AUTORI

Giambattista Capirchio

Giambattista Capirchio
5G Network Architect @ Bip xTech

Giulio Gnoato
Principal @ Bip xTech, Telecommunications Networks expert

L’introduzione del 5G ha finora interessato principalmente i servizi consumer, ma alcuni fattori tecnologici e la possibilità di accesso allo spettro radio per i privati disponibile in alcuni paesi, stanno contribuendo a creare le condizioni per una forte crescita dei servizi 5G all’interno delle Enterprise. Le reti private mobili, o MPN, e i molteplici casi d’uso che possono supportare per migliorare l’efficienza dei processi produttivi sono sicuramente l’esempio migliore dei benefici che il 5G può portare al mondo delle aziende.

Il 5G per le Enterprise

Il servizio 5G commerciale è ormai largamente disponibile: secondo gli ultimi dati GSMA di Gennaio 2022 è presente in 70 paesi con ulteriori attivazioni di reti commerciali già pianificate. La situazione è molto eterogenea sia a livello di aree geografiche con Nord America, Europa, Cina, Corea del Sud e Giappone, più avanti nei deployment rispetto ad altre aree, quali America Latina ed Africa, sia all’interno dei singoli paesi, in cui la copertura offerta con bande dedicate è ancora perlopiù limitata alle aree urbane. Le stime di crescita sono comunque molto sostenute e si prevede che il numero di connessioni 5G triplicherà entro il 2025 rispetto al valore del 2021 raggiungendo una percentuale globale del 25%. Sempre secondo il GSMA, il 5G arriverà nel 2030 a contribuire con 960 miliardi di dollari all’economia globale, con i settori dei servizi, della manifattura e delle utilities che beneficeranno maggiormente di questo contributo grazie agli specifici casi d’uso che potranno essere implementati.

Juniper stima nel 2023 una spesa globale di 12 miliardi di dollari nel solo ambito delle reti mobili private, con la maggior parte della spesa destinata alle reti con tecnologia 5G. Un valore non particolarmente significativo se comparato con le previsioni di spesa complessiva per la costruzione di reti pubbliche, ma che sicuramente rappresenta il segnale di un mercato del 5G per le Enterprise in via di crescente sviluppo.

Fattori abilitanti

Le motivazioni dello sviluppo di questo mercato vanno cercate nelle diverse componenti che rendono il 5G particolarmente adatto per soluzioni pensate specificamente per il mondo dell’impresa. Uno dei fattori determinanti e maggiormente distintivi rispetto alle tecnologie precedenti è certamente la capacità di segregazione del traffico garantita dall’introduzione del network slicing, ovvero la possibilità di allocare dinamicamente delle porzioni (o slice) di rete in grado di soddisfare molteplici e specifici requisiti di sicurezza e di prestazioni attraverso l’utilizzo di risorse condivise. Questo permette di soddisfare un grande numero di casi d’uso con requisiti molto diversi tra loro, attraverso l’utilizzo di un’infrastruttura comune e in ultima analisi di fornire servizi differenziati per i verticali, soddisfacendo quelle che sono le specifiche esigenze di ciascun tipo di servizio. Esigenze che molto spesso includono bassa latenza ed alta affidabilità, rese possibili dai diversi scenari introdotti nel 5G, in particolare ricordiamo la disponibilità del profilo Ultra-Reliable and Low-Latency Communications (URLLC), e dalle architetture distribuite con funzionalità di local breakout ed edge computing, ovvero la terminazione e la capacità di elaborazione locale del traffico dati che contribuiscono in maniera determinante alla riduzione della latenza. L’edge computing è già parzialmente disponibile nelle architetture 4G come funzionalità aggiuntiva, ma nel 5G, in cui prende il nome di Multi-access Edge Computing (MEC), è supportata nativamente, permettendo quindi una maggiore integrazione tra le funzioni applicative eseguite localmente e la rete mobile.

Altro aspetto determinante per l’adozione in ambito enterprise è il down scaling dei costi derivante da una combinazione di fattori:

  • l’emergere sul mercato di nuovi soggetti nell’ambito delle soluzioni Open RAN, che hanno il vantaggio di incrementare la competitività del mercato grazie alla possibilità di creare reti di accesso multi-vendor;
  • la virtualizzazione delle funzioni di rete che permette di ridurre i costi di implementazione sfruttando le intrinseche caratteristiche di flessibilità e scalabilità del cloud.

Sempre più si stanno affermando soluzioni ibride di reti mobili private enterprise grade che possono essere in parte distribuite sul cloud, in genere per quanto riguarda le funzioni di controllo che risentono meno della maggior latenza, e in parte localizzate on-premises, capaci quindi di combinare i benefici di riduzione dei costi del cloud con la garanzia di latenze molto ridotte grazie alla gestione locale dei flussi di traffico dati.

Casi d’uso IoT verticali

Tra i casi d’uso che possono maggiormente beneficiare dell’utilizzo di una rete mobile privata con le caratteristiche del 5G troviamo tutte le applicazioni mission-critical, ovvero quelle che sono critiche per la gestione dei processi produttivi e richiedono quindi un alto grado di affidabilità e bassa latenza. Nel settore della manifattura ricordiamo tutte le applicazioni di automazione tramite robot o cobot (collaborative-robot) che necessitano di un controllo centralizzato per un effettivo coordinamento in cui l’affidabilità delle comunicazioni e i tempi di risposta ai comandi trasmessi sono fattori fondamentali per la sicurezza e la qualità dei processi di produzione.

Nel settore delle utilities, ma più in generale in tutti quei settori che prevedono attività di field service, troviamo poi tutte le applicazioni di realtà aumentata (AR) e virtuale (VR) che permettono di incrementare l’efficienza delle attività di manutenzione ed intervento on-site tramite strumenti di collaborazione in realtà aumentata con personale esperto che può supportare e guidare da remoto nella gestione di problemi complessi. Questo tipo di applicazioni richiede un’elevata banda di trasmissione e basse latenze per garantire un’esperienza d’uso soddisfacente.

Nel settore delle energy utilities troviamo l’ambito delle Smart Grid, ovvero l’insieme di tutte quelle applicazioni finalizzate a rendere più “intelligenti” le reti di distribuzione e trasmissione dell’elettricità tramite l’automazione e il controllo remoto dell’infrastruttura, che necessitano di latenze bassissime nell’ordine dei millisecondi, e l’utilizzo massivo di sensori per il monitoraggio ambientale e funzionale dell’infrastruttura. Ci sono poi le applicazioni di Smart Energy volte a gestire i flussi di elettricità che, con la crescita delle energie rinnovabili e con l’emergere di nuovi modelli di consumo e produzione distribuita dell’energia elettrica, stanno diventando maggiormente flessibili e bidirezionali, richiedendo una forte automazione per la gestione real-time della rete. I requisiti per queste applicazioni sono molto stringenti e diversi tra loro: bassa latenza, alta affidabilità e sicurezza per il controllo remoto e l’automazione della rete e alto numero di connessioni per il deployment massivo di sensori IoT. Per questa eterogeneità di requisiti beneficerebbero ampiamente della possibilità di segregare le porzioni di rete dedicate alle diverse applicazioni data dal network slicing.

Esistono poi tutta una serie di altri casi d’uso che possono essere implementati e che vanno dall’utilizzo di droni per ispezione di infrastrutture e applicazioni di sicurezza con guida automatizzata o comandati da remoto in modalità di guida oltre la linea di vista (BVLOS), alle applicazioni di predictive maintenance ovvero reti di sensori di monitoraggio degli asset produttivi con lo scopo di rilevare in anticipo le anomalie di funzionamento tramite l’utilizzo di algoritmi di machine learning e intelligenza artificiale e ridurre quindi il rischio di guasti e malfunzionamenti con impatti sui processi produttivi.

Modelli operativi MPN

Esistono diversi modelli di implementazione delle MPN (vedi Figura 1) che si distinguono in base ai requisiti economici ed operativi ed al livello di controllo dell’infrastruttura e dipendenza dagli operatori telco.

Figura 1 – Modelli operativi MPN

Il modello Public Multitenant utilizza un’infrastruttura interamente pubblica, con spettro licenziato, in cui all’enterprise viene dedicata una porzione virtuale di risorse. Esempi tipici di questo modello sono il classico APN con gateway dedicato, che in modelli più avanzati può essere distribuito e localizzato presso i data center dell’enterprise, o nel caso del 5G può essere costituito da uno slice dedicato. È il modello con minor complessità di implementazione e con il più basso livello di protezione della confidenzialità dei dati aziendali e comporta totale dipendenza dagli operatori pubblici.

Il modello Hybrid combina una parte di infrastruttura pubblica con una parte privata di proprietà dell’enterprise, facendo uso dello spettro licenziato pubblico. Tipico esempio di questo modello sono le architetture in cui una core network privata si appoggia ad un accesso radio pubblico, ma possono esistere diverse altre sfumature con diversi livelli di implementazione diretta da parte dell’enterprise piuttosto che di utilizzo di infrastrutture pubbliche per la realizzazione della soluzione. Questo modello è valido per quelle aziende che ricercano un maggior livello di autonomia e controllo sulla gestione della rete, sulla realizzazione dei servizi e una maggior confidenzialità nel trasporto e gestione dei dati aziendali.

Il modello Private utilizza invece un’infrastruttura completamente privata con spettro che può essere pubblico licenziato o condiviso per utilizzo privato a seconda delle normative esistenti nei vari paesi, anche se nei paesi in cui lo spettro è assegnato esclusivamente agli operatori pubblici il modello non sembra al momento riscuotere molto successo. Questa è indubbiamente la scelta che garantisce una totale indipendenza dalle telco nella gestione e controllo di tutta la rete, permette un elevato livello di customizzazione della soluzione e relativi servizi ma comporta una maggior complessità di implementazione, maggiori investimenti e richiede specifiche competenze interne qualora non si voglia affidare la gestione della rete ad un service provider esterno.

Uso dello spettro e mercato

Come accennato in precedenza, la disponibilità di spettro per uso aziendale è un fattore che sta spingendo il mercato delle reti mobili private in diversi paesi, poichè consente l’implementazione di soluzioni completamente private e indipendenti dagli operatori pubblici. Negli Stati Uniti, dal 2017 la Federal Communications Commission (FCC) ha allocato una porzione di 150 MHz di banda (3550-3700 MHz) per l’utilizzo commerciale da parte di privati, denominata Citizens Broadband Radio Services (CBRS). Per regolamentare l’accesso allo spettro e la coesistenza con sistemi radar e satellitari appartenenti alla Difesa, è stato creato un framework che raggruppa gli utilizzatori in tre diverse categorie con decrescente livello di priorità nell’accesso: Incumbents, Priority Access License (PAL), General Authorized Access (GAA) (Figura 2).

Figura 2 – Framework di accesso alla banda CBRS (Fonte AWS)

Di particolare interesse il caso di alcune compagnie energetiche, la San Diego Gas and Electric (SDG&E), Southern California Edison (SCE), Alabama Power solo per citare quelle che hanno investito maggiormente, che nella gara tenutasi nel 2021 hanno acquistato licenze PAL nelle diverse contee in cui si snoda la loro rete di trasmissione e/o distribuzione, molto probabilmente per avere la possibilità di creare delle reti geografiche completamente private, in grado quindi di supportare lo sviluppo dei molteplici casi d’uso che abbiamo visto in precedenza.

Altri paesi, quali UK e Germania, pur avendo delle normative differenti da quella statunitense, permettono comunque l’accesso allo spettro radio per un uso privato localizzato e con costi molto limitati, rendendo disponibile la banda 3.800-4.200 MHz in UK e la banda 3.700-3.800 MHz in Germania. In Brasile, Anatel[1] ha da poco concluso una consultazione pubblica relativa ai requisiti tecnici e operativi per la coesistenza di stazioni base di trasmissione a bassa potenza con i sistemi satellitari operanti nella banda 3.700-3.800 MHz. In Francia è stata comunicata proprio in queste settimane la possibilità per diversi settori industriali di accedere direttamente allo spettro nella banda 3.800-4.000 MHz per effettuare sperimentazioni sui possibili casi d’uso, allargando quella che era già la disponibilità di risorse destinate ai verticali in altre bande di frequenza.

Questa ampia disponibilità di spettro a basso costo sta quasi certamente avendo una influenza decisiva nella definizione delle offerte di soluzioni per reti mobili completamente private, con sempre più disponibilità di prodotti pensati per l’utilizzo nelle enterprise. In quest’ottica, lo scorso novembre AWS ha lanciato negli Stati Uniti “AWS Private 5G”, una rete privata 5G principalmente implementata su piattaforma cloud e fornita come servizio remunerato in base alla capacità e al throughput richiesti. Altri produttori tecnologici, molto attivi nel settore delle soluzioni per i verticali ma non tradizionalmente presenti nel mercato delle reti di accesso radio, come Cisco e HPE, stanno lanciando servizi simili, aggiungendo anche la possibilità di gestire simultaneamente reti 5G e reti Wi-Fi. Generalmente queste soluzioni sfruttano le possibilità offerte da Open RAN per virtualizzare e combinare le componenti di accesso radio fornite da diversi vendor tecnologici. Sono state inoltre lanciate delle soluzioni definite di network-in-a-box, con le funzionalità di una mini Core e di Edge racchiuse in un unico server, di cui vengono esaltate la semplicità di installazione e di gestione con l’intento di avvicinare sempre di più l’esperienza d’uso a quella di una classica rete Wi-Fi enterprise.

In Italia, nel 2021 è stata condotta una consultazione pubblica da parte di AGCOM per valutare nuove modalità di utilizzo dello spettro al servizio delle enterprise, ma i risultati dell’indagine hanno indotto AGCOM a mantenere l’attuale impianto normativo che prevede la sola possibilità di leasing dello spettro nella banda 3.600-3.800 MHz assegnata nella gara 5G del 2018 agli operatori pubblici. Questa differenza rispetto ad altri paesi potrebbe spiegare in parte l’orientamento del mercato, con le soluzioni private non facilmente accessibili per le enterprise data una maggior propensione degli operatori verso i modelli public multitenant o hybrid.

Conclusioni

Le reti mobili private, generalmente commercializzate come Mobile Private Network (MPN), non sono una novità assoluta, esistono già da diversi anni basate su tecnologia 4G, ma le funzionalità introdotte dal 5G e la disponibilità di spettro riservato all’uso privato, principalmente in quei paesi che lo permettono, le stanno rendendo una soluzione facilmente adottabile da aziende che necessitano di connettività in aree a scarsa copertura del servizio pubblico o che vogliono dotarsi di un’infrastruttura wireless in grado di sostituire la gran parte delle soluzioni di connettività preesistenti per gestire i diversi casi d’uso IoT o IIoT.

Bip xTech e il 5G

xTech è un centro di eccellenza del Gruppo Bip, con una lunga storia nella definizione di strategie, analisi dei servizi, progettazione e governance di soluzioni in ambito TLC.

I nuovi use case che il 5G abiliterà a livello di reti private, di soluzioni OT e IoT, di servizi alla clientela finale dovranno essere analizzati tenendo presente gli obiettivi di business, il mercato e la tecnologia in rapido mutamento e sempre con uno sguardo a come valorizzare ed integrare gli asset aziendali.

Noi siamo, come sempre, a fianco dei nostri Clienti per aiutarli a cogliere le opportunità offerte dal 5G, anche in virtù delle nostre forti competenze su Intelligenza Artificiale e Cloud, che sempre più si fonderanno con le tecnologie trasmissive per rivoluzionare la gamma di servizi a disposizione delle aziende.


Per richiedere un approfondimento della nostra offerta end-to-end o avere una conversazione con uno dei nostri esperti, è sufficiente inviare una email a [email protected] con oggetto “5G Enterprise”, e verrete contattati immediatamente.


Note

[1] Agência Nacional de Telecomunicações, l’agenzia governativa per la regolamentazione del settore delle telecomunicazioni

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