion Virtualization), delle reti definite dal software (SDN), caratterizzate dalla separazione delle funzioni di controllo (Clontrol Plane) da quelle che consentono il flusso dei dati destinati e originati dai terminali (User Plane) e la conseguente profonda trasformazione delle architetture nella logica Edge Computing (MEC o Mobile Edge Computing) costituisce oggi una frontiera e un obiettivo di evoluzione mandatorio.

Con le tecniche di virtualizzazione le funzioni di rete (VNF o Virtual Network Function più recentemente denominate CNF o Cloud Network Function) hanno adottato tutte le più moderne tecnologie di ingegneria del software in modo da creare istanze di rete implementabili su hardware generico, ad elevate prestazioni grazie a opportuni acceleratori, interrompendo il paradigma di una funzione di rete implementata nel suo hardware dedicato e specifico. Essendo le funzioni di rete istanze software ben containerizzate e accessibili tramite interfacce di programmazione, è possibile creare nuove istanze al crescere del traffico e delle richieste dei clienti, e analogamente è possibile spegnere le varie istanze quando il traffico di rete rientra nelle situazioni di normalità o di volume basso.

Con la trasformazione delle funzioni di rete in base alle più moderne tecnologie software è stato possibile separare le funzioni di controllo (Control Plane) da quelle di accesso e di gestione del flusso dei dati (User Plane), in modo da specializzare le prime nella gestione delle funzioni di configurazione, monitoraggio, controllo degli accessi, gestione dei profili degli utilizzatori e le seconde nella gestione di altissimi volumi di traffico con tempi di latenza infinitesimi e alta affidabilità di esecuzione. Questa impostazione architetturale è nota come SDN o Software Defined Networks. Le funzioni del piano di controllo, inoltre, sono oggi caratterizzate dalla presenza di molte interfacce di programmazione (API o Application Programming Interface) le quali consentono la programmabilità e l’uso delle funzioni elementari di rete ad applicazioni di terze parti specializzate nel software per la creazione di nuovi servizi.

In altri termini le reti di nuova generazione definite dal software si orientano sempre di più a diventare delle piattaforme con funzioni di rete standardizzate e flessibili le quali espongono API per la generazione di nuovi servizi e per il supporto di applicazioni destinate ai clienti finali.

Date le performance e il livello di disponibilità richiesti, le VNF (o CNF) devono essere distribuite sul territorio e dunque le vecchie centrali di telecomunicazioni, che ospitavano apparati tradizionali basati su hardware dedicato, lasciano lo spazio a moderni data center distribuiti, secondo il paradigma Mobile Edge Computing, in modo da costituire una rete di computing distributiva, edge computing, e performante.

In prospettiva in una rete delle dimensioni di quella nazionale con circa 20 milioni di linee fisse e 110 milioni di linee mobili si prevede la diffusione nel medio lungo termine di circa 3000 nodi di Edge connessi ai punti di accesso (i building) e alle antenne radio per il 5G e 6G tramite collegamenti in fibra ottica. In questi nuovi nodi Edge trovano allocazione le funzioni di rete, i servizi applicativi e i dati raccolti dai clienti per una preelaborazione locale e una fruizione in tempo reale di risultati immediati e sintetici.

L’architettura delle reti di nuova generazione, soprattutto nel caso di sviluppo di coperture estensive basate su small cells, sarà decisamente basata sulla componente di accesso mobile in tecnologia 5G Open RAN (O-RAN), dove la RAN (Radio Access Network) è la rete di accesso radio. Queste reti sono oggi il migliore esempio di reti definite dal software, completamente virtualizzate, con API standard e sistematica applicazione delle architetture MEC prima descritte.

Una illustrazione sintetica dell’Architettura delle Reti di Nova Generazione barate sul Software e della distribuzione dell’Edge Computing è illustrata nella figura 5. Si possono individuare agevolmente la rete di accesso mobile, basata sulle architetture O-RAN, la rete di accesso fissa completamente basata su portanti in fibra ottica, con alcune applicazioni del Fixed Wireless Access, prevalentemente realizzato sulle onde millimetriche, i POP locali, in dimensioni di alcune miglia basati sul modello Edge Computing ove i POP sono Data Center a tutti gli effetti e ospitano le varie funzioni di rete virtualizzate. Nei POP locali vi sono prevalentemente le CNF degli user plane e nei POP centrali quelle del Control Plane e delle piattaforme di servizio.

Figura 5: Architettura delle Reti di Nuova Generazione con tecnologie NFV (Network Function Virtualization) , SDN (Software Defined Networks) , API (Application Programming Interface) , MEC (Mobile Edge Computing).

O-RAN, la nuova frontiera delle reti mobili

In questo contesto, O-RAN rappresenta la nuova frontiera delle reti mobili, un settore dove è in atto un radicale processo di trasformazione digitale: ad esclusione dell’antenna e di uno strato minimo di funzionalità a ridosso di questa (la Radio Unit: RU), il resto della rete di accesso mobile è basato su funzioni software installate su hardware generico con acceleratori basati su tecnologie High Performance Computing. Lo schema di massima è rappresentato nella Figura 6.

Le caratteristiche di tale trasformazione consentono evidentemente un abbattimento delle barriere all’ingresso per nuovi player tecnologici con grande interesse da parte degli Operatori di Telecomunicazioni, innanzitutto per le aspettative di contenimento dei costi, un tema rilevante se consideriamo che sulla radio si spende quasi l’80% degli investimenti di rete mobile, ma anche in virtù dei benefici attesi in termini di semplificazione gestionale e miglioramento delle performance. Un’analisi di ABI Research^[6], ad esempio, sebbene sostenga che l’aumento degli investimenti sull’accesso radio nel periodo 2021 – 2030 sia presumibilmente di tipo moderato nel suo complesso, prevede per O-RAN un elevato tasso di crescita, stimato intorno al 35%, e in gran parte dovuto ad operazioni di sostituzione sull’installato.

Figura 6: Architettura O-RAN

L’applicazione del 5G ad usi privati, nuova frontiera di sviluppo delle reti mobili^[7], rappresenta un ulteriore scenario da considerare, anche in virtù della forte focalizzazione sul tema dei costi e degli oneri gestionali a carico dell’utente finale (tipicamente un’azienda manifatturiera o un gestore di servizi), un tema che vede O-RAN come elemento di facilitazione e quindi di accelerazione^[8]. Va fatto notare tuttavia che in Italia questo mercato è indirizzabile al momento solo attraverso l’Operatore licenziatario di frequenze. Le potenzialità del mercato privato in Francia e Germania, dove il Regolatore ha destinato delle frequenze ad-hoc gestibili direttamente dall’utente finale il quale, pertanto, potrà essere indirizzabile in modo diretto, risultano in forte crescita di sperimentazioni e use case.

I blocchi funzionali dell’architettura Open RAN includono gli elementi di rete della catena trasmissiva. Tali funzionalità sono: la Radio Unit (RU), spesso integrata con l’antenna, che implementa le funzioni di strato fisico di basso livello, e i due blocchi che realizzano le funzionalità cosiddette di “banda base”, la Distributed Unit (DU) e la Centralized Unit (CU).

Inoltre, l’architettura Open RAN si sviluppa nell’area di gestione, orchestrazione e automazione rappresentata dal blocco SMO (il Service Management and Orchestration), a cui vanno aggiunti i due blocchi del RIC (il Radio Intelligent Controller, non real time e near real time, rispettivamente) che implementano le funzionalità di autoconfigurazione, gestione delle risorse radio ed applicazione delle policy.

Gli Operatori di Telecomunicazioni indicano la riduzione dei costi come elemento fondante dei loro piani di adozione di Open RAN, piani che però non hanno ancora rilasciato ufficialmente in attesa di comprendere con più chiarezza l’entità del beneficio.

Analogamente a quanto visto nelle reti di accesso mobili, anche nell’accesso fisso in fibra ottica è prevista l’introduzione di soluzioni Software Defined Access Network (SDAN) è basata su concetti di programmabilità avanzata dei nodi di accesso, astrazione delle risorse fisiche e disaggregazione funzionale fra Management Plane (MP), Control Plane (CP) e Data Plane (DP). Essa promette lo sviluppo di un’infrastruttura tecnologica di accesso, multivendor e multi-tecnologia, la cui fruizione sia aperta e condivisibile fra differenti operatori e soggetti interessati, secondo modelli wholesale innovativi più efficaci rispetto ai tradizionali.

Gli apparati Disaggregated OLT (OLT disaggregato) sono un tipo di OLT (Optical Line Terminal) che separa l’hardware dalla logica di controllo della rete. In altre parole, anziché avere l’hardware OLT e la logica di controllo integrati in un unico dispositivo, l’OLT disaggregato consente di separare l’hardware OLT dalle funzionalità di controllo e gestione di rete, le quali possono essere eseguite su un server separato.

L’idea alla base degli OLT disaggregati è quella di rendere più flessibile e scalabile l’implementazione di reti a fibra ottica. Con gli OLT disaggregati, è possibile utilizzare hardware OLT di diversi fornitori, poiché la logica di controllo e gestione della rete è separata dall’hardware stesso. In questo modo, gli operatori di rete possono scegliere gli hardware OLT in base alle loro esigenze specifiche e utilizzare la logica di controllo e gestione di rete esistente per integrarli nella loro infrastruttura di rete.

Le tecnologie SDN e NFV

Nell’ambito delle attività della SDN and NFV Work Area dal BroadBand Forum, ente internazionale di standardizzazione, è stato proposto il business framework Fixed Access Network Sharing. In tale contesto i soggetti Virtual Network Operator interagiscono con l’Infrastructure Provider (InP) al fine di acquisire la gestione e il controllo di una porzione della rete di accesso, realizzata dall’InP e fisicamente distribuita su una particolare regione del territorio. Ciascun operatore virtuale ottiene così la capacità di erogare servizi alla propria utenza finale attraverso un’infrastruttura di accesso “virtualizzata” dall’InP (virtual OLT, virtual AN).

In definitiva le tecnologie SDN e NFV consentono di disaccoppiare le funzioni di rete dall’hardware fisico, permettendo una gestione centralizzata e una configurazione dinamica delle risorse di rete. Viene facilitata l’automazione delle operazioni di rete, inclusi provisioning, configurazione, monitoraggio e risoluzione dei problemi. Le reti virtualizzate riducono la necessità di investimenti in hardware dedicato e permettono l’uso di hardware standardizzato e meno costoso e consentono di implementare nuove funzioni di rete come servizi software, riducendo il tempo necessario per introdurre nuove funzionalità e servizi sul mercato.

Le tecnologie SDN permettono un controllo granulare e dinamico del traffico di rete, garantendo una migliore qualità del servizio per applicazioni critiche. L’intelligenza integrata nelle reti SDN e NFV permette loro di adattarsi automaticamente ai cambiamenti nel traffico e nelle condizioni di rete. La virtualizzazione delle funzioni di sicurezza (come firewall, sistemi di rilevamento delle intrusioni) facilita l’implementazione di soluzioni di sicurezza distribuite e adattive. Le tecnologie SDN e NFV sono fondamentali per l’implementazione del MEC, che porta capacità di calcolo e storage vicino agli utenti finali. Le piattaforme SDN offrono una visibilità centralizzata della rete, permettendo un monitoraggio continuo e un controllo fine delle risorse di rete. Le tecnologie SDN e NFV favoriscono l’adozione di standard aperti e l’interoperabilità tra diversi fornitori e tecnologie di rete.

L’edge computing tecnologia chiave per il futuro delle telecomunicazioni

L’edge computing (o Mobile Edge Computing) sta emergendo come una tecnologia chiave per il futuro delle telecomunicazioni, offrendo vantaggi sui tempi di risposta, resilienza e sostenibilità, rispetto ai modelli tradizionali di cloud computing, infatti tali architetture:

• riducono le distanze che i dati devono percorrere, spostando l’elaborazione più vicino ai clienti;
• riducono la quantità di dati che devono essere trasmessi verso i data center centrali;
• incrementano la resilienza della rete distribuendo l’elaborazione dei dati su più nodi edge;
• elaborano localmente i dati riducendo la necessità di trasferire informazioni sensibili a data center remoti, migliorando la sicurezza delle applicazioni.
• consentono la gestione e l’elaborazione dei dati generati dai dispositivi IoT in tempo reale;
• forniscono contenuti e servizi con tempi di risposta rapidi e affidabili.
• facilitano la scalabilità delle applicazioni e dei servizi distribuendo l’elaborazione su più nodi;
• diminuiscono il consumo energetico complessivo delle reti grazie all’elaborazione locale, alla possibilità di uso di fonti energetiche negli edge data center distribuiti e alla riduzione del trasferimento di grandi volumi di dati.

L’evoluzione dell’IoT nelle reti e nei “digital twin” delle infrastrutture critiche

Gli oggetti intelligenti crescono in numero e in importanza economica grazie allo sviluppo delle reti di telecomunicazione a banda ultra larga e 5G, queste, a loro volta, hanno da alcuni anni assegnato massima priorità e il massimo supporto a queste nuove sorgenti intelligenti in quanto costituiscono un significativo driver di crescita. Abbiamo oggi in Italia circa 80 milioni di terminali mobili con SIM human e oltre 140 milioni di oggetti intelligenti connessi dei quali il 25% dotati di SIM Machine To Machine (M2M) e gli altri connessi con altre tecnologie di comunicazione (LPWA, Low Power Wireless Access).

Le tecnologie che connettono gli oggetti intelligenti sono note con il nome di Internet Of Things (IOT) e le innovazioni tecnologiche ad esse collegate promettono di trasformare numerosi settori e aspetti della vita quotidiana, migliorando l’efficienza, la connettività e la capacità di analisi dei dati. L’integrazione di intelligenza artificiale (AI) e machine learning (ML) nei dispositivi IoT e nelle loro piattaforme software di supporto, con l’analisi avanzata dei dati in tempo reale, con l’auto-apprendimento e l’automazione intelligente, con l’elaborazione dei dati assicurata vicino alle fonti, stanno accelerando i casi d’uso e il relativo mercato di riferimento.

Il mercato IOT continua a crescere nel mondo e in Italia dove, in accordo alle ricerche pubblicate dagli Osservatori Digital Innovation del Politecnico di Milano nel mese di Aprile 2024, ha raggiunto gli 8,9 miliardi di euro suddivisi nel mercato delle Smart Car, o automobili connesse, con 1,56 miliardi^[9], il mercato degli Smart Meter con 1,4 miliardi, il mercato degli Smart Building che segue a ruota con 1,3 miliardi e il mercato delle Smart Cities ormai maturo e giunto alla soglia del miliardo di euro, soltanto per citare le componenti più importanti nell’ambito del più generale mercato dell’Internet Of Things in Italia.

Nella figura 7, qui sotto, vediamo la dinamica del mercato IOT dal 2020 al 2023 e la composizione del mercato stesso nei mercati elementari che lo costituiscono. Nel 2023, rispetto al 2022, il settore ha registrato una crescita ulteriore del 9% che va a proseguire la forte dinamica registrata negli anni precedenti.

Figura 7: L’evoluzione del mercato IOT in Italia (Fonte: Osservatori Digital Innovation, Politecnico di Milano, 2024)

La progressiva diffusione delle reti di telecomunicazioni a Banda Ultra Larga ottiche e 5G, e in futuro del 6G, moltiplica le connessioni ultraveloci, a bassa latenza e ad alta affidabilità. I sensori diventano più piccoli, più economici e più potenti, grazie alle nano-tecnologie e ai materiali avanzati abilitando consumi energetici ridotti e alimentazione da fonti di energia rinnovabile. Le migliori crescite nel mercato dell’IoT si registrano nelle industrie o Smart Factoring, con una dinamica del + 16%, per il monitoraggio e l’automazione di macchinari e l’ottimizzazione delle catene di produzione e la gestione delle risorse e inoltre si registrano ottime crescite anche nelle Smart Cities, con un + 15%, per la crescente adozione di tecnologie e soluzioni per gestire infrastrutture urbane, trasporti, servizi pubblici e sicurezza.

Le categorie e tipologie di oggetti intelligenti connessi stanno crescendo e contribuendo all’innovazione di vari settori e sono abbinati alle App che gestiscono il loro modello digitale (Digital Twin) raccogliendo i dati da questi generati e consentendo il comando a distanza. Solo a titolo di esempio descriviamo di seguito alcuni contesti rilevanti dove si stanno maggiormente sviluppando gli oggetti intelligenti e le connessioni che li interessano.

Smart transportation

Smart Transportation (Trasporto Intelligente), che include le Smart Cars (Auto Intelligenti), veicoli connessi che utilizzano sensori e internet per migliorare la sicurezza, la navigazione e con sistemi di assistenza alla guida avanzati (ADAS) e i Fleet Management Systems (Sistemi di Gestione delle Flotte), ossia soluzioni che monitorano la posizione, il comportamento di guida e la manutenzione dei veicoli di una flotta per ottimizzare le operazioni e ridurre i costi.

Smart Cities e Smart Grids

Smart Cities (Città Intelligenti) e le Smart Grids (Reti Elettriche Intelligenti) che includono i sistemi che ottimizzano la distribuzione e il consumo di energia, migliorando l’efficienza e riducendo le perdite; gli Smart Traffic Management (Gestione Intelligente del Traffico) ossia i sistemi di monitoraggio del traffico che utilizzano dati in tempo reale per ottimizzare i flussi di traffico e ridurre la congestione.

I sistemi di public safety

I sistemi di Public Safety (Sicurezza Pubblica) ossia Sensori e Telecamere connessi che monitorano la sicurezza pubblica, rilevano incidenti e coordinano le risposte delle forze dell’ordine, oggi davvero in rapidissima crescita nelle città di tutto il mondo. Le tecnologie di Environmental Monitoring (Monitoraggio Ambientale) con sensori che monitorano la qualità dell’aria, dell’acqua e altri parametri ambientali per migliorare la gestione delle risorse naturali e infine, i Disaster Management Systems (Gestione dei Disastri) che sono realizzati con tecnologie che rilevano e rispondono rapidamente a disastri naturali come terremoti, inondazioni e incendi.

I sistemi smart home

Smart Home (Casa Intelligente) con gli Smart Meters (Contatori Intelligenti) che monitorano e gestiscono il consumo di energia, acqua e gas, fornendo dati in tempo reale ai consumatori e alle utility per una gestione più efficiente delle risorse. I famosi e promettenti Home Assistants (Assistenti Domestici) ossia i dispositivi che utilizzano assistenti vocali per controllare altri dispositivi smart, rispondere a domande e fornire informazioni.

Termostati Intelligenti e smart lighting

Termostati Intelligenti: dispositivi che apprendono le abitudini degli utenti e regolano automaticamente la temperatura per migliorare l’efficienza energetica. Smart Lighting (Illuminazione Intelligente): lampadine e sistemi di illuminazione che possono essere controllati da remoto tramite app o comandi vocali.

Sistemi di sicurezza intelligenti

Sistemi di Sicurezza Intelligenti: telecamere di sorveglianza, campanelli video e sensori di sicurezza che monitorano la casa e inviano avvisi in tempo reale.

Industrial IoT (IIoT)

• Smart Manufacturing (Manifattura Intelligente): Macchine e robot connessi che migliorano l’automazione e l’efficienza delle linee di produzione.
• Predictive Maintenance (Manutenzione Predittiva): Sensori che monitorano lo stato delle macchine e prevedono i guasti per ridurre i tempi di inattività e i costi di manutenzione.
• Supply Chain Management (Gestione della Catena di Fornitura): Sistemi che tracciano e gestiscono l’inventario, la logistica e il trasporto delle merci in tempo reale.

Smart Agriculture (Agricoltura Intelligente)

• Precision Farming (Agricoltura di Precisione): Sensori che monitorano le condizioni del suolo, l’umidità, la temperatura e altri parametri per ottimizzare l’uso delle risorse e migliorare i raccolti.
• Livestock Monitoring (Monitoraggio del Bestiame): Dispositivi che monitorano la salute e il comportamento degli animali per migliorare la gestione delle mandrie e la produttività.

Quanto sino a qui presentato dimostra una chiara tendenza di mercato e una chiara opportunità per il settore delle telecomunicazioni a patto che si arricchiscano le competenze dalla pura connettività all’integrazione di molte componenti, protocolli, analisi dei dati e funzioni di comando e controllo. Ad avviso di chi scrive questo è possibile e opportuno: gli Operatori di Telecomunicazioni si differenziano per la capacità di dare assistenza territoriale ai clienti, di monitorare la complessità dei contesti IOT, di seguire le esigenze dei clienti in modo continuo sempre conservando la funzionalità di ciò che è già in rete.

La cybersecurity nelle reti di nuova generazione

Le Reti di Nuova Generazione utilizzano algoritmi di cifratura avanzati e end to end per proteggere i dati trasmessi e inoltre implementano meccanismi di autenticazione sofisticati, come l’autenticazione mutuamente autenticata, che verifica sia l’utente che la rete, riducendo il rischio di attacchi di spoofing. Le reti NGN garantiscono l’integrità dei dati trasmessi, assicurando che non siano stati alterati durante la trasmissione. Le reti 5G includono misure per prevenire gli attacchi MitM, che sono più comuni nelle reti Wi-Fi, dove un attaccante può facilmente intercettare e alterare il traffico di rete.

Nel 5G, il piano di controllo e il piano utente sono separati, migliorando la sicurezza. Questa separazione rende più difficile per gli attaccanti ottenere il controllo completo della rete. Il 5G supporta il “network slicing”, che permette di creare segmenti di rete virtuali indipendenti l’uno dall’altro. Ogni slice può essere configurato con proprie politiche di sicurezza, isolando meglio i diversi tipi di traffico. Il 5G implementa protocolli di sicurezza avanzati come l’IPSec (Internet Protocol Security) e il TLS (Transport Layer Security) per proteggere la comunicazione tra i vari componenti della rete.

Le reti 5G utilizzano schemi di gestione delle chiavi di sicurezza più avanzati, che migliorano la protezione contro le compromissioni delle chiavi e l’uso non autorizzato.

La tecnologia Quantum Key Distribution

Con l’evoluzione della ricerca nelle tecnologie quantistiche, sta emergendo con forza la tecnologia Quantum Key Distribution (QKD). Tale tecnologia permette a due parti di condividere una chiave crittografica segreta utilizzando i principi della meccanica quantistica. La sicurezza della QKD si basa su due principi fondamentali della fisica quantistica ossia: il Principio di Indeterminazione di Heisenberg secondo il quale misurare una particella quantistica perturba il suo stato, il che significa che qualsiasi tentativo di intercettare la chiave sarà rilevato e il principio Entanglement Quantistico ove due particelle entangled hanno proprietà correlate, e qualsiasi cambiamento in una particella influenzerà istantaneamente l’altra, indipendentemente dalla distanza che le separa.

Due sono i principali protocolli QKD: il BB84, proposto da Charles Bennett e Gilles Brassard nel 1984, utilizza fotoni polarizzati per trasmettere informazioni. È il protocollo più noto e ampiamente studiato; il protocollo E91, basato sul concetto di entanglement, proposto da Artur Ekert nel 1991, utilizza coppie di particelle entangled per generare e condividere la chiave crittografica.

I vantaggi della Quantum Key Distribution

I vantaggi della QKD sono rilevanti e indirizzano la Sicurezza Incondizionata, garantita dalle leggi della fisica, non dalla difficoltà computazionale: anche con un potere di calcolo infinito, un attaccante non può violare la sicurezza del QKD senza essere rilevato e la Rilevazione di Intercettazioni in quanto qualsiasi tentativo di intercettare la chiave verrà rilevato immediatamente, permettendo alle parti di interrompere la comunicazione e proteggere i dati.

Le principali applicazioni della QKD

Le principali applicazioni della QKD sono oggi previste nei seguenti settori:

• Sicurezza delle comunicazioni governative e militari: le comunicazioni critiche tra agenzie governative e militari possono essere protette con QKD, garantendo che le informazioni sensibili rimangano sicure anche contro attacchi futuri con computer quantistici.
• Protezione delle transazioni finanziarie: le istituzioni finanziarie possono utilizzare QKD per proteggere le transazioni e le comunicazioni tra filiali, riducendo il rischio di frodi e cyber-attacchi.
• Sicurezza nelle reti di telecomunicazioni: gli operatori di telecomunicazioni possono implementare QKD per proteggere le reti backbone e garantire la sicurezza end-to-end delle comunicazioni.
• Settore sanitario: la protezione dei dati dei pazienti e delle comunicazioni tra ospedali e cliniche è cruciale. La QKD può garantire la sicurezza delle informazioni mediche sensibili.
• Infrastrutture critiche: sistemi come le reti elettriche, i sistemi di controllo industriale e altre infrastrutture critiche possono utilizzare QKD per proteggere le comunicazioni e prevenire attacchi informatici.

Sfide e futuro della QKD

Le sfide e futuro della QKD sono: la trasmissione dei fotoni attraverso fibre ottiche o spazio libero è limitata dalla distanza e dall’attenuazione. Tuttavia, lo sviluppo di ripetitori quantistici potrebbe superare questo ostacolo. Il Costo e Scalabilità: Attualmente, le soluzioni QKD sono costose e difficili da scalare. La ricerca e lo sviluppo continui potrebbero ridurre i costi e rendere la QKD più accessibile. Le Integrazioni con le Reti Esistenti: Integrarsi con le infrastrutture di rete esistenti può essere complesso. Tuttavia, i progressi nell’ingegneria delle reti quantistiche e nella standardizzazione potrebbero facilitare questa integrazione.

In sintesi, la Quantum Key Distribution rappresenta una svolta nella sicurezza delle comunicazioni, offrendo un livello di protezione che le tecnologie tradizionali non possono garantire. Con il progredire delle ricerche e delle tecnologie, è probabile che la QKD diventi una componente fondamentale delle future infrastrutture di sicurezza informatica.

L’evoluzione dell’intelligenza artificiale nelle telecomunicazioni

L’intelligenza artificiale (IA) svolge un ruolo cruciale nel monitoraggio e nella gestione delle reti di telecomunicazioni in tempo reale attraverso diversi approcci e tecnologie, aiuta a migliorarne l’efficienza, la sicurezza e la resilienza, oltre a ottimizzare le prestazioni e l’esperienza dei clienti.

L’IA analizza enormi quantità di dati provenienti da diversi punti della rete per identificare le sequenze dei messaggi che precedono spesso i guasti

Utilizzando algoritmi di machine learning e deep learning, è possibile prevedere guasti o degradazioni delle prestazioni prima che si verifichino, permettendo agli operatori di intervenire preventivamente per evitarli. Inoltre, possono analizzare i pattern di traffico in tempo reale e prevedere variazioni future, permettendo di reindirizzare automaticamente il traffico per evitare congestioni. Questo non solo migliora l’esperienza degli utenti ma contribuisce anche a una gestione più efficiente delle risorse di rete.

Con l’uso dell’IA le reti possono essere progettate per auto-ripararsi in caso di guasti, utilizzando sistemi per identificare e risolvere automaticamente problemi come guasti hardware, interruzioni di servizio o vulnerabilità di sicurezza, riducendo così i tempi di inattività e migliorando la resilienza della rete. L’allocazione delle risorse di rete è ottimizzata dinamicamente, assicurando che la capacità sia adeguatamente distribuita in base alla domanda in tempo reale. Ciò include l’assegnazione dinamica della larghezza di banda e la gestione delle risorse per servizi di rete virtualizzati (come funzioni di rete virtualizzate, VNF).

Gli algoritmi di IA possono monitorare il traffico di rete in cerca di anomalie che potrebbero indicare tentativi di intrusione, attacchi DDoS o altre minacce alla sicurezza. Una volta identificata una minaccia, l’IA può aiutare a mitigarla automaticamente, ad esempio isolando il traffico dannoso o applicando regole di sicurezza aggiuntive.

Analisi predittiva per la pianificazione della capacità

Utilizzando l’analisi predittiva, l’IA può prevedere la crescita della domanda di servizi di telecomunicazione, consentendo agli operatori di pianificare in anticipo espansioni della capacità o aggiornamenti della rete per soddisfare le future esigenze degli utenti.

L’implementazione dell’IA nel monitoraggio e nella gestione delle reti di telecomunicazioni richiede un approccio olistico che include la raccolta e l’analisi dei dati, l’addestramento degli algoritmi e l’integrazione di soluzioni di IA con i sistemi di rete esistenti. Man mano che la tecnologia evolve, si prevede che l’uso dell’IA nelle telecomunicazioni diventerà sempre più sofisticato e diffuso, offrendo opportunità significative per migliorare le prestazioni e l’efficienza delle reti.

Gli Operatori sono caratterizzati da un portafoglio clienti molto ampio, con particolare riferimento ai segmenti di mercato consumer e small business. Le interazioni con i clienti avvengono tramite le strutture di Customer Care, storicamente raggiungibili via telefono e oggi sempre più orientate alla multicanalità con interfaccia chat, email, web.

Per i grandi operatori i contatti sono molti milioni ogni anno e avvengono per esigenze di servizio, per motivi amministrativi e per notificare guasti o malfunzionamenti delle linee o dei dispositivi. Da sempre le tematiche più rilevanti per un servizio di assistenza clienti di qualità sono state: la formazione degli operatori commerciali sulla struttura e le opzioni dei servizi venduti in modo da rispondere tempestivamente alle nuove richieste, alla modifica di servizi nei contratti esistenti o richieste di chiarimenti sulle fatture ricevute e su particolari tipologie di addebiti.

I punti di forza di un servizio di eccellenza sono la capacità di prendere in carico le richieste, quale che sia il mezzo con il quale la clientela comunica le proprie esigenze, la tempestività nel comprendere l’esigenza tramite conoscenza dei servizi e delle molteplici opzioni e la capacità di risolvere meglio se in linea con il cliente o in tempi comunque ridotti. I fattori chiave sono, come al solito, i dati ossia avere una rappresentazione fedele dei servizi sottoscritti, dell’uso che ne viene fatto (ovviamente nel rispetto della privacy), della fatturazione e della situazione dei pagamenti effettuati.

Analogamente, quando l’esigenza è di timo manutentivo, l’operatore deve conoscere la configurazione tecnica del servizio, i parametri di funzionamento, lo stato di funzionamento delle componenti di rete interessate ed eventualmente precedenti segnalazioni che possano far pensare una situazione ripetitiva non risolta definitivamente, quini, ancora una volta il fattore di successo è la conoscenza dei dati dell’impianto e dl cliente, oltre, in questo caso, alla capacità dei sistemi diagnostici.

Ormai da alcuni anni sono adottati sia sistemi di automazione del back office tramite i quali gli Operatori, in chiamata o in chat, hanno accesso a tutti i dati rilevanti e aggiornato del servizio e la situazione amministrativa del cliente. Più recentemente i sistemi in chat hanno di molto incrementato la percentuale di richieste gestite in base alla possibilità di uno scambio più preciso di informazione possibile in tali sessioni.

Come accennato gli Operatori di Telecomunicazione sono stati, già da alcuni anni, particolarmente attivi nella realizzazione di applicazioni di IA finalizzate all’automazione delle interazioni con i propri clienti sviluppando (o specializzando soluzioni di mercato) “chatbot” ed “assistenti intelligenti”. I primi sono programmi automatici usati come mezzo per interagire con le persone tramite mezzi testuali o vocali; le chatbots svolgono oggi un ruolo cruciale nel servizio clienti, ove vengono utilizzati come strumento di interazione e di acquisizione di informazioni. Gli assistenti intelligenti sono degli agenti personali digitali che assistono e coadiuvano le persone nelle proprie attività quotidiane come, ad esempio, nella pianificazione di un appuntamento, nella lettura o scrittura di messaggi o nel controllo di oggetti intelligenti (ad esempio nella smart home).

Gli assistenti virtuali sono stati sperimentalmente utilizzati anche nelle risposte alle chiamate telefoniche ai Customer Care con aspettativa di ottimizzazione costi intorno al 40% ma, al momento, non siamo ancora a una maturità sufficiente di tale tecnologia. Molte delle sperimentazioni avviate sono state sospese e riprenderanno nel breve termine grazie ai passi avanti che la sintesi vocale e la gestione delle conversazioni in linguaggio naturale, tutte discipline rafforzate dall’evoluzione IA, stanno velocemente facendo.

L’IA, inoltre, può rendere più efficace l’analisi dei dati dei clienti per identificare modelli, preferenze e comportamenti. Ciò consente agli operatori di telecomunicazioni di personalizzare offerte, promozioni e servizi in base alle esigenze specifiche dei clienti riducendo il churn che oggi affligge mercati iper-competitivi come quello del nostro Paese. Infine, attraverso l’analisi dei dati degli utenti, l’IA può personalizzare l’esperienza degli utenti, ad esempio, suggerendo contenuti pertinenti, migliorando la qualità delle chiamate o ottimizzando le impostazioni di rete.

Le nuove frontiere delle Tlc tra realtà aumentata, realtà virtuale e comunicazioni multisensoriali

Per realtà aumentata (AR Augmented Reality) si intende l’arricchimento della percezione sensoriale umana mediante informazioni, in genere manipolate e convogliate elettronicamente, che non sarebbero percepibili con i cinque sensi. La persona continua a vivere la comune realtà fisica, ma usufruisce di informazioni aggiuntive o manipolate della realtà stessa.

Nella realtà virtuale (VR Virtual Reality), le informazioni aggiunte o sottratte elettronicamente sono preponderanti, al punto che le persone si trovano immerse in una situazione nella quale le percezioni naturali di molti dei cinque sensi non sembrano neppure essere più presenti e sono sostituite da altre. Gli elementi che «aumentano» la realtà possono essere aggiunti attraverso un dispositivo mobile, come uno smartphone, con l’uso di un PC dotato di webcam, con dispositivi di visione come, ad esempio, occhiali a proiezione sulla retina, di ascolto come auricolari e cuffie e di manipolazione come guanti che aggiungono informazioni multimediali alla realtà già normalmente percepita.

AR e VR si integrano nel concetto di Extended Reality con il quale si intende l’insieme delle tecnologie (Realtà Aumentata, Realtà Mista, Realtà Virtuale) in grado di arricchire il mondo reale con elementi digitali o di creare mondi virtuali simili alla realtà. Esse consentono un’interazione più immersiva nei mondi virtuali e, in futuro, nel Metaverso e abilitano una serie di nuove esperienze all’interno di esso. Il ruolo di queste tecnologie è tuttora molto limitato dalla bassa diffusione degli hardware: attualmente, i dispositivi più utilizzati per accedere ai mondi virtuali, infatti, sono i dispositivi che non consentono un’esperienza immersiva a 360° (es. desktop pc e smartphone), in quanto già disponibili ad un’ampia platea di utenti. Nel breve termine l’accesso principale ai mondi virtuali avverrà ancora tramite questi dispositivi, ma nel lungo termine l’evoluzione e la diffusione delle nuove tecnologie immersive potrà permettere ai dispositivi wearable di prendere il sopravvento sui device attuali.

Il Metaverso è considerato come la prossima grande evoluzione dell’interazione online, che implica il passaggio da siti Web basati su contenuti multimediali (testi, audio, immagini, video) e da ecosistemi chiusi, a spazi virtuali interconnessi, detti mondi virtuali, in cui le persone interagiscono tramite gli avatar. Queste nuove piattaforme ricreano dei mondi persistenti, all’interno dei quali gli utenti possono muoversi liberamente e incontrare altri avatar. Ogni mondo è costruito per ospitare le proprie comunità virtuali e i propri contenuti e servizi, in coerenza con il proprio modello di business e le proprie regole specifiche.

Da un lato le Telecomunicazioni di nuova generazione abilitano le interazioni nell’ambito dell’Extended Reality e del Metaverso in quanto le esperienze immersive e la piena interoperabilità tra i vari mondi virtuali richiedono notevoli performance di comunicazione. L’implementazione delle reti 5G e future reti 6G offrirà velocità di trasmissione dati ultraveloci e latenza estremamente bassa in combinazione con il Mobile Edge Computing per elaborare i dati vicino alla fonte, riducendo ancora la latenza e incrementando la capacità di interpretazione di dati e immagini.

Un esempio rilevante sono le comunicazioni basate su ologrammi, che costituiscono la prossima frontiera della videocomunicazione e del futuro smart working, le quali richiedono una larghezza di banda intorno al Gbps per video ad alta risoluzione, con latenze minori di 10 millisecondi, connessioni stabili per evitare interruzioni e degradi di qualità e possibilmente tecnologie evolute di compressione. Con queste capacità di telecomunicazione è possibile garantire un’esperienza olografica realistica, fluida e coinvolgente. Nelle nostre riunioni del futuro avremo presenze fisiche e olografiche in prospettiva difficilmente distinguibili.

Un secondo esempio, indicato di sovente tra gli esempi e use case di applicazione del 5G, è l’applicazione dell’Extended Reality alla chirurgia a distanza, abilitata da tecnologie di telecomunicazioni ad elevata capacità di trasmissione bassa latenza. La combinazione qui sono le tecnologie weareable di Extended Reality con visori ad altissima definizione (almeno 8K), joystick per il comando con le mani o controllori di posizione e dispositivi per feedback atipici con sensazioni tattili evolute. Destò impressione e stupore nel 2021 lo use case illustrato da TIM nell’ambito della comunicazione pubblicitaria relativa alle potenzialità delle tecnologie 5G le cui immagini salienti sono sintetizzare nella figura 7.

Lo sviluppo di interfacce intuitive, realistiche e naturali per interagire con applicazioni AR e VR, come il controllo gestuale e vocale e l’implementazione di tecniche di rendering avanzate che consentono la generazione di grafica in tempo reale con alta fedeltà particolarmente utile nella formazione alle squadre impegnate a operare in ambienti di lavoro ad alto rischio.

Queste tecnologie offrono un ambiente sicuro e controllato dove i tecnici possono apprendere e praticare le competenze necessarie senza rischi. Vediamo alcune delle tecnologie XR più rilevanti per questo tipo di formazione basata su simulazione dei contesti operativi reali. Alcune Piattaforme di Formazione basate su Extended Reality come zSpace, Virti e Immerse offrono ambienti di simulazione 3D dettagliati dove i tecnici possono interagire con macchinari virtuali e scenari di emergenza. Inoltre, sistemi come CAVE (Cave Automatic Virtual Environment) realizzano sistemi di proiezione che creano un ambiente immersivo a 360 gradi, permettendo ai tecnici di allenarsi in scenari realistici.

Ma non solo le Reti di Telecomunicazioni di nuova generazione renderanno possibile lo sviluppo delle tecnologie, degli apparati e delle applicazioni di Extended Reality ma sono anche le Telecomunicazioni stesse ad usufruire di queste tecnologie per migliorare la loro operatività ed offrire nuovi servizi a valore aggiunto alla propria clientela.

Un esempio rilevante è costituito dal caso d’uso nel quale i tecnici on field che intervengono nella riparazione dei guasti e nel ripristino delle corrette funzionalità delle reti, possano usufruire di una informazione mirata contestualizzata sugli apparati e sui clienti coinvolti, in modo tale che riescano a ridurre i tempi di intervento aumentandone la precisione. Ciò può avvenire anche grazie alla guida remota dei Network Operation Center ove operano gli esperti, i quali “vedono” in modo dettagliato ed in tempo reale i contesti dove si interviene e le modalità operative adottate dai tecnici guidandoli, ove necessario, sulla tipologia di interventi da eseguire.

Ancora una volta lo sviluppo di visori AR e VR leggeri, comodi e portatili, con miglioramenti nella durata della batteria e nella qualità del display (in alcuni contesti con risoluzione di almeno 8K), la disponibilità di tecnologie di feedback aptico che forniscono sensazioni tattili realistiche e lo sviluppo di tecnologie avanzate di tracciamento del movimento e del posizionamento, anche in ambienti chiusi consentiranno l’adozione massiva della suddetta strumentazione nell’esercizio e manutenzione delle reti.

In un futuro più remoto saranno rilevanti le comunicazioni multisensoriali, che stanno emergendo come una frontiera rivoluzionaria nelle Telecomunicazioni, ampliando l’esperienza utente oltre il semplice audio e video per includere sensazioni tattili, olfattive e visive avanzate.

Queste tecnologie permetteranno di “sentire” texture, vibrazioni e forze attraverso dispositivi tattili. Potranno emettere odori sincronizzati con contenuti multimediali. Creeranno un’esperienza di ascolto tridimensionale e immersiva. Utilizzo in modo estensivo display olografici e 3D per proiettare immagini realistiche e interattive nello spazio fisico.

Fino ad arrivare a tecnologie che permettono la comunicazione diretta tra il cervello umano e i dispositivi esterni come dimostrato, in modo pioneristico, dal recente annuncio di Neuralink del comando di spostamento del mouse di un PC con comando cerebrale. In questa sperimentazione vengono utilizzati una serie di elettrodi sottili e flessibili, chiamati “fili”, che vengono impiantati nel cervello. Questi elettrodi sono progettati per essere meno invasivi rispetto agli elettrodi rigidi tradizionali. Gli elettrodi raccolgono segnali elettrici generati dai neuroni. Questi segnali sono poi amplificati e digitalizzati da un dispositivo impiantato. I dati neurali vengono trasmessi in modalità wireless a un computer esterno per l’elaborazione.I segnali elettrici raccolti vengono elaborati da algoritmi di intelligenza artificiale che interpretano i modelli di attività neurale. Questi algoritmi sono addestrati per riconoscere le intenzioni dell’utente, come il movimento di un cursore del mouse. I comandi cerebrali decodificati vengono tradotti in azioni sul dispositivo target, come il movimento di un mouse su uno schermo di computer.

L’evoluzione delle tecnologie Quantum Ccomputing nelle telecomunicazioni

Il quantum computing si basa sui principi della meccanica quantistica in base ai quali una particella può esistere in più stati contemporaneamente. Analogamente, un qubit (l’unità base di informazione nei computer quantistici) può essere sia nello stato 0 che nello stato 1 contemporaneamente, a differenza di un bit classico che può essere solo in uno di questi stati in un dato momento.

Tale principio di sovrapposizione permette ai computer quantistici di esplorare molte possibili soluzioni simultaneamente con la promessa di rivoluzionare molti settori, incluse le telecomunicazioni, portando capacità di calcolo senza precedenti che possono affrontare problemi complessi e migliorare l’efficienza delle reti. Due o più qubit possono essere intrecciati, nel senso che lo stato di un qubit è legato allo stato di un altro, indipendentemente dalla distanza che li separa. Questo significa che la misurazione dello stato di un qubit immediatamente determina lo stato dell’altro. L’entanglement è una risorsa chiave per il parallelismo quantistico e la comunicazione quantistica.

I computer quantistici possono rompere gli attuali algoritmi di crittografia, rendendo necessaria l’adozione di crittografia quantum-safe, risolvere problemi di ottimizzazione complessi, come la gestione del traffico di rete e l’allocazione delle risorse adottare algoritmi di sicurezza impenetrabili basati sulla Quantum Key Distribution (QKD) è una tecnologia di sicurezza avanzata che sfrutta i principi della meccanica quantistica per garantire comunicazioni sicure.

I computer quantistici possono quindi elaborare grandi volumi di dati e eseguire algoritmi di machine learning molto più rapidamente rispetto ai computer classici, possono simulare il comportamento delle reti quantistiche, permettendo la progettazione e l’ottimizzazione di queste reti, possono migliorare l’elaborazione dei segnali, permettendo una migliore qualità delle comunicazioni e una maggiore efficienza spettrale.

Le Telecomunicazioni e l’innovazione dei Servizi

Le Telecomunicazioni sono un settore strategico per il valore sociale per i servizi ai cittadini abilitati dalle reti, per il contributo alla competitività e all’innovazione. Come visto nei paragrafi precedenti il settore si accinge a velocizzare ed estendere ulteriormente le innovazioni rilevanti che verranno sviluppate e integrate nei prossimi anni.

L’evoluzione del mercato delle Telecomunicazioni

Oggi, nelle diverse aree internazionali, le dinamiche economiche che i principali Operatori stanno vivendo vedono, nei paesi più sviluppati come USA ed Europa, una crescita molto contenuta rispettivamente di +1 % e 0,5 % e in Asia una crescita più consistente pari al +7,2% nel 2022, spinta ancora molto da nuovi clienti e sottoscrittori dei servizi.

Oltre che sulla prospettiva economica, gli operatori di Telecomunicazioni europei, hanno faticato nell’ultimo decennio, con rendimenti per gli azionisti in calo. Tale valore è conseguenza delle performance passate ma anche delle aspettative di crescita futura. In particolare, le società europee sono andate particolarmente male rispetto alle loro controparti statunitensi. Alla fine del 2021, il loro rendimento medio sul capitale era sceso al 6,3%, che non solo è inferiore a quello delle principali società di telecomunicazioni statunitensi, ma appena superiore al loro costo del capitale. Inoltre, in questi anni le Telco hanno perso valore di mercato a favore delle società Over-The-Top (OTT). Questa situazione evidenzia una minore attrattività del settore rispetto a quella dei grandi player digitali ed è una delle difficoltà per lo sviluppo degli investimenti nelle innovazioni indicate in precedenza.

I ricavi lordi, il margine operativo lordo e la generazione di cassa degli Operatori di Telecomunicazioni (che comprendono sia ricavi dalla spesa di consumatori e imprese sia ricavi wholesale), nel 2022 registrano ancora una volta un segno negativo, che si traduce in una perdita di circa 800 milioni di euro in valore assoluto registrando un ulteriore minimo storico di poco sopra i 27 miliardi di euro come indicato nella figura 1).

Diminuiscono i ricavi del mercato Fisso (-2%), a causa della fisiologica contrazione dei ricavi da servizi tradizionali voce a cui si aggiunge una leggera riduzione dei ricavi da servizi legati ai dati, mentre la componente altri ricavi (principalmente servizi ICT e a valore aggiunto) è in aumento.

Il Mobile perde circa 500 milioni di euro (-4%): la decrescita è legata principalmente allo scenario competitivo che ha portato ad una ulteriore riduzione dei prezzi e al riposizionamento dei clienti su offerte bundle a minor livello complessivo di ARPU (o maggiori servizi a parità di prezzo). Le dinamiche di riduzione dei ricavi nel 2022 sono legate anche al calo dei prezzi. Tra il 2021 e il 2022, secondo i dati Agcom, l’Italia ha visto una riduzione dei prezzi relativi a terminali e servizi di Telecomunicazione (-1,4%), anche se a ritmo più contenuto rispetto agli anni precedenti.

La dinamica dei ricavi è in controtendenza con la crescita dei volumi di traffico che rimane elevata (nel 2022, +10% sul fisso e +31% sul mobile). Considerando solo gli ultimi tre anni, il valore del traffico dati mobili è quasi triplicato (+184%) mentre quello fisso è cresciuto del 93% In maniera opposta alla dinamica dei ricavi, continua nel 2022 l’aumento dei costi operativi per gli Operatori TLC italiani (+1,3%) per un valore di circa 250 milioni di euro. La combinazione di questi fattori porta ad una ulteriore riduzione dell’EBITDA degli Operatori TLC.

È proprio questa differenza tra i trend di crescita continua delle esigenze dei clienti, il traffico, e la dinamica decrescente del valore del mercato delle Telecomunicazioni che richiede, al settore, una profonda trasformazione.

Nel 2022 il valore dei CAPEX infrastrutturali, escludendo la rata di 4,6 miliardi dovuta all’acquisto delle frequenze 5G, ha mantenuto nel 2022 un valore di circa 7 miliardi di euro e un’incidenza sui ricavi del 26%. La riduzione pari al 4% rispetto al 2021 è da ricondurre alla conclusione di alcuni lavori sulle reti mobili per lo sviluppo delle reti avviate negli anni precedenti, alla condivisione delle infrastrutture (network sharing) e alla riduzione degli investimenti per far fronte alla spesa relativa alle frequenze 5G.

Figura 8: Ricavi, investimenti e generazione di cassa nel settore delle Telecomunicazioni in Italia (Fonte Osservatori Open Innovation, Politecnico di Milano 2024).

Nel 2022 l’effetto netto di EBITDA – CAPEX diminuisce oltre che per l’aumento dei costi e la diminuzione dei ricavi (e conseguentemente dell’EBITDA) soprattutto per il pagamento dalla rata per le frequenze e, per la prima volta, tocca un valore negativo (-3,8 miliardi di euro). Se nel 2010, quindi, il settore disponeva di oltre 10 miliardi di euro (risultato di EBITDA-CAPEX), pari al 21% dei ricavi, per il servizio del debito finanziario, per il pagamento delle imposte e per la remunerazione degli azionisti, i numeri dell’ultimo triennio evidenziano una situazione che pone punti interrogativi sulla sostenibilità prospettica dell’industry.

Verso le Customer & Services Platform

Gli Operatori di Telecomunicazioni dispongono una significativa base di clientela sia nel mondo Consumer che nel mondo Business. Il rapporto con i clienti tramite un approccio multicanale sia Digitale (Web, App, Chat, …) che Fisico (Contact Center, Negozi, …) coadiuvato dalla attenta analisi dei dati a disposizione e dalla capacità di integrare in una fattura unica una pluralità di servizi costituisce un fattore di successo e differenziazione.

La strategia che emerge, dall’analisi del mercato accennata in precedenza, si fonda nella creazione di un portafoglio di servizi dedicati alla clientela, residenziale e business, amplio e diversificato per tendere a un modello di “Service Integrator” nel mondo consumer e a un modello “System Integrator” nel mondo business. La cura dei clienti, la previsione delle loro esigenze basate su attenta analisi dei dati, l’adozione della IA per l’implementazione delle attività atte a coadiuvare le piattaforme di multicanalità per rendere efficace il rapporto continuativo con la clientela.

Più nel dettaglio il portafoglio dei servizi nel mercato residenziale può evolvere in un ricco portafoglio di offerta che comprende: servizi di navigazione e comunicazione che fanno perno sull’attuale modello degli Operatori tradizionali, servizi di distribuzione dei contenuti digitali, come ad esempio video, musica, games, servizi transazionali: e-payment, digital identity, servizi di e-commerce (utilities, insurance, banking) erogabili grazie al consolidato rapporto con i propri clienti e allo sviluppo di opportune piattaforme; servizi di Digital Healthcare che consentono il monitoraggio dei parametri vitali e possano raccomandare semplici evoluzioni degli stili di vita a beneficio dei clienti e infine i servizi di Positioning & Digital Maps.

L’esperienza degli scorsi anni ci racconta che molti Operatori hanno avviato i servizi della suite qui indicata ma con successi molto limitati. Le motivazioni sono state che soprattutto nella fase iniziali tali servizi erano caratterizzati da margini molto limitati e quindi considerati diluitivi rispetto alle percentuali di EBITDA margin caratteristiche di questa Industry.

Riguardo invece al posizionamento nel mondo business gli Operatori continueranno a offrire tutti i servizi di Telecomunicazioni di rete fissa e i servizi di Telecomunicazioni di rete mobile e, come già visto nel caso residenziale, la focalizzazione sulle piattaforme di servizio, consentirà una migliore focalizzazione di risorse e competenze per penetrare maggiormente i segmenti molto promettenti dei servizi ICT, come ad esempio il Cloud e la Cybersecurity.

E’ utile considerare che Il Mercato Digitale in Italia, seguendo il report “Il Digitale in Italia 2023” pubblicato da Confindustria Anitec Assinform a giugno 2023, ha raggiunto 79,4 miliardi di € di valore, dei quali i Servizi di Rete (di Telecomunicazioni) ammontano a 18 miliardi ossia il 22,6% (in ulteriore flessione del -1,1 %), quando solo tre anni fa l’incidenza era dl 27,1%.

Gli Operatori di Telecomunicazioni hanno già una presenza importante sul segmento delle Aziende e della Pubblica Amministrazione, il posizionamento è stato basato negli anni certamente per la base di connettività e navigazione internet che nativamente possono essere erogati grazie alle infrastrutture e tecnologie di comunicazione caratteristici dell’approccio integrato, tuttavia più recentemente il portafoglio dei servizi si è esteso al mondo Cloud, alla Cybersecurity ai Managed Services, alla digitalizzazione dei principali verticali come Banche e Assicurazioni, Utilities, Pubblica Amministrazione, Retail e Media.

Nello scenario nel quale infrastrutture e tecnologie di rete escono dagli asset proprietari, è evidente che l’approccio di System Integration con forte capacità di offrire Managed Services è quello più promettente ma la ServCo come System Integrator e Managed Serice Provider deve saper evolvere su asset e competenze distintive. Appartengono a tali asset quali gli Operation Center (Network, Security, Cloud), i Data Center e piattaforme di virtualizzazione cui si aggiumgono le capacità di integrare le principali piattaforme dei Public Cloud Providers, le Piattaforme Internet Of Things e Big Data Analytics.

Una sintesi molto schematica dei possibili e nuovi portafogli Consumer e Business è indicata nella figura 9.

Figura 9: Verso le Customer & Services Platform: le suite di servizi alla clientela residenziale e business raccomandati per l’evoluzione del posizionamento di mercato degli Operatori di telecomunicazioni.

Maggiore focalizzazione va posta dagli Operatori nell’evoluzione delle competenze digitali proprio per essere partner importanti e irrinunciabili per l’evoluzione digitale del business delle Aziende e della Pubblica Amministrazione. Tali competenze certamente comprendono l’ingegneria delle reti e, in particolar modo delle reti intelligenti Software Defined, ma si estendono decisamente nell’ambito della Sicurezza, delle competenze sulle piattaforme per la gestione di oggetti intelligenti (IOT), le competenze sull’integrazione di applicativi e piattaforme software, includendo crescenti capacità di sviluppo software e uso degli algoritmi e tecnologie della GenAI. In altri termini il percorso, più veloce possibile, che debbono intraprendere le ServCo per mantenere e accrescere il posizionamento nel mercato business si basa sulle seguenti competenze Cloud ed edge computing platforms, Integrazione software, DevOps e Containerizzazione.

Conclusioni

Abbiamo visto come le Telecomunicazioni, da sempre, si fondano sull’innovazione tecnologica adottata per evolvere e ammodernare le Reti e le Piattaforme per i Servizi assicurando la compatibilità e funzionalità delle generazioni precedenti. Oggi nelle Reti e nei Servizi si stanno affacciando nuove tecnologie di base e per lo sviluppo della proposizione ai clienti che, se ben integrate, consentono un cambio di paradigma significativo.

Abbiamo anche commentato come oggi la sfida del settore sia ancora più difficile rispetto al passato in quanto resta molto elevata la pressione degli investimenti per implementare in modo pervasivo tali nuove tecnologie in un contesto di forte competizione sui servizi offerti ai clienti con marginalità e generazione di cassa in forte riduzione.

Le nuove tecnologie come il 6G, le tecnologie ottiche, il Software con le interfacce di programmazione e le piattaforme di computing distribuite, gli oggetti intelligenti e lo sviluppo dei digital twins caratteristici di Internet of Things, la crescente sfida della sicurezza embedded nelle reti, l’impetuoso sviluppo dell’Intelligenza Artificiale, le nuove tecnologie di arricchimento visivo e multisensoriale della realtà e infine lo sviluppo industriale del Quantum Computing, consentono un ulteriore passaggio generazionale a servizio delle persone, delle aziende e delle pubbliche amministrazioni.

Quello che raccomandiamo agli Operatori di telecomunicazioni, i quali hanno dato un contributo determinante allo sviluppo e resilienza delle nostre comunità ed economie, è di staccarsi, una volta per tutte, da proposizioni di servizio prevalentemente ancorate sulla connettività rilanciando strategie di presenza e forte competizione sul valore aggiunto dei servizi digitali.

Il grande patrimonio della conoscenza dei clienti, della vicinanza alle loro esigenze, dell’assistenza che viene fornita in combinazione tra presenza fisica e virtuale e l’assoluto rispetto e garanzia di protezione dei dati personali e aziendali, possono e devono essere elementi qualificanti e differenzianti insieme alle tecnologie di rete e alle variegate piattaforme di servizi.

Tali strategie, seguite con determinazione e coraggio, porteranno a risultati importanti nel breve e medio termine meglio se accompagnate a un naturale processo di consolidamento degli Operatori che oggi sono sui vari mercati.

Note

1. La risoluzione 16K è di 15360 x 8640 pixel, il che si traduce in oltre 132 milioni di pixel. Questo è 16 volte la risoluzione di un video 4K (3840 x 2160). La diffusione del 16K dipenderà dall’evoluzione delle tecnologie e dalla riduzione dei costi. È probabile che vedremo una disponibilità commerciale più ampia del 16K tra diversi anni, forse verso la fine del decennio, man mano che i costi diminuiranno e le infrastrutture si adatteranno per supportare questa risoluzione avanzata. Nel frattempo, il 16K rimarrà prevalentemente una tecnologia di nicchia utilizzata in settori specifici e per scopi professionali. ↑
2. FTTH (Fiber To The Home) è architettura di rete di accesso largamente utilizzata in tutto il mondo ed è quella che sta sostituendo, con velocità sempre più elevata le precedenti reti in rame, le reti ibride rame fibra e le reti in cavo coassiale nate per la televisione via cavo. ↑
3. Gli alberi GPON: il nome deriva dalla forma della connessione in rete primaria assimilata a un tronco e dalla forma delle diramazioni verso le singole case che costituiscono la rete secondaria. ↑
4. FTTB (Fiber To The Building) è l’architettura per la connessione delle sedi delle Aziende e della Pubblica Amministrazione. In genere la topologia utilizzata è quella Punto – Punto (P2P) realizzata con fibra diretta e dedicata dalla centrale locale fino alla sede di interesse. ↑
5. FTTA (Fiber To The Antenna) ↑
6. Open RAN: Market Reality and Misconceptions. ABI Reaserch ↑
7. The Telecom Operator Opportunity for Private Mobile Networks. A Heavy Reading special survey report produced for Qualcomm, NetNumber, Ericsson, and Intel ↑
8. https://telecominfraproject.com/5g-private-networks/ ↑
9. Le stime dell’Osservatorio Internet of Things del Politecnico di Milano per il mercato delle Smart Car in Italia nel 2023, che riportano un valore di 1560 milioni di euro, riflettono un settore in forte crescita e diversificato. Le componenti di questo mercato possono essere suddivise in diverse categorie principali, ciascuna con le proprie specificità e contributi al valore complessivo. Hardware: Sensori e Attuatori: Inclusi sensori di prossimità, lidar, radar, telecamere e sensori di accelerazione che permettono le funzionalità avanzate delle Smart Cars, come la guida autonoma e l’assistenza alla guida. Moduli di Comunicazione: Dispositivi come moduli GPS, moduli di comunicazione cellulare (4G/5G) e Wi-Fi che permettono la connettività del veicolo. Centraline Elettroniche: ECU (Electronic Control Units) che gestiscono i vari sistemi elettronici del veicolo, come il controllo del motore, la sicurezza, e i sistemi di infotainment. Software e Sistemi Operativi: Sistemi di Infotainment: Software per la gestione dei sistemi di intrattenimento e informazione, che includono interfacce utente, navigazione, e connettività con smartphone. Sistemi di Assistenza alla Guida (ADAS): Software per l’assistenza alla guida, che include funzionalità come il mantenimento della corsia, il cruise control adattativo, e il parcheggio automatico. Software di Gestione della Flotta: Soluzioni software per la gestione e il monitoraggio delle flotte di veicoli, utilizzate principalmente nelle applicazioni commerciali. Servizi di Connettività e Dati: Servizi Telematici: Include servizi di monitoraggio e diagnostica remota, aggiornamenti over-the-air (OTA) del software del veicolo, e servizi di localizzazione in tempo reale. Servizi Cloud: Piattaforme cloud per l’archiviazione e l’elaborazione dei dati raccolti dai veicoli, utilizzati per analisi predittive, manutenzione preventiva, e miglioramento delle prestazioni del veicolo. Servizi di Navigazione e Mappe: Fornitura di dati di navigazione e mappe aggiornate, spesso con funzionalità aggiuntive come l’ottimizzazione del percorso e le informazioni sul traffico in tempo reale. Infrastruttura di Ricarica e Gestione dell’Energia: Stazioni di Ricarica: Infrastrutture per la ricarica dei veicoli elettrici, inclusi punti di ricarica rapida e soluzioni di ricarica domestica. Sistemi di Gestione dell’Energia: Software e hardware per la gestione efficiente dell’energia nei veicoli elettrici e ibridi, che includono la gestione delle batterie e l’ottimizzazione del consumo energetico. Manutenzione e Servizi Post-Vendita: Servizi di Manutenzione Preventiva: Programmi di manutenzione che utilizzano dati telematici per prevedere e prevenire guasti, migliorando la longevità e l’affidabilità del veicolo. Assistenza Clienti e Supporto Tecnico: Servizi dedicati all’assistenza e al supporto tecnico per i proprietari di Smart Cars, inclusi call center e assistenza remota. Sicurezza e Protezione dei Dati: Sistemi di Sicurezza: Tecnologie per la sicurezza del veicolo, inclusi sistemi antifurto avanzati e protezioni contro gli attacchi informatici. Protezione della Privacy: Soluzioni per la protezione dei dati personali e la gestione della privacy, cruciali per i veicoli connessi che raccolgono e trasmettono grandi quantità di dati. ↑