6G: tecnologie e opportunità per nuovi scenari intelligenti e sostenibili

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6G: tecnologie e opportunità per nuovi scenari intelligenti e sostenibili

In meno di un decennio potrebbe già entrare in gioco la generazione di network successiva al 5G per colmarne le lacune. All’orizzonte si intravvede la complessità della nuova sfida. Far sì che questa rete del futuro favorisca l’innovazione spinta, il risparmio energetico e anche la sostenibilità ambientale e sociale “prescritta” dagli SDG. È adesso il momento di lavorare alle tecnologie per supportarla e anche alle strategie per valorizzarla. 

19 Apr 2022

di Marta Abba'

Prima ancora che lo standard 5G sia stato implementato completamente, si sta già pensando a come migliorarne le prestazioni. La prossima generazione, il 6G, avrà l’esplicito compito di rispondere alle aspettative finora deluse di quegli utenti che contavano già su una spinta innovativa più “decisa”. Ci vorrà del tempo per vederlo applicato, alcune delle tecnologie abilitanti devono ancora essere implementate, ma è il momento di iniziare a definire una roadmap concreta perché il contesto sta evolvendo più rapidamente di quanto previsto.

Da quando è stato lanciato il 5G, si è registrata una crescita dei dati sulle reti mobili e fisse enorme e già prima della pandemia era aumentato l’uso dello streaming video e delle app per smartphone. I lockdown hanno poi contribuito diffondendo globalmente e trasversalmente piattaforme di collaboration ora definitivamente integrate nei modelli lavorativi del cosiddetto “new normal”. Si è così giunti alla diffusione del 5G con uno scenario inaspettato, ben diverso da quello prospettato al momento del suo concepimento.

Perché il 6G è già necessario

Sarebbe sbagliato considerare la pandemia un driver per il 6G. Come in molti altri casi, non è stata altro che un acceleratore. I fenomeni che hanno innescato il bisogno di far evolvere il 5G, integrando tecnologie già esistenti ma non ancora messe a sistema tra cui machine learning e big data analysis, sono più strutturali.

La necessità di implementare l’edge computing per garantire un throughput complessivo e una bassa latenza, ad esempio, e il bisogno di supportare la comunicazione M2M nell’IoT. Anche l’HPC con il 6G potrebbe poi fare quel balzo in avanti tanto atteso, utile per l’elaborazione centralizzata dei dati IoT non gestiti sull’edge.

In attesa di una definizione univoca e ufficiale, si descrive il 6G come il successore del 5G, affidandogli il compito di colmare alcune lacune emerse in fase di implementazione. A caratterizzare questo nuovo standard, tre elementi: frequenze più alte (nell’ordine dei TeraHertz), maggiore capacità e latenza estremamente bassa, anche sotto il microsecondo.

Tecnologie presenti e future a supporto del 6G

Parte della tecnologia necessaria per questa nuova generazione non è ancora disponibile. Mentre il 5G introdotto nel 2019 si diffonde, c’è il tempo per crearla con l’obiettivo del 2030 come anno di esordio. Tra le novità su cui lavorare, c’è il PHY / MAC, la combinazione di un livello fisico che definisce l’interfaccia traffico dati/mezzo fisico e un protocollo di Media Access Control (MAC) per la condivisione del mezzo tra più client. Questo elemento consentirà, per esempio, di utilizzare nuove e diverse forme d’onda in modo adattivo, garantendo al 6G maggiore flessibilità.

Il background tecnologico per il 6G fortunatamente non va creato interamente da zero. Ci sono tecnologie esistenti che dovranno essere “solo” sviluppate in vista del nuovo standard.

  • Tecnologie a onde millimetriche: per raggiungere i TeraHertz di frequenza e ottenere una larghezza di banda di canale molto ampia.
  • MIMO potenziato: mirando a utilizzare molte decine di antenne su una singola apparecchiatura grazie all’uso di frequenze a microonde
  • Reti “dense” che abilitano un uso molto più efficace dello spettro disponibile, appurato che le celle più piccole funzionino

Nel breve periodo non vedremo nulla di tutto ciò. È però necessario nei prossimi anni affiancare all’intenso lavoro di ricerca e sviluppo anche quello di strategia e progettazione, per presentarsi nel 2030 con proposte di implementazione concrete e realmente innovative.

Nuova vita all’AI grazie al 6G

Cruciale per ottenere una buona riuscita della rivoluzione 6G sarà il contributo dell’intelligenza artificiale. Applicata sulle connessioni di rete, ad esempio, potrà evitare congestioni. L’obiettivo è quello di smistare tra i nodi della rete 6G le grandi quantità di dati creati dai dispositivi abilitando network su ampia scala. Sarebbe il modo per risolvere tempestivamente e puntualmente eventuali problemi, garantendo una velocità di connessione tale da permettere ai device di comunicare tra loro in modo istantaneo. Il pensiero corre subito alle auto a guida autonoma, ma anche in molti altri contesti i vantaggi saranno importanti.

L’AI ottimizzerà la configurazione della rete e l’implementazione delle funzioni, ma potrà anche diventare un servizio integrato del 6G per abilitare altri casi d’uso. Si tratta dell’AI as a Service (AIaaS) che apre a futuri scenari di gestione dinamica di traffico, dati e risorse. Gli stessi meccanismi potranno portare a un forte risparmio energetico, rispondendo a un’emergenza globale sempre più forte.

Con il 6g l’innovazione si allinea agli SDG

La sostenibilità ambientale e sociale giocherà un ruolo prioritario nell’affermarsi del 6G, su cui stanno ricadendo tutte le aspettative di riduzione sia dell’impronta di carbonio che delle disuguaglianze sociali entro il 2050. Unendo intelligenza e intelligenza artificiale, si dovrà trovare il modo per far continuare a scalare reti mobili e fisse in modo flessibile, conveniente ma anche sostenibile.

In vista dell’inevitabile crescita della domanda nei futuri decenni, l’efficienza energetica diventa una sfida da giocare su più campi. Nella rete si mira a una riduzione dell’energy impact, garantendo però l’aumento delle prestazioni e del numero di nodi promessi. Lato dispositivi, il focus sarà il superamento dell’immagazzinamento termico e dell’energia che impatta anche sulla velocità di dati. Entrambi questi aspetti richiedono però al mondo della ricerca un forte cambio di mindset: soprattutto a chi si occupa di semiconduttori e wireless, che dovrà inserire la sostenibilità come KPI prioritario.

Ipotizzando possibili applicazioni del 6G, ne emergono già alcune fortemente aderenti a questo obiettivo. L’AI potenziata dalla nuova generazione abiliterà una gestione cognitiva ed efficiente non solo della rete, ma anche degli stati dormienti, inattivi e attivi di ogni suo elemento. Un più ampio ed efficiente utilizzo di sensori con il 6G favorirà la prevenzione e il monitoraggio dei disastri ambientali con una raccolta dati istantanea e capillare sul territorio.

Negli SDG dell’ONU la sostenibilità è intesa anche in chiave sociale e, in tal senso, il 6G potrebbe garantire un’estensione della connessione di rete su quei territori tagliati fuori perché di poco interesse lato business. Sarebbe l’occasione per minimizzare le disuguaglianze digitali, impossibili da negare dopo la pandemia, anche all’interno di un medesimo Paese.

Efficienza, impatto sociale e competitività guidano i casi d’uso del 6G

Mentre si preparano le tecnologie necessarie per trasformare in progetti queste idee, sono stati individuati alcuni ambiti in cui il 6G potrebbe avere un effetto disruptive in tempi ragionevoli.

  • Enhanced Human Communication: immersività, telepresenza e multimodalità per una comunicazione umana a distanza sempre più efficace. Quello che serve per rafforzare la diffusione dell’hybrid working e potenziare le relazioni con amici, colleghi, clienti e partner di tutto il mondo.
  • Enhanced Machine Communication. Evoluzione nell’uso della robotica collaborativa e delle macchine autonome, nel manufacturing, nelle smart cities e nel campo dell’assistenza a disabili e anziani
  • Enabling services. Localizzazione, mappatura e rilevamento di oggetti e corpi sempre più precisi e real time soprattutto a beneficio di settori come sicurezza (identificazione e controllo), sanità (Digital Health), produzione (Digital Twin) e trasporti (controllo aeroporti)
  • Network Evolution. Una seconda, anzi, la sesta vita della rete, più intelligente ma anche più democratica e sostenibile.

Per definire le priorità tra i diversi casi d’uso e farsi guidare efficacemente la progettazione del 6G, tre sono i fattori chiave a cui affidarsi. L’urgenza di allinearsi agli obiettivi sociali più urgenti indicati dalle Nazioni Unite negli SDG, le aspettative del mercato da non deludere di nuovo e il necessario efficientamento delle reti.

Marta Abba'

Giornalista

Laureata in Fisica e giornalista, per scrivere di tecnologia, ambiente e innovazione, applica il metodo scientifico. Dopo una gavetta realizzata spaziando tra cronaca politica e nera, si è appassionata alle startup realizzando uno speciale mensile per una agenzia di stampa. Da questa esperienza è passata a occuparsi di tematiche legate a innovazione, sostenibilità, nuove tecnologie e fintech con la stessa appassionata e genuina curiosità con cui, nei laboratori universitari, ha affrontato gli esperimenti scientifici.

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