Il 5G è qui: Qualcomm annuncia il modem X55 da 7 Gbps e spiega come cambierà internet

Il 5G è qui. Dopo anni di anticipazioni e promesse di una rivoluzione sulla base del 4G LTE, le reti di prossima generazione sono finalmente prossime al debutto. In realtà ci sono già (le infrastrutture sono già state avviate anche in Italia) ma non si vedono, visto che non esistono prodotti commerciali compatibili con la nuova tecnologia. Utenti, aziende e comuni non possono ancora sfruttarne i vantaggi in maniera estesa, ma ormai è solo questione di pochi mesi: Qualcomm introdurrà infatti i nuovi prodotti commerciali basati sul 5G al Mobile World Congress 2019, e i partner commerciali li hanno già in mano e hanno potuto implementarli in questi ultimi mesi all'interno dei loro progetti.

Iniziamo con un po' di numeri: a partire dal 1985 l'azienda americana ha investito circa 55 miliardi di dollari in ricerca e sviluppo, e negli ultimi anni una grossa parte è stata riservata allo sviluppo di soluzioni per semplificare l'implementazione della tecnologia nei prodotti dei partner commerciali. Al tempo stesso il 5G sarà una tecnologia indispensabile per rispondere alla crescita di traffico dati prevista per i prossimi 5 anni: secondo le stime dell'Ericsson Mobility Report di Novembre 2018, nel 2024 il traffico dati crescerà di ben 60 volte rispetto ai dati del 2013. E in numeri assoluti? Nel 2024 le infrastrutture dovranno gestire un traffico di 136 miliardi di gigabyte al mese di cui una grossa parte (75%) verrà consumata con la creazione o il consumo di contenuti multimediali.

Fra cinque anni, inoltre, il 25% del traffico dati globale verrà gestito da un'infrastruttura di rete 5G. Le nuove reti, in altre parole, dovranno supportare 1,3 volte l'intero traffico odierno che avviene su tutte le tecnologie di rete disponibili, quindi 2G, 3G e 4G. La rivoluzione è destinata a cominciare a partire dal 2019: negli Stati Uniti, in Giappone, in Corea del Sud e in Europa arriveranno le tecnologie Sub-6 e mmWave (onde millimetriche), mentre in Cina e Australia solamente le Sub-6 GHz. E qui subentra Qualcomm: molti dei partner commerciali in tutto il mondo (in Italia, ad esempio, TIM e Vodafone) hanno già utilizzato il modem Snapdragon X50 per effettuare i primi test sulla tecnologia, test che sono serviti principalmente a capire come implementare il tutto su scala commerciale.

E la commercializzazione delle prime reti 5G avverrà proprio nel 2019. I primi lanci sono attesi in tecnologia TDD, ma per estendere la copertura in tutte le aree del mondo bisogna affidarsi anche alla FDD. Inizialmente vedremo connessioni in 5G con frequenze Sub-6 e mmWave (da 28 a 39 GHz), spesso sfruttando combinazioni di frequenze non solo fra reti 5G native. Nei primi tempi sarà possibile collegarsi a connessioni miste 4G e 5G: i primi lanci commerciali infatti sfrutteranno un'infrastruttura Non-standalone, quindi il dispositivo dovrà prima agganciarsi ad una rete 4G, e poi sarà quest'ultima ad avviare la connessione in 5G quando disponibile. In futuro arriveranno le reti Standalone, che funzioneranno in 5G senza aggancio preventivo in 4G.

Il lancio globale avverrà nelle aree geografiche sopra indicate e coinvolgerà sin da subito più di venti produttori di dispositivi in tutto il mondo e più di 20 operatori telefonici globali.

Qualcomm Snapdragon X55, la seconda generazione di modem 5G

Nel 2016 Qualcomm ha annunciato il primo modem 5G proprietario, lo Snapdragon X50, attraverso il quale sono stati fatti i primi trial con operatori e aziende di terze parti. A distanza di circa tre anni arriva invece il nuovo Qualcomm Snapdragon X55, il primo modem 5G della società americana pensato per un debutto commerciale, il primo che vedremo noi utenti finali, ma che rappresenterà la seconda generazione di modem 5G di Qualcomm. Ad adottarlo saranno diversi operatori e realtà OEM, per un totale di oltre 30 prodotti lanciati entro la fine del 2019. Lo Snapdragon X55 è un modem completamente integrato, capace di supportare tutte le tecnologie di rete ad oggi esistenti partendo dal 2G fino ad arrivare al 5G.

Un unico modem per gestire quattro reti differenti garantisce una grande efficienza, ma richiede un'estesa complessità architetturale. Soprattutto perché X55 vuole essere completo anche sul fronte del supporto delle frequenze: Qualcomm ha dichiarato che il suo nuovo modem è compatibile con tutte le combinazioni di bande di frequenza e funziona in tutte le aree geografiche al mondo. Sarà presente su smartphone, mobile hotspot, soluzioni per la fixed wireless, notebook, tablet, ed anche automobili. Supporterà sia le reti Non-standalone, sia quelle Standalone, ed è quindi pronto non solo per le prime implementazioni, ma anche per quelle successive.

Snapdragon X55 è realizzato a 7-nm e può utilizzare anche per le connessioni 5G le stesse frequenze adottate dal 4G (4G/5G Spectrum Sharing) le cui licenze sono state già pagate dagli operatori e che potrebbero essere in qualche modo sfruttate per le nuove reti. Il modem garantisce una velocità in download di 7 Gbps e di 3 Gbps in upload su rete 5G, e supporta LTE Cat. 22 per ottenere velocità di trasferimento di 2.5 Gbps in download su rete LTE. È compatibile sia con le bande sub-6 GHz che con le mmWave, supporta le modalità TDD e FDD e offre sulla carta grandi velocità di trasferimento e funzionalità complete in tutto il mondo.

Il nuovo modem può essere abbinato ad una nuova antenna progettata da Qualcomm e offerta, praticamente già pronta per l'uso, alle aziende di terze parti. L'obiettivo è quello di rendere la diffusione del 5G più semplice e veloce permettendo agli OEM di introdurla sui propri dispositivi nel minor tempo possibile, e a costi ridotti. Qualcomm QTM525 mmWave Antenna Module è pensato per smartphone spessi anche meno di 8 millimetri, supporta le bande 26 GHz, 28 GHz e 39 GHz ed è stato realizzato prestando grande attenzione alle dimensioni in modo da poter essere inserito all'interno di dispositivi dai form factor sempre più aggressivi.

Qualcomm è già in grado di offrire agli OEM una piattaforma completa per l'implementazione del 5G su prodotti dalle categorie più disparate, riducendo quindi i costi di produzione e le tempistiche per l'immissione sul mercato. L'azienda propone infatti una soluzione integrata dotata di antenna QTM525, modem Snapdragon X55, moduli Power Amplifier 5G, e sistemi per l'Envelope Tracking e per l'Antenna Tuning. Attraverso la piattaforma, l'OEM non solo può implementare il 5G in modo rapido all'interno dei propri dispositivi, ma può farlo sin da subito in maniera efficiente e affidabile.

Abbiamo parlato di 5G Envelope Tracking, che spieghiamo in breve. Con la tecnologia il segnale rilasciato dal telefono può essere modulato sia in frequenza, sia in ampiezza: per raggiungere il picco necessario in un determinato momento il segnale ha bisogno di un particolare voltaggio, e senza Envelope Tracking o adattamento dinamico si sprecherebbe potenza. Con la tecnologia infatti è possibile rilevare la forma d'onda in tempo reale e ridurre la potenza al valore minimo per emettere un segnale con la giusta ampiezza, senza quindi sprecare la banda. Questo consente fino al doppio dell'efficienza energetica, maggiore velocità, e un'autonomia superiore per i dispositivi, oltre che una copertura indoor superiore.

I vantaggi del 5G, alcuni esempi pratici

Ma a cosa serve il 5G e ne sentiamo davvero l'esigenza? Sembra infatti che il 4G abbia coperto in maniera efficace le esigenze della stragrande maggioranza degli utenti: la velocità di trasferimento è spesso anche sovrabbondante e le latenze sono soddisfacenti anche per il gioco online. Tuttavia Qualcomm spiega che il 5G darà la possibilità di eseguire operazioni che oggi sono semplicemente impossibili con le attuali tecnologie di rete mobile. Eccone alcune:

• Video VR ad alta qualità: con le nuove reti sarà possibile gestire in tempo reale e da remoto esperienze di realtà virtuale ad alta qualità con audio e video volumetrico. Chi vive l'esperienza può navigare nell'ambiente tridimensionale, camminando al suo interno e vedendo gli effetti all'interno della simulazione.
• Vedere multi-stream video e audio: le nuove reti consentiranno di visionare eventi (ad esempio eventi sportivi, concerti, e molto altro) da più angolazioni, anche contemporaneamente. Un sistema di Intelligenza Artificiale può individuare i momenti chiave proponendoli nel riquadro principale, oppure potrebbero essere riprodotti i volti di amici e partecipanti con la cattura automatica delle loro reazioni.
• Realtà Aumentata per la scoperta di locali o luoghi da visitare: sullo schermo dello smartphone potrebbe comparire un overlay con nome, recensioni e punteggi di locali e luoghi da visitare, con la possibilità di condividere il tutto con gli amici per organizzare l'incontro.
• Creazione di storie in modo collaborativo: il 5G consentirà inoltre di abilitare funzionalità di editing collaborativo anche su progetti di grosse dimensioni. Ogni membro può inserire il proprio pezzo della storia condivisa, che è formata da elementi audio-video provenienti da più fonti.
• Editing video professionale con dispositivi molto più piccoli e leggeri: le possibilità di collaborazione non saranno aperte solo all'utente consumer, ma grazie alle velocità e alle latenze delle reti anche i professionisti potranno avvantaggiarsene. Si potranno ad esempio compiere operazioni pesanti anche con dispositivi piccoli e leggeri, dalle batterie di piccole dimensioni e dall'hardware poco potente. Nel caso del video editing tutte le elaborazioni avverrebbero su server remoti con il progetto salvato in cloud. Il risultato finale verrà poi elaborato in tempo reale dai server remoti, e inviato in streaming on-demand a qualità piena.
• Gaming: nel gaming il 5G offrirà una latenza più bassa rispetto alle tecnologie di rete mobile odierne. Inoltre le mappe e gli ambienti di gioco potrebbero essere caricati istantaneamente perché salvati in remoto senza occupare spazio sullo smartphone o sul device in generale. I giocatori potrebbero inviare in tempo reale il gameplay agli amici o ai fan, mentre le conversazioni vocali multi-lingua potrebbero avvenire con traduzioni in tempo reale attraverso l'elaborazione naturale del linguaggio e le tecnologie di sintesi vocale. Il 5G potrebbe abilitare la possibilità di giocare in realtà aumentata, ovvero sfruttando l'ambiente reale come ambiente di gioco.
• Videochat multi-lingua: una delle funzioni più interessanti del 5G sarà la possibilità di sfruttare insieme diverse tecnologie per semplificare la vita agli utenti. Un esempio può essere una videochat fra due persone che parlano lingue diverse, con l'utente A che parla la lingua A e l'utente B la lingua B. Una fotocamera di profondità può analizzare in tre dimensioni la faccia di A e tre reti neurali diverse possono elaborare: il linguaggio naturale, traducendolo in una lingua B; la sintesi vocale trasformando la voce di A in modo che esprima le parole nella lingua B; e infine l'ultima rete neurale può modificare in tre dimensioni la faccia di A sincronizzando le labbra con le parole della lingua B. Come risultato l'utente B vedrebbe un avatar di A come se parlasse nella lingua B muovendo di conseguenza le labbra in sincronia con la lingua B.

Al Mobile World Congress 2019 Qualcomm mostrerà alcune demo delle esperienze che abbiamo descritto qui sopra. Naturalmente l'azienda si fermerà allo step precedente e non rilascerà queste esperienze. Il suo obiettivo è infatti offrire ai partner commerciali una base su cui pianificare il futuro del mondo delle reti e della tecnologia in senso più ampio.