Stanno arrivando le reti 5G a bassa latenza: perché è importante (e cosa si può fare per arrivarci)

Uno dei principali vantaggi offerti dal 5G rispetto alle generazioni precedenti è la latenza particolarmente contenuta. La dimostrazione tipica, e certamente particolarmente efficace, di come questa caratteristica possa essere usata è stata fin qui la guida da remoto di un veicolo. Le possibili applicazioni, tuttavia, sono numerosissime e aprono a molte opportunità per le aziende.

Reti 5G a bassa latenza: cosa sono e a cosa servono

La latenza di trasmissione è un problema significativo in applicazioni cosiddette time critical (o, se preferite dirlo in italiano, per le quali il tempo è un fattore critico): avere tempi di risposta contenuti e certi è fondamentale per ambiti come il controllo industriale e di macchinari, la creazione di esperienze di realtà virtuale o aumentata e l'automazione dei veicoli. Al momento attuale sono relativamente pochi i casi di applicazioni reali con tali requisiti su reti 5G, ma con l'evoluzione delle tecnologie ci stiamo avvicinando sempre più a una diffusione significativa di situazioni in cui sarà necessario avere reti in grado di gestire dati con latenze ultra-ridotte.

Proprio l'esempio della realtà virtuale e della realtà aumentata, così come quello dei videogiochi, rappresenta uno dei più vicini alla nostra vita quotidiana. Finora le applicazioni di realtà aumentata sono state limitate principalmente da due aspetti: la capacità di calcolo dei dispositivi da un lato e la latenza delle retidall'altro. La mancata disponibilità di connessioni con una bassa latenza costituisce uno dei principali ostacoli a una maggiore diffusione della tecnologia, dato che impedisce di poter demandare al cloud l'elaborazione di una parte significativa dei dati necessari a ottenere la rappresentazione desiderata sullo schermo dell'utente.

Poter infatti sopperire alle scarse capacità di calcolo dei dispositivi portatili, dovute anche alle stringenti limitazioni date dalla loro alimentazione a batteria, accelererebbe significativamente la diffusione delle applicazioni di realtà aumentata. Il motivo per cui è necessario ottenere latenze ridotte (nell'ordine di poche decine di millisecondi al massimo), costanti e predicibili è che l'elaborazione dello "strato virtuale" deve avvenire in tempi molto ridotti per mantenere la propria coerenza con le immagini. In altri termini, le informazioni mostrate sullo schermo devono coincidere con quanto viene inquadrato, altrimenti il rischio è di mostrarle in ritardo e fornire una cattiva esperienza d'uso. Con la realtà aumentata che viene usata anche nelle fabbriche e in lavori altamente tecnici, appare evidente come sia importante garantire un'esperienza d'uso impeccabile per evitare problemi.

Ericsson stima che nel 2022 cominceremo a vedere l'inizio di questa propagazione, grazie all'introduzione di reti e strumenti per gli operatori in grado di rispondere a queste esigenze. La tecnologia L4S, acronimo che sta per "low-latency, low-loss scalable throughput" (throughput scalabile a bassa latenza e bassa perdita), sarà lo strumento principale con cui sarà possibile fornire soluzioni a bassa latenza usando le reti 5G tanto private quanto pubbliche.

Una delle grandi novità del 5G è infatti la possibilità di creare reti private, utilizzabili solo da certi utenti o dispositivi: ciò apre le porte alla creazione di reti specifiche per alcuni impianti industriali, ad esempio, in aggiunta alle reti pubbliche a cui può connettersi qualunque utente con il proprio dispositivo, come uno smartphone. Grazie alla tecnologia del network slicing queste reti "private" in realtà possono essere realizzate come delle istanze di reti pubbliche, all’interno delle quali lo slicing permette appunto di creare delle connessioni ad hoc con garanzie di prestazioni, inclusa la latenza, e sicurezza end to end. Ne avevamo parlato approfonditamente nel nostro articolo su "Che cos'è il network slicing, la tecnologia che cambia le regole delle reti cellulari".

Le sfide tecniche nel fornire bassa latenza e le soluzioni attuali

Gli elementi che intervengono nel determinare la latenza delle reti sono molteplici: la congestione, lo scheduling, la topologia della rete, la predizione del traffico... Nell'immagine qui sopra trovate alcune delle aree che contribuiscono a introdurre ritardi. Finora le reti mobili non sono state in grado di offrire le prestazioni necessarie proprio per via della combinazione di questi elementi. Le reti 5G, dall'altro lato, sono state pensate sin dall'inizio per arrivare a offrire latenze estremamente ridotte adottando standard appositi: la differenza è data dall'ottimizzazione di ogni singolo passaggio per ottenere il risultato desiderato.

Ericsson ha annunciato il kit di strumenti Time-Critical Communication per facilitare il percorso verso la creazione di reti in grado di rispondere alle esigenze stringenti in termini di latenza delle varie applicazioni di cui abbiamo parlato. Gli strumenti di Ericsson permettono di effettuare un'analisi dei problemi che portano a ritardi nella trasmissione di pacchetti nelle varie parti delle reti mobili, portando così a ridurre la latenza a valori da 50 ms fino a 1 ms e a garantire un'affidabilità che va dal 99,9% al 99,999%.

Secondo l'azienda svedese, le reti 5G offriranno latenze fino a 5 ms nel corso dei prossimi 2-3 anni, in particolare quando si parla di reti 5G private, dove sarà possibile garantire una maggiore affidabilità così da rendere possibili scenari d'uso come il controllo remoto di macchinari industriali, l'automazione dei magazzini tramite robot e così via.

Perché sia possibile creare applicazioni reali e sicure della tecnologia è necessario che tutte le componenti lavorino insieme e per questo è fondamentale la collaborazione tra i produttori: centinaia di aziende, tra cui per l'appunto Ericsson, stanno lavorando per creare un ecosistema in grado di mantenere le promesse del 5G e rendere possibili quei casi d'uso di cui si parla ormai da tempo e che si apprestano a divenire reali.

Le reti 5G a bassa latenza offrono enormi potenzialità in pressoché tutti i settori, dai negozi al dettaglio fino agli impianti industriali e ai magazzini. Servirà ancora del tempo perché si possano apprezzare le loro qualità, ma il valore aggiunto che promettono di fornire è estremamente elevato per tutte le parti coinvolte, dagli utenti privati che potranno godere di videogiochi e indicazioni in tempo reale fino agli operatori che potranno fornire nuovi servizi.