L’operatore giapponese Softbank ha messo in fila 12 sfide per il 6G, il nuovo standard di comunicazione allo studio che si propone di superare il 5G.
Oltre a migliorare la velocità, la latenza e la capacità di connettere sempre più device il 6G dovrà garantire una migliore efficienza energetica e nuove opzioni di connessione con particolare attenzione alla High Altitude Platform Stations (HAPS) e alle comunicazioni THz.
1: SLA vs. “miglior sforzo”
Finora, i servizi forniti su reti mobili che collegano gli smartphone a Internet sono stati “best-effort” a causa della natura del protocollo Internet (IP). Ad esempio, è improbabile che piccoli ritardi di rete o perdite di pacchetti arrechino disagi alla vita quotidiana delle persone, come lo shopping online e lo streaming video. In futuro, tuttavia, le reti mobili 6G sosterranno l’infrastruttura di rete che supporta una varietà di settori. SoftBank consentirà la comunicazione end-to-end completa per i clienti con accordi sul livello di servizio (SLA) appropriati nella sua rete sfruttando il Mobile Edge Computing (MEC) e lo slicing della rete.
2: personalizzazione della rete basata su API
Non c’è dubbio che Internet ha continuato ad evolvere sistemi e protocolli a causa della sua apertura. D’altra parte, l’evoluzione delle reti mobili è stata limitata a causa delle tecnologie proprietarie e di una cultura chiusa per lungo tempo. Affinché le reti mobili siano un’infrastruttura fondamentale per vari settori, devono essere in grado di supportare la personalizzazione e la configurazione dinamica al volo. SoftBank fornirà servizi più convenienti per i clienti incorporando le API (Application Programming Interface) RESTful (Representational State Transfer) per personalizzare e configurare la propria rete in base alle esigenze dei clienti.
3: reti di intelligenza artificiale
Le tecnologie di intelligenza artificiale sono ora applicate a più aree rispetto a prima, anche per il rilevamento di oggetti utilizzando tecnologie di riconoscimento delle immagini, riconoscimento/traduzione vocale e operazioni di ottimizzazione/automazione della rete. Tuttavia, i motori di intelligenza artificiale richiedono molti dati e risorse di calcolo. I motori di intelligenza artificiale potrebbero essere implementati su reti con una ricca gestione dei dati e risorse di calcolo illimitate, invece di averli nei dispositivi. Per massimizzare la potenza dell’IA basata sulla rete, sono necessarie reti ad alta velocità e a bassa latenza. Distribuendo GPU e server su reti mobili, sarà possibile fornire reti e servizi di intelligenza artificiale a basso costo e di alta qualità. Queste risorse GPU potrebbero essere utilizzate anche per automatizzare le operazioni di rete di SoftBank con l’intelligenza artificiale. SoftBank conduce le verifiche tecnologiche delle stazioni base virtuali dotate di GPU dal 2019. La rete di SoftBank verrà adattata automaticamente dall’IA ai modelli di traffico di rete, al comportamento dei clienti e alle richieste di rete.
4: copertura del 100%
Le reti 6G richiederanno l’eliminazione dei punti morti in cui vivono le persone e una copertura totale in tutto il mondo. SoftBank mira a risolvere queste sfide offrendo soluzioni di rete non terrestre (NTN) che utilizzano satelliti HAPS e Low Earth Orbit (LEO) e Geosynchronous Earth Orbiting (GEO). Ciò consentirà a SoftBank di offrire servizi Internet a più di tre miliardi di persone in tutto il mondo che attualmente non sono in grado di accedere a Internet. Consentirà inoltre l’accesso alla rete mobile in mare, nelle zone montuose e nell’alta atmosfera, dove l’installazione di stazioni base è stata fino ad oggi impossibile. Come infrastruttura sottostante, le reti 6G apriranno la strada a nuovi settori che consentono, tra gli altri, la guida autonoma, i taxi volanti e i servizi di consegna basati su droni.
5: Espansione dell’area di HAPS
HAPSMobile Inc., una sussidiaria di SoftBank, sviluppa sistemi di piattaforme di telecomunicazione stratosferiche dal 2017. Nel 2020, l’azienda ha dimostrato con successo comunicazioni di volo stratosferico e di evoluzione a lungo termine (LTE) dalla stratosfera nel New Mexico, USA. “Sunglider”, un sistema aereo senza pilota dotato di pannelli solari, è stato utilizzato come piattaforma di comunicazione stratosferica per il test. Il test ha avuto successo e ha dimostrato la fattibilità della tecnologia HAPS (High Altitude Platform Station) di SoftBank. Utilizzando la grande quantità di dati ottenuti dal volo di prova, SoftBank sta sviluppando sistemi aeronautici e apparecchiature wireless in vista della commercializzazione e si prepara a soddisfare i requisiti normativi.
6: Oltre le onde millimetriche: terahertz e comunicazione ottica
Le tecnologie 5G hanno consentito di utilizzare le frequenze delle onde millimetriche che in precedenza erano rimaste una risorsa non sfruttata nelle comunicazioni mobili. Per il 6G, la gamma terahertz, frequenze superiori alle onde millimetriche, come i terahertz e la gamma ottica, verranno sfruttate per costruire reti che operano a una velocità dieci volte superiore alle loro controparti 5G. Le frequenze che vanno da 100GHz a 10THz sono generalmente considerate nella gamma dei terahertz. La World Radiocommunication Conference 2019 (WRC-19) ha riservato un totale di 137 GHz per l’uso delle telecomunicazioni tra frequenze superiori a 275 GHz che non erano mai state assegnate in precedenza. Sfruttando questa vasta gamma di frequenze per le comunicazioni mobili, l’obiettivo di SoftBank è raggiungere velocità ancora più elevate e comunicazioni di volume sempre maggiori
7: Rilevamento e posizionamento
Finora gli operatori mobili hanno utilizzato lo spettro radio solo per scopi di telecomunicazione. Tuttavia, il 6G può essere utilizzato non solo per la comunicazione, ma anche per il rilevamento e il posizionamento contemporaneamente. Ad esempio, una tecnologia che utilizza il Wi-Fi per identificare la posizione di una persona indoor è già in uso pratico. Inoltre, il Bluetooth viene ora utilizzato per tracciare i dati di posizione. Nella prossima era del 6G, oltre alle comunicazioni, SoftBank cercherà di offrire servizi di comunicazione, rilevamento e tracciamento con le sue stazioni base.
8: Ricarica/Alimentazione
Per dispositivi come gli smartphone, le tecnologie di ricarica contactless standard Qi sono ampiamente utilizzate. Tuttavia, questo metodo ha uno svantaggio, che è la sua incapacità di caricare o fornire alimentazione quando il dispositivo è posizionato anche a breve distanza dal caricatore o dalla fonte di alimentazione. Il 6G cambierà drasticamente le modalità di ricarica delle batterie e le routine di ricarica quotidiane. Per realizzare quel futuro, gli sforzi di ricerca e sviluppo di SoftBank si concentreranno sulle tecnologie di ricarica/alimentazione wireless per dispositivi alimentati a batteria come sensori IoT, contatori intelligenti, cuffie audio, mouse e tastiere.
9: Massimo utilizzo ed efficienza della frequenza
Finora le frequenze sono state assegnate in base alle finalità delle applicazioni che ciascun fornitore di servizi le utilizzava in esclusiva. Tuttavia, applicando le tecnologie del protocollo Internet (IP) alle tecnologie wireless, più provider dovrebbero essere in grado di condividere le larghezze di banda disponibili in determinati orari e in determinati luoghi. Le tecnologie di multiplexing, tra cui MIMO (Multiple Input/Multiple Output) e condivisione dinamica dello spettro (DSS), sono già consolidate. Avanzando ulteriormente queste tecnologie e altre, l’obiettivo è utilizzare le frequenze in modo più efficace.
10: Sicurezza della rete
Man mano che il loro sviluppo prende slancio, si dice che i computer quantistici potrebbero entrare nell’uso pratico entro il 2030. Quando ciò accadrà, sarà possibile decifrare i codici RSA*1 attualmente utilizzati per la crittografia di Internet, il che potrebbe rendere le reti vulnerabili al furto di contenuti di comunicazione. Al fine di proteggere tutte le attività basate sull’infrastruttura delle comunicazioni, SoftBank sta lavorando alla verifica tecnologica di vari sistemi, come la crittografia post-quantistica (PQC) e la distribuzione di chiavi quantistiche (QKD). Avanzando queste tecnologie, l’obiettivo è costruire reti ultra sicure.
11: resilienza, ridondanza, ripristino
Con il lancio del 5G, le reti mobili svolgeranno un ruolo sempre più importante nell’infrastruttura di rete. Di conseguenza, le reti devono continuare a funzionare, anche in circostanze in cui si verifica un errore di comunicazione. A tal fine, SoftBank sta rivedendo le architetture di rete tradizionali e sta lavorando per costruire reti resistenti ai guasti. Allo stesso tempo, SoftBank sta sviluppando tecnologie che consentiranno alle reti di mantenere i servizi ogni volta che si verifica un guasto.
12: Carbon-free e Net-zero
I dati di grande volume ottenuti da sensori e dispositivi, nonché l’elaborazione dei dati da parte di tutti i tipi di computer, consentiranno il monitoraggio e l’osservazione 24 ore su 24, 7 giorni su 7, delle emissioni di CO2. Ciò contribuirà in modo significativo al raggiungimento dell’azzeramento delle emissioni nette di gas serra. D’altra parte, il monitoraggio costante tramite sensori potrebbe sollevare problemi di privacy che devono essere risolti, inclusa la gestione delle informazioni personali e la sicurezza dei dati. Parallelamente, SoftBank mira a ottenere un funzionamento a emissioni zero delle stazioni base. Attualmente, le leggi richiedono l’installazione di batterie per l’alimentazione di emergenza nelle stazioni base per sostenere i servizi di rete in caso di disastro. È possibile ridurre le emissioni di gas serra utilizzando queste batterie regolarmente, nonché facendo funzionare le stazioni base di notte utilizzando l’elettricità generata e immagazzinata durante le ore diurne. Inoltre, controllando il funzionamento delle stazioni base in tempo reale in base al volume delle comunicazioni, è possibile ridurre al minimo il consumo di energia. SoftBank sta svolgendo attività di ricerca e sviluppo per realizzare stazioni base prive di emissioni di carbonio.
