Smartphone con rete 5G

Ovunque sentiamo dire che la rete 5G cambierà le nostre vite grazie ad un migliore rapporto uomo e macchina. Ma come tutte le rivoluzioni anche le connessioni di quinta generazione animano accese discussioni. Da una parte si sottolineano i benefici per l’innovazione, mentre dall’altra c’è chi sottolinea i rischi per la sicurezza e teme per la salute. Da che punto di vista cambierà il mondo in positivo e c’è qualcosa di cui preoccuparsi?

Il 5G è una tecnologia che offre la possibilità di trasmettere e ricevere molti dati in modo veloce e immediato ed è quindi essenziale nell’era dell’intelligenza artificiale. Le sue applicazioni non riguardano solo gli smartphone ma tutti i dispositivi impiegati nei settori scientifici, industriali, sociali, culturali o medici che necessitano di avere accesso a informazioni e servizi in tempo reale e con latenza quasi zero. Ma questo è solo l’inizio.

Indice

Rete 5G come funziona?

Per capire cos’è il 5G bisogna fare un passo indietro nel tempo e capire come si sono evolute le reti di telefonia mobile. La tecnologia di prima generazione lanciata negli anni ’80 con i primi telefoni portatili usava segnali analogici e poteva fare solo chiamate vocali. Le reti 2G negli anni ’90 hanno migliorato le cose consentendo di inviare dati come messaggi di testo, sms e mms con immagini e di vedere, con estrema difficoltà, pagine internet.

Le reti 3G e 4G offrono larghezza di banda ancora maggiore, trasformando gli smartphone in veri pc portatili sempre connessi in rete. La rete mobile si basa sulla tecnologia delle radiazioni elettromagnetiche, sistema attraverso cui si inviano anche i segnali radio Am o eseguono scansioni a Raggi X. La differenza tra le varie generazioni la fanno la frequenza e la potenza dei segnali trasmessi e ricevuti. I segnali radio Am sono a bassa frequenza e possono arrivare molto lontano, contrariamente alle trasmissioni Fm che hanno però una maggiore qualità.

Le reti 5G o di quinta generazione possono trasmettere dati ad alta velocità grazie ad una frequenza molto elevata di trasmissione dei segnali che arriva fino a 30 GigaHz. Con una banda di trasmissioni dati così alta (milimmeter wave), si possono raggiungere velocità di download di 20 Gigabyte al secondo, circa 200 volte superiori a quelle delle connessioni attuali del 4G e 10 volte più veloci alle reti wifi che usiamo in casa.

Applicazioni rete 5G

Quali sono le applicazioni della rete 5G? La prima cosa che viene in mente è che, utilizzando uno smartphone connesso ad una rete ultra veloce, decine di volte superiore a quella attuale, si possono scaricare film in un battito di ciglia, vederli direttamente in alta definizione in streaming, o ascoltare musica ad altissima qualità senza alcun ritardo. Ma la sfida più importante sarà cambiare radicalmente le nostre vite.

I dispositivi che utilizzano la rete 5G possono sfruttare comportamenti e dati personali in the Cloud per compiere in una frazione di secondo decine di operazioni al nostro posto. Già entro il 2024 il 50% del traffico internet sarà dovuto all’automazione per la casa: accendere luce, riscaldamento, aria condizionata quando entriamo in casa, farci ascoltare la musica preferita o vedere il film per l’umore del momento. Avete presente gli assistenti vocali e i sistemi per comandare apparecchi a distanza? Moltiplicate tutto per centinaia di volte.

La rete 5G veloce e con bassa latenza rende possibile scaricare e gestire dati, operazioni, servizi e movimenti in modo immediato, ma anche collegare più dispositivi contemporaneamente e comandare in remoto molti apparecchi insieme come smartphone, tablet o videogiochi, macchine di tipo medico, industriale, robot e cose di ogni tipo, per quella che viene definita internet of things.

Internet delle cose

La crescita maggiore degli utilizzi del 5G, più che gli smartphone riguarderà quindi il settore dell’internet delle cose. Tra dieci anni non è escluso che saranno i frigoriferi ad ordinare direttamente il cibo che manca prima di mettersi a cena, così come lavatrici e lavastoviglie partiranno da sole e le automobili in modo autonomo chiameranno l’ambulanza in caso di incidente. I dispositivi potranno anche ordinare nuove batterie quando la carica starà per esaurirsi.

Basterà la nostra ombra digitale per comandare tutto a distanza, ma si potrà anche parlare con uno straniero disponendo di traduzione simultanea, piuttosto che interagire con ologrammi in 3d nelle filiali delle banche per chiedere informazioni. Potendo gestire molti più dati personali i pagamenti elettronici saranno molto più sicuri, mentre al supermercato basterà inquadrare un prodotto per avere tutte le sue informazioni.

Telechirurgia

Nella sanità la rete 5G comporta un grosso salto in avanti per la telemedicina per fare collaborare esperti, prevenire malattie con la medicina predittiva, monitorare in tempo reale i pazienti e curarli a domicilio. Una quantità enorme di dati elaborati in tempo reale dall’intelligenza artificiale può suggerire il modo migliore per intervenire. Nella medicina chirurgica si potranno anche operare pazienti a distanza attraverso mani robotiche.

La telechirurgia è già funzionante ad esempio al San Raffaele di Milano. In un mix di realtà tradizionale e aumentata, grazie alle reti di quinta generazione e alla collaborazione con Artiness , i chirurghi operano pazienti al cuore avvalendosi di un sistema di supporto da remoto (remote proctoring) che oltre a consentire l’analisi in tempo reale degli esami del paziente, consente di studiare modelli in 3D e una ricostruzione olografica del cuore.

Auto e mobilità in 5G

Come descritto nel rapporto Smart Italy 5G del centro studi Tim il settore della mobilità è tra i maggiori beneficiari dei cambiamenti dovuti alle connessioni 5G. Auto, navi e aerei potranno essere comandati a distanza con precisione millimetrica, così come mezzi di lavoro e soccorso. Per strada ci saranno semafori intelligenti che reagiranno in tempo reale alle condizioni del traffico con meno code e stress per chi guida.

Per l’Osservatorio 5G & Beyond del Politecnico di Milano, in attesa che la guida autonoma possa diventare una realtà, le nuove reti consentono ai mezzi di interagire facilmente. La smart mobility fa interagire i sensori delle auto di nuova generazione per offrire all’automobilista quante più informazioni possibili su traffico, incidenti, lavori in corso e condizioni del manto stradale, ad esempio in inverno con la neve o il ghiaccio.

Video in alta definizione

Con le reti 5G tutta la tecnologia di visualizzazione e ascolto dei contenuti subisce un miglioramento mai visto. Guardare video Ultra HD ad altissima definizione sarà naturale e avrà un impatto importante nell’ambito di istruzione, intrattenimento, assistenza sanitaria e produzione industriale. Ovviamente il settore dell’informazione sarà il più coinvolto da quella che si preannuncia come l’ennesima rivoluzione dei media. Tutta la catena produttiva dell’industria di film e video sarà coinvolta.

Oltre a costruire piattaforme di contenuti televisivi ad altissima definizione, si tratterà anche di produrre contenuti innovativi sul piano dell’intrattenimento e della cultura. I video Ultra HD in 5G miglioreranno la fruizione dello streaming live di eventi sportivi, spettacoli di varietà e grandi eventi, che offriranno la possibilità di personalizzare la visione. Lo spettatore diventerà anche un regista e potrà ingrandire dettagli, passare tra riquadri, seguire un giocatore o un componente di una band di un concerto.

Reti veloci nell’industria

Abbiamo visto che molte applicazione del 5G riguardano il tempo libero, ma gli aspetti lato consumer delle reti di quinta generazione sono molto meno importanti rispetto a quelli nell’industria. Con una latenza del segnale minore di 4 millisecondi e potendo supportare grandi quantità di dati, é possibile comandare a distanza qualsiasi tipo di infrastruttura facendo comunicare tra loro le macchine in modo autonomo.

La tecnologia 5G consentirà di usare l’intelligenza artificiale in tutti i processi industriali. Le macchine delle fabbriche del futuro saranno robot con sensori che mischiano realtà digitali virtuali e fisiche per aumentare sicurezza, flessibilità, tracciabilità e versatilità della produzione. I confini delle fabbriche si allargheranno in un ecosistema aperto che saprà diminuire gli sprechi ed essere anche più sostenibile.

L’integrazione tra automazione e informatica renderà le fabbriche autonome nel scegliere una produzione diversificata come immediata risposta ai cambiamenti del mercato. Migliorando l’efficienza operativa si ridurranno anche i difetti di produzione e i costi, così come migliorerà la gestione della logistica e l’intero sistema di trasporto, approvvigionamento e consegna del materiale e dei prodotti finiti.

Copertura 5G in Italia e mondo

Il problema del 5G è la copertura, dato che a frequenze così elevate le onde sono molto piccole, faticano a passare attraverso muri e oggetti e non coprono distanze elevate. Una città che vuole dotarsi di una rete 5G veramente veloce, deve piazzare molte antenne ravvicinate in tutte le zone, ma gli operatori possono anche decidere di utilizzare bande di frequenza meno elevate per avere una portata maggiore a discapito però della velocità.

Nel mondo si stima che gli operatori investiranno in questa tecnologia quasi 880 miliardi di dollari entro il 2025. Se per il 4G ci sono voluti circa dieci anni, questa nuova transizione richiederà tempo e nel frattempo cresceranno le nuove funzionalità per gli utenti. Serviranno alcuni anni perchè la connessione di quinta generazione si diffondano a prezzi ragionevoli ovunque.

Nel mondo attualmente ci sono 8 miliardi di Sim in circolazione su smartphone 4G o inferiori e la loro sostituzione non sarà immediata. Mentre sul mercato sono già in vendita smartphone 5G delle migliori marche, secondo l’ultimo report di Gsma il nuovo sistema di trasmissione sarà usato dal 15% degli utenti mobili globali entro il 2025, metà dei quali in America e l’altra metà in Europa e Cina.

La copertura delle reti 5G in Italia è di circa il 90% della città a Milano ma non tutte le città sono così fortunate. L’Italia sconta già un ritardo notevole per la velocità di connessione in molte aree del paese e prima di arrivare alla quinta generazione si dovrebbe quantomeno raggiungere uno standard decente nelle connessioni fisse. Il programma dello Stato Italiano è arrivare a fare avere una connettività fino ad 1 Gigabit a tutte le famiglie italiane entro il 2026.

Reti veloci vs rete fissa

Le reti 5G hanno tutte le carte in regola per diventare lo standard della telefonia mobile del futuro ma potrà anche sostituire la fibra o la adsl di casa? Questa domanda è più che lecita poichè più che avere una linea velocissima sugli smartphone, alla maggioranza delle persone oggi serve avere una connessione veloce su pc desktop o portatile per lavorare da casa con lo smart working, oppure pe vedere film in tv con lo streaming su smart tv o giocare con i videogiochi con le nuove console.

Considerando solo la velocità di connessione, pensare al 5G al posto della fibra non è un azzardo dato che come abbiamo visto si parla di 20 Gbps con latenza molto bassa, ovvero prestazioni tre volte superiori alla fibra ottica. Quindi acquistando un piccolo router 5G in teoria in famiglia e sul lavoro tutti si potrebbero collegare direttamente alllo smartphone attraverso il tethering come d’altronde si fa già con le reti 4G ma con una qualità decisamente superiore.

Gli standard di velocità visti in precedenza sono ancora disponibili solo in poche città e poi ci sono da considerare i costi delle tariffe 5G ancora molto alte se consideriamo le soglie massime di dati scaricabili. Al momento quindi la convenienza di una linea mobile totalmente sostitutiva è relativa e da considerare caso per caso, ma in futuro certo potrà non servire più una rete cablata. Nel frattempo anche chi si occupa di infrastrutture potrebbe utilizzare la tecnologia 5G insieme alla cosiddetta Fixed Wireless Access (FWA) per portare una linea veloce nelle zone non coperte dalla fibra FTTH.

Rischi per la sicurezza

L’utilizzo delle reti 5G in campo industriale, scientifico, medico o militare innesca una serie di considerazioni che riguardano la sicurezza informatica e il trattamento dei dati personali. E’ ovvio che l’aumento vertiginoso dei dati scambiati incrementi esponenzialmente anche il rischio che informazioni riservate di ogni genere possano venire rubate ed utilizzate in modo fraudolento.

I potenziali rischi delle reti 5G nel campo della sicurezza sono stati riassunti in un documento realizzato da varie agenzie statunitensi. L’industria è consapevole delle nuove questioni e vulnerabilità a cui si espone facendo intergaire tra loro miliardi di dispositivi e sta sviluppando varie soluzioni in una architettura di sicurezza della rete per contenere le potenziali minacce. I dati oggi vengono crittografati attraverso vari livelli nei software, nella rete e nei server di archiviazione.

Rete 5G e salute

Sulla pericolosità del 5G per la salute sono stati fatti numerosi studi che riguardano tutti da vicino, dato che la portata delle antenne è minore e se ne dovranno installare molte per raggiungere ogni luogo. Abbiamo già visto come la tecnologia su cui si basa il sistema di quinta generazione é praticamente la stessa utilizzata in tutte le reti precedenti. La domanda che ci si dovrebbe porre, 5G a parte, sarebbe piuttosto quella di considerare la pericolosità di tutte le radiazioni delle reti cellulari, comprendendo le 3G e 4G.

Tra gli scienziati non mancano le cautele, ma tutte le varie congetture e timori che girano in rete sembrano ingiustificati anche secondo l’Oms (Organizzazione Mondiale della Sanità). Molte ricerche sostengono come le reti di quinta generazione non siano rischiose per la salute basandosi sulla trasmissione di dati via radio attraverso onde non ionizzanti a bassa energia. L’alta frequenza utilizzata per garantire una maggiore velocità è l’unica possibilità di rischio nel caso di potenze elevate, ma le antenne 5G devono rispondere a precisi requisiti di legge per quanto riguarda l’intensità dei campi elettromagnetici generati.

I rischi delle reti 5G più che riguardare la salute potrebbero essere relativi alla sicurezza delle applicazioni in campo militare e civile. Gli operatori di questi servizi potrebbero impossessarsi di dati sensibili per spionaggio, oppure addirittura comandare a distanza aerei militari. Chiaramente si tratta di ipotesi improbabili ma creano forti timori a livello internazionale. Gli Stati Uniti vogliono impedire ai cinesi, che in questa tecnologia sono molto avanti avendo già investito oltre 400 miliardi di dollari, di entrare in questo mercato in Europa e in Italia.