Gestire la crescente complessità delle architetture radio 5G e 6G

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In che modo fornitori e operatori possono semplificare la progettazione, accelerare l’implementazione e mettere in sicurezza il futuro delle reti mobili in un’era in cui la maggiore complessità è la nuova normalità?

La corsa verso il 6G sta accelerando; tuttavia, porta con sé una sfida che potrebbe ostacolare o rallentare i progressi: la crescente complessità delle architetture radio. In questo momento gli operatori mobili sono sotto pressione per fornire reti più veloci e flessibili, riducendo al contempo i costi e il consumo energetico. L’infrastruttura condivisa e l’espansione dei requisiti di banda stanno rimodellando il settore, richiedendo radio in grado di offrire prestazioni maggiori con meno risorse.

Perché la complessità sta esplodendo?

La progressione dal 5G verso l’era 6G non riguarda solo la velocità: riguarda la crescente necessità di progettare unità radio (RU) più capaci. Oggi, gli operatori gestiscono un numero crescente di bande di frequenza nelle sottogamme sub-6 GHz e oltre. Distribuiscono radio per macro siti, small cells e sistemi di antenne distribuite (DAS), spesso in ambienti condivisi dove più operatori utilizzano lo stesso hardware. Questa tendenza verso l’infrastruttura condivisa migliora l’efficienza ma introduce un’ulteriore complessità nella progettazione delle architetture radio, combinando più bande in una singola unità radio.

Tradizionalmente, la costruzione di una nuova radio poteva richiedere da 18 a 24 mesi. Con la proliferazione di ulteriori bande e configurazioni, queste tempistiche si stanno dilatando ulteriormente. Per i fornitori, ciò significa costi di sviluppo più elevati e tempi di commercializzazione più lunghi. Per gli operatori, significa implementazioni più lente e ritardi nei ricavi. La complessità è sempre più un collo di bottiglia e l’industria ha bisogno di una soluzione praticabile.

Rispondere alla sfida per la prossima generazione di radio

Operatori e fornitori devono ripensare le architetture radio per soddisfare le esigenze del mondo 6G di domani. I requisiti includono:

• Design semplificato: gli ostacoli all’integrazione hanno storicamente rallentato lo sviluppo. Semplificare questi processi è essenziale.
• Cicli di sviluppo più rapidi: il time-to-market è fondamentale quando la concorrenza si intensifica e gli operatori si preparano a rinnovare le proprie reti.
• Flessibilità e programmabilità: le radio devono supportare più bande, configurazioni e applicazioni senza richiedere nuovo hardware per ogni variante.
• Radio universali: una singola piattaforma per small-signals dovrebbe servire diverse applicazioni, dai macro siti ai DAS, riducendo la necessità di molteplici architetture radio di base.
• Efficienza energetica: un minor consumo di energia non è più opzionale: è un requisito per la sostenibilità e il controllo dei costi.
• Sicurezza integrata: gli ambienti Zero-trust e il secure boot sono standard di settore che devono essere rispettati.
• Diversificazione del mercato e O-RAN: le architetture aperte sono fondamentali per espandere l’ecosistema dei fornitori e promuovere l’innovazione.
• Predisposizione per il futuro: con l’avvicinarsi del 6G, le radio devono essere pronte per requisiti ancora più complessi, incluse funzionalità basate sull’IA e un’avanzata consapevolezza della rete (network awareness).

Collaborazione e innovazione sono requisiti fondamentali

Soddisfare queste esigenze richiede più di semplici miglioramenti incrementali. Richiede collaborazione tra operatori, fornitori e leader del mercato dei semiconduttori. L’Open RAN dimostra che l’industria si sta spostando verso una maggiore flessibilità e diversità di mercato. Aderendo a interfacce standard in tutta la rete, l’O-RAN consente agli operatori di approvvigionarsi di radio da un ecosistema più ampio, espandendo la diversità delle unità radio disponibili per le loro reti.

Per molte aziende con il 5G, la partnership è avanzata verso un modello RAN multi-operatore (MORAN), condividendo l’infrastruttura pur mantenendo lo spettro separato per ogni operatore. Questo approccio offre risultati impressionanti: due aziende riportano spese in conto capitale (CAPEX) inferiori dal 30% al 35% e costi operativi (OPEX) inferiori dal 25% al 30% rispetto alla costruzione di reti standalone. Soprattutto, consente una copertura 5G per oltre il 75% della popolazione, accelerando l’accesso alla connettività di nuova generazione. ^{1 e 2}

L’innovazione a livello di componenti è altrettanto importante. Funzionalità come la pre-distorsione digitale (DPD) guidata dall’AI e la cancellazione dell’intermodulazione passiva (PIM) stanno aiutando le radio a fornire prestazioni migliori su più bande. Ma queste caratteristiche possono aggiungere complessità e aumentare il consumo energetico, a meno che non siano integrate in modo intelligente.

Samana: l’integrazione che semplifica

Il chip Samana di Analog Devices (ADI) illustra come l’integrazione possa affrontare la complessità senza sacrificare la capacità. Combinando il transceiver, le funzioni di elaborazione del front-end digitale e la connettività di rete in un unico dispositivo, Samana elimina la necessità di un FPGA, un processore incrementale che tipicamente consuma da 30 a 40 W. Questa integrazione non solo riduce potenza e costi, ma facilita anche la progettazione semplificando il layout della scheda e l’integrazione di rete, rimuovendo al contempo le sfide di timing che spesso rallentano lo sviluppo.

Oltre all’integrazione, Samana permette di affrontare le sfide del mercato incorporando funzionalità come Zero Trust e MACSec per la sicurezza, oltre a un maggiore risparmio energetico per rispondere all’OPEX degli operatori, ai costi e alla semplicità, riducendo il time-to-market dei clienti. Sebbene non sia l’unica opzione praticabile sul mercato, Samana esemplifica l’innovazione di cui il settore ha bisogno: soluzioni che riducano la complessità espandendo flessibilità e scalabilità.

Prepararsi al 6G

Mentre l’industria avanza verso il 6G, la complessità continuerà ad aumentare. Le radio multibanda e multi-operatore diventeranno la norma e le funzionalità basate sull’AI saranno essenziali per ottimizzare le prestazioni e la capacità della rete. Allo stesso tempo, gli obiettivi di sostenibilità richiederanno impronte energetiche inferiori e i requisiti di sicurezza si faranno sempre più stringenti.

Fornitori e operatori devono trovare modi per fare di più con meno, creando radio più semplici da progettare, più veloci da produrre e più rapide da adottare. Ciò comporta l’utilizzo di architetture che offrano flessibilità senza ulteriore complessità. Sottolinea inoltre l’importanza di dare priorità all’efficienza energetica e alla sicurezza fin dalle prime fasi per contribuire a creare un pianeta più sostenibile.

Semplicità: il vantaggio definitivo

Ridurre la complessità aggiungendo flessibilità è un imperativo strategico per l’industria mobile. Semplificare il processo di progettazione accelera l’implementazione, riduce i costi e consente ulteriore innovazione. Le radio flessibili e programmabili permettono agli operatori di adattarsi rapidamente ai mutevoli requisiti di spettro e di servizio. Insieme, queste capacità definiranno il successo nell’era dal 5G al 6G.

Soluzioni come Samana mettono in evidenza ciò che è possibile quando l’integrazione incontra l’innovazione. Tuttavia, il futuro delle reti mobili dipende anche dalla collaborazione, dalla creatività e da una focalizzazione senza compromessi sulla semplicità. In un settore in cui la complessità è la nuova normalità, la semplicità può essere l’ultimo vantaggio competitivo.

Riferimenti

¹ “Managed Service Model for a MORAN Shared Network.” Omnitele.
² “Operators View Cost Saving and Coverage as the Two Main Drivers for Network Sharing.” Analysys Mason, May 2023.

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