Al giorno d’oggi è difficile immaginare una vita senza connessione. Il modo di comunicare tra di noi è cambiato radicalmente dall’inizio delle rivoluzioni tecnologiche e industriali, e non riguarda solo la comunicazione tra esseri umani ma anche tra macchine. La distribuzione di dati ad alta velocità è oggi possibile ovunque nel mondo grazie alle reti wireless. Si tratta di reti private, come Bluetooth e Wi-Fi, e di telecomunicazioni commerciali, come i servizi 3G, 4G e 5G.
Per consentire uno scambio di dati superveloce, la tecnologia wireless di quinta generazione alimenterà tutto, dagli oggetti, ai dispositivi e alle macchine, fino ai veicoli elettrici e alle reti elettriche. Rispetto al 4G/LTE, le reti 5G offriranno una capacità 1.000 volte superiore, una latenza dieci volte inferiore e una velocità cinquanta volte superiore.
Che cos’è il 5G?
Dopo lo sviluppo della tecnologia mobile wireless 4G, i ricercatori e gli operatori di telefonia mobile si sono uniti per iniziare a progettare la prossima generazione di telecomunicazioni cellulari, il 5G.
La definizione più estesa descrive il 5G come una rete cellulare che ha le sue aree di servizio divise in regioni relativamente piccole note come celle. Utilizzando le onde radio e un’antenna locale all’interno della cella, tutti i dispositivi wireless 5G in una determinata area sono collegati alle reti telefoniche e Internet. Le reti più recenti offrono velocità di download più elevate, che potrebbero potenzialmente raggiungere i 10 gigabit al secondo (Gbit/s). Oltre a essere più veloce dei suoi predecessori, il 5G ha anche una maggiore larghezza di banda e può collegare diversi tipi di dispositivi, migliorando la qualità dei servizi Internet nelle aree affollate.
Anche se all’orizzonte c’è il 6G (che sarà lanciato intorno al 2030), il 5G non ha ancora spiccato il volo dopo la sua diffusione nel 2019 in tutto il mondo. Secondo molte fonti, l’intero impatto economico del 5G si manifesterà probabilmente a livello globale entro il 2035.
Statista e GSM Association prevedono che entro il 2025 le reti 5G avranno più di 1,7 miliardi di abbonati e rappresenteranno il 25% del mercato globale della tecnologia mobile.
Il ruolo del 5G industriale
Molte aziende si affidano a una connessione wireless ad alta velocità. Il livello di automazione delle industrie ha portato alla globalizzazione delle strutture di controllo e monitoraggio dei dati. Questo porta alla ribalta il termine “5G industriale”, in quanto la tecnologia wireless di quinta generazione è molto diffusa nelle comunicazioni di tipo meccanico e nell’Internet delle cose (IoT). Essa consente un’affidabilità senza precedenti, una riduzione della latenza, un aumento della capacità e un miglioramento della QoS (Quality of Service).
Il 5G incorpora tecnologie di accesso migliorate come il BDMA (Beam Division Multiple Access) e l’FBMC (Filter Bank Multi-Carrier Multiple Access), il che significa che è in grado di trasformare completamente settori come la produzione, la sanità, l’energia e i trasporti (come abbiamo detto nell’articolo sulle principali tendenze tecnologiche per il 2023, secondo il 97% dei partecipanti al sondaggio IEEE, il 5G avrà un impatto sulla connettività e l’automazione dei veicoli nel 2023).
I vantaggi del 5G industriale
- Alta velocità e bassa latenza
- Maggiore sicurezza, ad esempio la rete privata 5G è in grado di escludere alcune categorie di problemi di sicurezza.
- Maggiore velocità di comunicazione e affidabilità
- Monitoraggio remoto degli aspetti di controllo operativo
- Monitoraggio in tempo reale per la diagnostica avanzata, il monitoraggio delle prestazioni e la raccolta di dati statistici di controllo dei processi.
- Offre un elevato livello di flessibilità ed efficienza, essendo costruito specificamente per le fabbriche intelligenti (Industria 4.0) e per l’Industrial Internet of Things (IIoT).
- Riduzione dei costi grazie all’architettura a singolo punto di accesso (i dispositivi più a valle non devono pagare per i servizi di abbonamento 5G).
- Controllo completo delle esigenze di connessione da parte delle aziende
- Grazie alle reti private, le aziende possono tracciare, memorizzare, analizzare, dirigere e regolare il flusso di dati.
Reti private per l’IoT industriale
Le reti pubbliche 5G contano miliardi di abbonati in tutto il mondo, che le utilizzano principalmente per dispositivi più veloci e streaming ad alta risoluzione. Tuttavia, il nuovo standard di comunicazione mobile è molto di più. La costruzione di reti 5G private (chiamate anche reti non pubbliche) offre tutta la velocità, la qualità e l’affidabilità del 5G pubblico, con in più la protezione e il controllo di una rete indipendente. L’ultima release del 5G offre nuovi livelli di supporto per le reti 5G private, gestite e protette. Queste reti private migliorano la latenza delle applicazioni, consentendo al contempo l’archiviazione in loco della raccolta di dati sensibili dell’Industrial IoT.
Le reti 5G sono più adeguate all’uso privato rispetto ad altri standard. I segnali 3G, 4G e 5G non penetrano; pertanto, per coprire efficacemente un’area con segnali 5G di adeguata integrità, è necessario posizionare ulteriori torri cellulari in più punti per avvicinare gli utenti alle torri. Per questo motivo, molte aziende stanno iniziando a concentrarsi sui vantaggi della connettività 5G, in quanto i moderni dispositivi 5G, come palmari, switch, router e stazioni base, stanno modificando il design delle torri cellulari e consentono l’implementazione di reti 5G private da parte di privati, organizzazioni e istituzioni.
In collaborazione con Ericsson e Quectel, Phoenix Contact ha progettato il primo router 5G industriale da utilizzare per applicazioni industriali locali su reti 5G private. Le applicazioni industriali, tra cui macchine, controllori e altri dispositivi, possono essere collegate a una rete 5G privata utilizzando questo router 5G, consentendo loro di coordinare l’utilizzo delle risorse, l’impostazione delle priorità e il comportamento.
Come Phoenix Contact, anche Siemens sta guidando l’avanzamento della tecnologia Industrial 5G. Oltre all’annuncio dei nuovi router mobili Industrial 5G, è stata creata una rete 5G privata standalone in un ambiente industriale basata esclusivamente su prototipi Siemens.
Quale industria beneficerà maggiormente del 5G?
Il 5G cambierà l’economia interconnettendo dispositivi e persone. Con l’aiuto delle reti 5G, le aziende potranno creare fabbriche intelligenti e sfruttare appieno innovazioni come l’automazione, l’intelligenza artificiale, la realtà aumentata per la risoluzione dei problemi e l’Internet delle cose (IoT).
La produzione
Il 5G è la prima rete wireless ampiamente utilizzata progettata per le applicazioni industriali. Ciò significa che il 5G offre la scalabilità e l’affidabilità necessarie per supportare gli innumerevoli dispositivi e sensori intelligenti utilizzati nel settore manifatturiero. È particolarmente vantaggioso per il settore manifatturiero in quanto può ridurre l’errore umano e aumentare i processi automatizzati grazie alla connettività “machine-to-machine” su larga scala.
Vantaggi delle reti private 5G:
- Controllo in tempo reale della robotica avanzata.
- Connettività dei dispositivi finali mobili.
- Connettività standardizzata per la tecnologia dei sensori.
- Manutenzione predittiva e controllo e monitoraggio autonomo dei sistemi.
- Separazione dei dati tra prestazioni e rendimento.
- Inclusione di dispositivi e sistemi in reti di livello superiore.
- Opportunità di passare dalla connettività cablata a quella wireless in una varietà di ambienti industriali.
Il trasporto
L’industria automobilistica e dei trasporti si sta orientando verso sistemi di trasporto intelligenti, che offriranno diversi vantaggi, tra cui una maggiore sicurezza, una minore congestione del traffico, un migliore utilizzo del carburante e un ridotto impatto ambientale. Con i sistemi di trasporto intelligenti emergenti, sarà possibile connettere i veicoli e collegarli con altri, ad esempio i pedoni, le infrastrutture stradali, ecc.
Vantaggi delle reti private 5G nei trasporti:
- Isolamento dei sistemi di controllo dalla rete pubblica.
- Miglioramento dei servizi di localizzazione dei bagagli e delle attrezzature.
- Protezione delle informazioni sui passeggeri.
- Comunicazione ultra-affidabile a bassa latenza (URLLC) per veicoli a guida autonoma, droni, missioni di soccorso, ecc.
- L’avanzamento verso sistemi di trasporto intelligenti significa maggiore sicurezza, meno ingorghi, migliore utilizzo del carburante e un impatto ambientale favorevole.
La logistica
Poiché la logistica è collegata ai trasporti, il 5G potrebbe aprire le porte a delle innovazioni come i veicoli autonomi, la tecnologia dei droni e la raccolta di dati in tempo reale, trasformando il settore della logistica in un settore interconnesso e tecnologicamente avanzato. Inoltre, i Paesi che dispongono della prossima generazione di comunicazioni cellulari si concentreranno sulle intersezioni intelligenti 5G e miglioreranno la gestione del traffico stradale, riducendo la congestione e l’inquinamento atmosferico intorno ai porti e alle zone aziendali.
Vantaggi delle reti private 5G nella logistica:
- Soluzioni VR e tecnologie emergenti.
- Salvaguardia dei dati dei consumatori e dell’inventario.
- Aggiornamenti in tempo reale sulla posizione dei prodotti e sulle scorte.
- Aumento della visibilità della catena di approvvigionamento, offrendo informazioni su inventario, ordini, percorsi di spedizione e altre aree operative dell’azienda.
Il settore sanitario
Il settore sanitario trarrebbe grandi benefici dal 5G in quanto fornisce servizi ad alta affidabilità e bassa latenza. Soprattutto con il monitoraggio dei pazienti che diventa sempre più remoto, il 5G può essere una chiave per migliorare il monitoraggio regolare e le soluzioni di assistenza ai pazienti.
Vantaggi delle reti private 5G nella sanità:
- Maggiore precisione grazie a innovazioni come l’assistenza chirurgica robotica.
- Dispositivi da indossare che consentono ai pazienti di monitorare i valori critici.
- Aiuto al personale grazie a dispositivi più avanzati, in quanto il personale e i medici dovrebbero intervenire solo quando si verifica un problema.
- La copertura degli incidenti in tempo reale potrebbe diventare una realtà grazie a soluzioni come i droni per ambulanze, i dispositivi di monitoraggio in tempo reale, ecc.
- Sviluppo della stampa 3D per strumenti, attrezzature e persino per la costruzione di protesi.
- Le soluzioni VR, come le cuffie, rendono la formazione del personale sanitario più realistica che mai.
Il futuro delle tecnologie di comunicazione
Sebbene il 5G sia già in uso e le frequenze siano generalmente aumentate, il potenziale del settore industriale per il 5G non è ancora stato raggiunto. In futuro, coesisterà con il Wi-Fi e con altre tecnologie wireless, come WLAN, WirelessHART, GSM, LTE, ecc. o addirittura con supporti basati su cavi, prima della possibilità di configurare reti 5G private coerenti e personalizzate per le singole applicazioni. Pertanto, oltre alle nuove conversazioni sul 6G, potrebbe essere necessario ancora del tempo per sviluppare il 5G ed essere in grado di introdurre lo standard di nuova generazione.
Tuttavia, la tecnologia di rete industriale 5G sta già influenzando le fabbriche intelligenti nel prendere decisioni, produrre prodotti e mantenere le loro strutture. Molte aziende stanno già creando soluzioni che utilizzano la tecnologia 5G e presto un numero sempre maggiore di aziende beneficerà delle sue capacità. Le future città intelligenti, i servizi pubblici, le reti elettriche, i trasporti, gli ospedali e le fabbriche saranno alimentati dal 5G perché consente alle aziende di distribuire un maggior numero di dispositivi e sensori in più luoghi.
Se volete saperne di più sul 5G, andate alla pagina con il nostro webinar con Kemet sulla transizione alla nuova rete wireless.
Domande frequenti
Industrial 5G è il nuovo termine che descrive il ruolo del 5G nel settore industriale. Poiché il futuro dell’industria manifatturiera si concentrerà sull’Industrial Internet of Things (IIoT), sulle fabbriche intelligenti e sull’Industria 4.0, oltre che sull’ Industria 5.0, per la progettazione delle strutture produttive sono necessarie una struttura di comunicazione corretta e una connessione completa. Il nuovissimo standard di comunicazione 5G crea nuove e significative opportunità offrendo una connessione affidabile e un’ampia larghezza di banda per il trasferimento dei dati tra i dispositivi Edge e il cloud.
Le reti private 5G sono una forma di tecnologia di rete wireless che fornisce una connessione cellulare per casi di utilizzo di reti private, come piccole imprese, fornitori di servizi indipendenti e amministrazioni locali. Insieme ad altre scelte wireless, tra cui l’evoluzione pubblica a lungo termine (LTE) e il 5G pubblico, il 5G privato è un’alternativa al Wi-Fi. Le reti private 5G sono più veloci, più sicure e consumano meno energia di quelle pubbliche.
Al momento il 5G viene utilizzato principalmente per lo streaming e per migliorare la velocità dei dispositivi. Tuttavia, presto le aziende di telecomunicazioni e i produttori saranno in grado di migliorare o trasformare le loro strutture in fabbriche intelligenti, grazie alle reti 5G. I settori chiave, come l’energia, i trasporti, i servizi pubblici, l’assistenza sanitaria e l’industria manifatturiera, hanno dimostrato enormi possibilità di guadagno per gli operatori che mirano a digitalizzare l’industria utilizzando la tecnologia 5G. Esse assistono e migliorano le tecnologie contemporanee, tra cui IoT, realtà aumentata, automazione e AI.
Poiché tutto continua a progredire e ci sono nuove e migliori tecnologie, è necessario apportare miglioramenti nel settore delle comunicazioni di rete. Il 5G offre una maggiore velocità di download, una minore latenza e una maggiore capacità e connessione per miliardi di dispositivi, migliorando in particolare le capacità di VR, IoT e AI.
La velocità di trasmissione dei dati e la bassa latenza della rete 5G consentiranno una comunicazione rapida tra macchine, aumentando la produttività e riducendo la possibilità di errori. Inoltre, grazie alla maggiore capacità della rete 5G, un maggior numero di fabbriche sarà in grado di connettersi a Internet, incrementando l’automazione e la produttività.
L’adozione del 5G modificherà il modo in cui prendiamo le decisioni, produciamo beni, gestiamo le fabbriche e manteniamo le infrastrutture. Riducendo drasticamente il costo di una rete mobile e fornendo elevate velocità di trasmissione dei dati, bassa latenza, maggiore sicurezza e una trasmissione a banda larga solida e affidabile, può aumentare in modo significativo l’efficienza e l’adattabilità della generazione di valore industriale.
