5G: un riassunto del 2021 e cosa aspettarsi in futuro

Il 5G è un insieme di tecnologie di comunicazione mobile migliorate e aggiornate, e nuove caratteristiche derivanti dall'aggiunta di due nuove bande ad alta frequenza: sub-6 GHz (3,5 - 7 GHz) e mmWave (>24 GHz). La banda a bassa frequenza ha un raggio di propagazione più lungo ma una larghezza di banda limitata e una lunga latenza, mentre la banda ad alta frequenza ha le caratteristiche opposte: un raggio di propagazione breve ma una larghezza di banda enorme e una latenza ultra-bassa. Nonostante le sue limitazioni della gamma di propagazione, l'alto throughput del 5G (specialmente mmWave) e la latenza ultra-bassa gli permettono di attingere a vari settori di alto valore come il controllo robotico 3D, il monitoraggio della realtà virtuale e il controllo medico a distanza che le tecnologie precedenti non potevano. Il 5G è posizionato come una tecnologia che ridefinirà e accelererà numerose industrie e alla fine cambierà il modo in cui le persone lavorano e vivono.

Il 5G è riconosciuto come un'infrastruttura importante sia per i paesi sviluppati che per quelli in via di sviluppo. Entro la fine del 2021, 79 nazioni hanno commercializzato il 5G o stanno conducendo prove di 5G. Scavando ulteriormente in quale frequenza è più utilizzata - in base allo studio di IDTechEx - è sub-6 GHz. Questa banda di frequenza è utilizzata in oltre la metà delle implementazioni e dei percorsi commerciali del 5G, con solo una piccola percentuale che utilizza mmWave. Finora, solo 9 paesi hanno commercializzato il 5G mmWave. Tuttavia, questo non è sorprendente dato che, la principale restrizione delle trasmissioni mmWave è il loro basso raggio di propagazione. Le compagnie di telecomunicazioni non impiegherebbero la banda di frequenza mmWave per la copertura nazionale. Guardando le strategie di implementazione degli operatori di telecomunicazioni, possiamo vedere che le bande a bassa frequenza (per esempio, 700 MHz) sono utilizzate per la copertura nazionale, mentre le bande sotto i 6 GHz sono utilizzate per la copertura delle città, e mmWave è utilizzato per gli hotspot delle megalopoli.

 

Nel loro ultimo rapporto di ricerca sul mercato 5G, "5G Technology, Market and Forecasts 2022-2032", IDTechEx esamina specificamente la strategia di implementazione di 5 regioni chiave: Stati Uniti, Cina, Europa, Giappone e Corea del Sud. Per ogni regione, IDTechEx si concentra su due aspetti: la strategia del governo e la strategia dell'operatore di telecomunicazioni per il rollout del 5G. I due paragrafi seguenti mostrano una revisione di alto livello dello stato di implementazione negli Stati Uniti e in Cina; per maggiori informazioni, visitate www.IDTechEx.com/5G.

Lato governo: rispetto ad altre nazioni, la Federal Communications Commission (FCC) ha rilasciato lo spettro mmWave significativamente in anticipo. Solo all'inizio di quest'anno la FCC ha finalmente rilasciato la banda di frequenza sub-6 GHz. Lo strappo e la sostituzione delle apparecchiature Huawei è ancora una priorità assoluta, con il governo che finanzia gli operatori su piccola scala per farlo. Data la mancanza di fornitori dominanti di apparecchiature di telecomunicazione 5G negli Stati Uniti, la FCC ha anche sostenuto lo sviluppo di Open RAN.

 

Lato operatore di telecomunicazioni: Ogni operatore detiene una porzione diversa dello spettro 5G (per esempio: Verizon ha la maggior parte delle partecipazioni mmWave). Di conseguenza, ogni strategia per lo sviluppo del 5G è diversa. Verizon, per esempio, ha fatto investimenti significativi nello sviluppo delle mmWave, ma T-Mobile ha dato la priorità all'espansione delle bande basse e medie. T-Mobile ha attualmente la più estesa copertura in banda media (utilizzando 2,5 GHz) come risultato della sua acquisizione di Sprint. A seguito dell'asta della banda C (frequenza nella gamma sub-6 GHz) all'inizio di quest'anno, AT&T e Verizon hanno entrambi annunciato piani per lanciare il servizio a banda media quest'anno, con l'obiettivo di coprire 100 milioni di persone entro il 2022.

Lato governo: Il governo cinese sta spingendo molto per lo sviluppo nazionale del 5G. Il Ministero dell'Industria e dell'Information Technology della Repubblica Popolare Cinese (MIIT) ha emesso un piano d'azione per la "navigazione" delle applicazioni 5G (2021-2023) nell'aprile 2021, stabilendo un percorso per la promozione delle applicazioni 5G. Sono stati identificati tre indicatori di performance chiave (KPI): Aumentare la penetrazione degli utenti 5G a più del 40%, aumentare il traffico di accesso alla rete 5G a più del 50%, e spingere la penetrazione 5G nelle grandi imprese a più del 35%. Il MIIT non ha ancora rilasciato lo spettro mmWave, anche se ci si aspetta che lo faccia presto, dato che i cinesi si stanno preparando a utilizzare le Olimpiadi invernali del 2022 come banco di prova per il rollout del mmWave.

 

Lato operatore di telecomunicazioni: Una tendenza vista in Cina è che gli operatori stanno lavorando insieme per costruire infrastrutture di rete condivise. Ecco un esempio: Entro maggio 2021, China Telecom e China Unicom costruiranno insieme 460.000 stazioni base 5G.

Anche se il 5G è commercializzato, ci sono ancora molti sviluppi tecnici in corso. In questo articolo, IDTechEx ha discusso i 4 punti chiave:

 

• La corsa per la radio più leggera Massive MIMO sub-6 GHz:

Una parte cruciale dell'implementazione di una rete 5G su larga scala che impiega l'ingranaggio MIMO massiccio è che la radio deve essere leggera e avere un ingombro compatto, in quanto queste caratteristiche aiuteranno gli operatori a risparmiare denaro significativo sulla distribuzione complessiva. È qui che entra in gioco il silicio. Le prestazioni del silicio avranno un'enorme influenza sugli aspetti essenziali di una radio, come la connessione, la capacità, il consumo di energia, le dimensioni e il peso del prodotto e, infine, il costo. Nel settore dei sistemi 5G, tutti questi aspetti sono critici. Nel rapporto "5G Technology, Market and Forecasts 2022-2032" di IDTechEx, viene fornita un'analisi completa sul settore Si e il suo impatto sullo sviluppo del 5G.

 

• Distribuzione di piccole celle

Le piccole celle sono proposte per affrontare la sfida del breve raggio di propagazione del segnale causato dall'alta frequenza. Creare una rete ultra-densa distribuendo più celle piccole gioca un ruolo chiave nel 5G in quanto permette di integrare la rete macro e quindi aumenta la capacità dei dati. Inoltre, il dispiegamento di piccole celle porta il 5G a una varietà di aziende, facilitando la trasformazione digitale (vedi questo recente articolo di IDTechEx per ulteriori informazioni su come le piccole celle stanno facilitando le industrie connesse). Le piccole celle possono essere classificate in tre tipi: femtocelle, picocelle e microcelle, a seconda della loro potenza di uscita. A causa delle loro dimensioni più piccole rispetto alle stazioni base macro, le scelte dei materiali e la tendenza complessiva della tecnologia saranno diverse dalle loro controparti di infrastrutture macro. Maggiori dettagli sulle tendenze della tecnologia delle piccole celle e sui casi d'uso si possono trovare nel rapporto IDTechEx, "5G Small Cells 2021-2031: Technologies, Markets, Forecasts".

 

 

• Sviluppo della RAN aperta

Open RAN è un'alternativa di rete alla tradizionale RAN legacy che permette ai componenti interoperabili (compresi hardware e software) di diversi fornitori di lavorare insieme senza soluzione di continuità. Si propone di eliminare la natura proprietaria del sistema della rete di accesso radio (RAN), diversificare la catena di fornitura dei fornitori nell'industria delle telecomunicazioni, favorire una maggiore innovazione e ridurre i costi iniziali e operativi dell'implementazione della RAN. Lo sviluppo della RAN aperta è ancora nella sua infanzia al 2021, con solo alcuni operatori di telecomunicazioni che distribuiscono la rete Open RAN 5G su piccola scala. Ci sono ancora molte sfide che devono essere affrontate prima che la maggior parte degli operatori di telecomunicazioni adotti questa tecnologia. IDTechEx nel loro recente rapporto "5G Technology, Market and Forecasts 2022-2032" esplora profondamente questo argomento, aiutando il lettore a capire le tendenze future del mercato delle infrastrutture 5G.

 

• sviluppo mmWave

IDTechEx ritiene che ci siano ancora alcuni anni da percorrere prima di vedere il mercato mmWave decollare (vedere questo recente articolo di IDTechEx per una discussione più approfondita). Ci sono ancora altri ostacoli da superare, come il costo, la potenza, l'imballaggio e le preoccupazioni di gestione termica. I dispositivi mmWave, per esempio, richiedono materiali a bassa perdita con una bassa costante dielettrica e perdita tan, così come i metodi di imballaggio migliorati, per evitare un'eccessiva perdita di trasmissione. A causa della lunghezza d'onda corta delle comunicazioni mmWave, i dispositivi stanno diventando più piccoli e più integrati, richiedendo più potenza e gestione termica. IDTechEx valuta i punti critici tecnici e indaga le tendenze e le innovazioni sia per i materiali 5G che per il design nella loro offerta 5G ("Tecnologia 5G, mercato e previsioni 2022-2032", "Materiali a bassa perdita per 5G 2021-2031" e "Gestione termica per 5G").

Il mercato 5G sta per decollare. Entro la fine del 2032, si prevede che i servizi mobili di consumo genereranno 800 miliardi di dollari di entrate, e i mercati delle macro infrastrutture 5G si espanderanno sette volte di più che nel 2020, secondo IDTechEx. Altri punti chiave includono:

 

Per un'ulteriore comprensione dei mercati globali 5G, degli attori, delle tecnologie, delle opportunità e delle sfide, si prega di fare riferimento al rapporto IDTechEx "5G Technology, Market and Forecasts 2022-2032". Inoltre, IDTechEx ha anche autorizzato diversi rapporti di ricerca di mercato che coprono approfonditamente le tecnologie 5G critiche, tra cui "5G Small Cells 2021-2031: Technologies, Markets, Forecasts", "Low-loss Materials for 5G 2021-2031", e "Thermal Management for 5G". Per ulteriori informazioni sul portafoglio 5G, visitate il sito web di IDTechEx.

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