Il termine 5G si è insinuato nella nostra vita quotidiana ormai da alcuni anni, ma Non tutto il 5G che vediamo sullo schermo del cellulare è uguale o offre le stesse capacitàCon termini tecnici come 5G NSA, 5G SA o DSS, è facile perdersi e, alla fine, molti utenti non hanno ben chiaro se stanno usufruendo del "5G completo" o di una sorta di 4G potenziato.
Per chiarire ogni dubbio, è importante capire che lo standard 5G è stato progettato in diverse fasi, combinando elementi della rete 4G con i nuovi componenti 5G. La chiave sta nel modo in cui la rete centrale, le antenne e il dispositivo mobile sono organizzati per offrire velocità più elevate, minore latenza e nuove funzionalità come il network slicing e l'IoT su larga scala.Cerchiamo di spiegare con calma e con degli esempi cosa sono 5G SA e 5G NSA, le loro reali differenze e la nostra posizione in Spagna e nel resto del mondo.
Come è stato definito il 5G: fasi, rilasci e tipologie di rete
L'organizzazione 3GPP, responsabile della standardizzazione delle reti mobili, ha deciso che il passaggio al 5G non sarebbe avvenuto tutto in una volta, ma in più fasi. Ha suddiviso la transizione in una prima fase di 5G supportato da 4G (5G NSA) e una seconda fase con 5G puro dall'inizio alla fine (5G SA), definiti in diverse versioni del loro standard.
La cosiddetta 3GPP Release 15 è ciò che dà vita al 5G NSA (Non-Standalone), una modalità in cui La rete si basa sul core 4G EPC ma aggiunge una nuova radio 5G NR per aumentare capacità e velocità. In altre parole, l'infrastruttura 4G esistente viene sfruttata al massimo delle sue potenzialità, aggiungendo blocchi 5G dove sono più necessari.
La fase successiva importante è la Release 16, che include il modello 5G SA (Standalone). In questo caso, Sia i componenti della rete radio che quelli della rete core sono 100% 5G: NR viene utilizzato per l'accesso e 5G Core (5GC) viene utilizzato nel cuore della reteCiò consente l'implementazione di tutte le funzionalità avanzate previste per la nuova generazione.
Entrambe le modalità, NSA e SA, sono riconosciute dal 3GPP come 5G autentico, ma I vantaggi più innovativi (latenza minima, slicing avanzato della rete, IoT su larga scala e comunicazioni ultra affidabili) sono pienamente sfruttati solo con 5G SAEcco perché si dice spesso che la NSA è una fase di transizione e che la SA è il 5G "completo".
Elementi chiave di una rete mobile: core, radio e mobile
Per capire perché esistono questi due tipi di 5G, dobbiamo vedere quali parti compongono una moderna rete mobile. In parole povere, abbiamo tre elementi: il core della rete, il sistema di antenne e i dispositivi utente..
Il core della rete è il cervello del sistema. Nel 4G è chiamato EPC (Evolved Packet Core) e nel 5G, 5GC. Il loro compito è decidere quali telefoni cellulari possono connettersi, applicare tariffe e limiti di velocità, gestire la mobilità tra le antenne e controllare la priorità e la qualità di ogni comunicazione.Nel 4G questo core solitamente opera su hardware dedicato e centralizzato, mentre nel 5G è virtualizzato, distribuito e pronto per il cloud.
Il sistema di antenne è quello che viene chiamato RAN (Radio Access Network). Nel 4G si parla di LTE, mentre nel 5G di NR (New Radio). Le antenne NR definiscono come viene modulato il segnale, quale larghezza di banda viene utilizzata, quale frequenza, come vengono distribuite le sottoportanti o come vengono applicate tecniche come Massive MIMO.Ciò consente di trasmettere più dati attraverso l'aria con la stessa quantità di spettro.
Il terzo elemento è l'apparecchiatura utente (UE). Questa include gli smartphone, ma anche... Computer portatili con modem 5G, veicoli connessi, sensori industriali, robot, elettrodomestici o videocamere che si collegano direttamente alla rete mobileSenza un dispositivo compatibile con il 5G, non ha importanza se l'operatore ha implementato la migliore rete al mondo.
La combinazione di queste tre parti (core, RAN e dispositivi) è ciò che dà origine alle diverse architetture possibili: reti 4G pure, reti miste 4G/5G NSA e reti 5G SA con tutti i componenti già nella nuova generazione.
Cos'è il 5G NSA: il primo passo costruito sul 4G
5G NSA (Non-Standalone) è l'architettura che la maggior parte degli operatori ha utilizzato per lanciare il 5G rapidamente e senza dover ricostruire tutte le proprie reti contemporaneamente. Qui il core rimane 4G EPC, ma viene aggiunto un carrier 5G NR come canale extra per il traffico dati.
In questo scenario, il cellulare mantiene una connessione 4G primaria (che gestisce il piano di controllo, ovvero la segnalazione e la gestione della connessione) e Aggiunge un ulteriore operatore 5G NR per il piano utente, ovvero dove viaggiano i dati di Internet, video, giochi online o applicazioni.Il core 4G rimane al comando, ma beneficia della capacità extra della radio 5G.
Questa idea si basa su qualcosa che esisteva già in LTE Advanced: la Carrier Aggregation (CA). Con il 4G+ il tuo cellulare può combinare diversi operatori LTE per aumentare la sua capacità; con il 5G NSA, vengono combinati un operatore LTE primario e un operatore NR secondario., che aumenta la velocità massima disponibile quando si utilizzano bande larghe come 3,6-3,7 GHz.
Con il 5G NSA, in buone condizioni, gli utenti possono raggiungere velocità di download prossime a 2 Gbps, ridurre la latenza a circa 10 ms e ottenere un Connessione più stabile anche in movimento o in aree affollategrazie a tecnologie come Massive MIMO e all'utilizzo di uno spettro più ampio.
In Spagna, la prima implementazione del 5G è stata proprio la NSA: Vodafone ha attivato la sua rete nella banda dei 3,7 GHz nel 2019. Si tratta di una banda ad alta capacità, ma ha una penetrazione interna peggiore e una portata più breve rispetto alle bande inferiori, come i 700 MHz.Per questo motivo è stato progettato appositamente per città e aree con un'elevata richiesta di dati.
Come si combina lo spettro: bande da 3,7 GHz e 700 MHz
Per far funzionare il 5G non basta avere nuove antenne: serve anche lo spettro radio. Sia il 5G NSA che il 5G SA utilizzano bande specificamente assegnate a questa tecnologia, ma ciascuna banda di frequenza presenta i suoi compromessi..
Nella prima fase, le implementazioni si sono basate principalmente sulla banda 3,5-3,7 GHz, che offre larghezze di canale fino a 100 MHz. Quanto più ampio è il canale, tanto maggiore è la velocità grezza che può essere raggiunta, ma a scapito di una copertura più breve e di una minore penetrazione negli edifici., qualcosa che abbiamo visto nei primi dispiegamenti urbani di Vodafone, Telefónica o altri operatori europei.
La banda da 700 MHz, rilasciata con il secondo Dividendo Digitale, è l'altro pilastro fondamentale del 5G. Operando a frequenze più basse, consente una copertura più ampia nelle aree rurali e una migliore potenza del segnale negli ambienti interni.Sebbene le velocità massime per operatore siano inferiori rispetto a quelle a 3,5 GHz, la combinazione di entrambe le bande (bassa per la copertura, alta per la capacità) è la ricetta ideale per una rete 5G bilanciata.
Gli operatori spagnoli hanno partecipato ad aste per suddividere queste frequenze, con diverse mosse strategiche. Telefónica, Vodafone e Orange hanno fatto un'offerta per i 700 MHz, quasi costrette a farlo per non restare indietro nella futura distribuzione in Sud AfricaNel frattempo, MásMóvil si è trovata nella posizione di dover decidere se investire in modo consistente o continuare a dipendere da accordi all'ingrosso con terze parti, come già avviene per il 4G.
Senza queste basse frequenze, un operatore con una propria rete troverebbe molto difficile offrire una copertura 5G veramente competitiva e sarebbe costretto a Firmare accordi di accesso con altre aziende per garantire il servizio su tutto il territorio nazionale, con i vantaggi e i limiti che ciò comporta in termini di costi e controllo.
Cos'è il 5G SA: 5G autonomo e "pieno"
5G SA (Standalone) è il passo logico successivo: una rete in cui sia il core che la radio sono completamente 5G e non dipendono affatto dal 4GQui non è più necessario mantenere un operatore LTE come punto di ancoraggio e il cellulare può connettersi solo agli operatori NR, aggiungendo anche più bande 5G contemporaneamente.
Nel 5G SA, il core 5GC assume il controllo completo della rete. Questo core è cloud-native, basato sulla virtualizzazione e sui container, può essere implementato in modo distribuito vicino alle antenne (edge computing) e scalabile in base alla domanda.Ciò consente una latenza ancora più bassa e risorse di elaborazione più vicine all'utente.
Uno dei grandi vantaggi del 5G SA è il network slicing. Grazie a questa tecnica è possibile creare più reti virtuali indipendenti sulla stessa infrastruttura fisica, ciascuna con la propria larghezza di banda garantita, latenza, priorità e livello di affidabilità.In altre parole, possiamo riservare "parti" esclusive della rete a clienti o servizi specifici.
Questo è fondamentale per casi d'uso quali veicoli connessi, emergenze, automazione industriale o assistenza sanitaria in tempo reale. Immagina un'auto a guida autonoma che richiede una latenza minima e un'affidabilità estrema, o una telecamera che trasmette video 4K in diretta da una fabbricaOgni utente può scegliere una "fetta" diversa, ottimizzata per le proprie esigenze, senza sovrapporsi ad altri utenti.
5G SA moltiplica anche la capacità dell'IoT di massa (mMTC). La rete può supportare una densità molto più elevata di dispositivi connessi in un'area ridotta, il che è fondamentale per le città intelligenti piene di sensori, impianti di produzione iper-automatizzati o reti di contatori e dispositivi domestici connessi..
Inoltre, potendo posizionare parti del nucleo vicino alle antenne utilizzando l'edge computing, I tempi di andata e ritorno dei dati vengono ridotti, consentendo applicazioni quali la chirurgia a distanza, il controllo dei robot in tempo reale o esperienze di realtà aumentata senza cinetosi.Tutto ciò è praticamente impossibile con la latenza ereditata da una rete 4G tradizionale.
Differenze pratiche tra 5G SA e 5G NSA
In fin dei conti, per l'utente medio potrebbe sembrare che "il 5G è 5G" e poco altro. Ma A livello di infrastrutture e capacità, la differenza tra SA e NSA è sostanziale., sia per gli operatori che per le aziende che vogliono attivare servizi avanzati.
Nel 5G NSA, come abbiamo visto, La rete si basa sul core 4G EPC e aggiunge NR come canale dati, ereditando così una certa latenza, limitazioni nella segmentazione della rete e un'architettura meno flessibile.Si tratta di un aggiornamento molto utile in termini di velocità e capacità, ma c'è margine di miglioramento in termini di applicazioni critiche e di messa a punto della qualità del servizio.
Nel 5G SA, d'altro canto, il core 5GC consente la piena abilitazione di funzionalità quali URLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communications) o mMTC. La bassa latenza non è più solo un dato di laboratorio; sta diventando qualcosa che può essere garantito per determinati servizi., qualcosa di essenziale per i veicoli autonomi, l'automazione avanzata o il cloud gaming più esigente.
Anche la scalabilità cambia molto. Grazie a SA, un'architettura cloud-native, l'operatore può facilmente scalare le funzioni di rete, implementare nuovi servizi in aree specifiche e adattare dinamicamente le risorse.Nella NSA, legata all'EPC 4G, questa flessibilità è minore e obbliga a pensare maggiormente in termini di aggiornamenti hardware e configurazioni fisse.
Per tutti questi motivi, la tecnologia 5G NSA è spesso considerata una tecnologia di transizione molto utile per iniziare rapidamente a offrire miglioramenti di velocità e capacità, ma L'obiettivo finale degli operatori è migrare progressivamente verso il 5G SA per implementare tutte le possibilità della quinta generazione.
Compatibilità mobile e transizione tra NSA e SA
Per sfruttare una qualsiasi di queste modalità 5G, sono necessari tre requisiti di base: una tariffa e un operatore che offrono 5G, una reale copertura 5G nella zona e un Dispositivo compatibile con 5GFin qui niente di sorprendente, ma con SA e NSA si aggiunge un ulteriore livello di complessità.
Gli operatori si sono impegnati a garantire che il passaggio da NSA a SA sia invisibile all'utente. Quando arriverà il momento, il telefono si collegherà a un'architettura o all'altra, a seconda di quella disponibile, senza che tu debba fare nulla.Ma ciò sarà possibile solo se il modem del telefono supporta entrambe le modalità.
Agli albori del 5G, molti smartphone erano compatibili solo con la NSA. Alcuni primi modelli con modem come il Qualcomm X50 o alcuni Exynos 5G riuscivano a malapena a funzionare con reti non autonomeCiò significa che non potranno usufruire del 5G SA se l'operatore lo attiva nella loro città.
Altri dispositivi, come quelli che integrano modem di nuova generazione (ad esempio, Qualcomm X55 e successivi, molti chip MediaTek attuali o Balong 5000 di Huawei), Sì, sono compatibili con le reti NSA e SA, garantendone la validità anche durante la migrazione della rete al 5G autonomo.Quando si acquista un telefono cellulare 5G, questo dettaglio fa la differenza tra un telefono 5G "non perfetto" e uno a prova di futuro.
Inoltre, in alcune implementazioni commerciali SA, come quelle chiamate 5G+ da alcuni operatori spagnoli, È necessaria una scheda SIM aggiornata e compatibile con le nuove funzionalità di sicurezza e autenticazione del core 5GC.Lo stesso chip che hai da anni non è sempre sufficiente per sfruttare appieno il potenziale del 5G autonomo.
Cos'è il 5G DSS e perché è ancora importante?
Un altro termine che spesso compare accanto a SA e NSA è DSS (Dynamic Spectrum Sharing). Si tratta di una tecnica che consente la condivisione dinamica della stessa banda di frequenza tra 4G e 5G NRalternando migliaia di volte al secondo entrambe le tecnologie a seconda della domanda.
Grazie alle apparecchiature radio definite dal software (SDR) installate in molte moderne antenne 4G, Gli operatori possono aggiornare le loro stazioni base tramite software per trasmettere sia LTE che NR sullo stesso operatoresenza dover sostituire fisicamente tutto l'hardware in una volta sola.
Il DSS è molto utile per avviare la migrazione al 5G senza lasciare bloccati gli utenti 4G su quella banda. Finché ci saranno vecchi telefoni cellulari che supportano solo LTE, la rete potrà continuare a servirli, fornendo il servizio anche ai dispositivi 5G che utilizzano la stessa frequenza.Tuttavia, c'è un prezzo da pagare: combinando entrambe le tecnologie, si perde un po' di efficienza e si riduce la larghezza di banda pratica disponibile.
In pratica, quando sei connesso a un NSA 5G con DSS, il tuo cellulare utilizza contemporaneamente un segnale 4G LTE (per il controllo) e un segnale 5G NR (per i dati) sulla stessa banda condivisa. In questo caso, il vettore NR è solitamente limitato alla larghezza di banda 4G originale e parte dello spettro viene consumato nella gestione DSS stessa.Pertanto, i miglioramenti della velocità potrebbero essere modesti o addirittura inesistenti rispetto a una buona connessione 4G.
Nonostante i suoi limiti, il DSS ha permesso ad operatori come Telefónica o Orange di estendere rapidamente la copertura “5G”, ampliando la mappa delle aree con 5G, anche se il miglioramento pratico è minimo. E molto probabilmente il DSS continuerà a essere con noi per molti anni, anche quando il 5G SA diventerà più diffuso., per continuare a supportare i terminali di vecchia generazione su determinate bande.
Lancio di 5G NSA e SA in Spagna e nel mondo
In Spagna, la prima rete commerciale 5G è stata NSA, lanciata da Vodafone nel 2019, con copertura iniziale in diverse grandi città e utilizzo prioritario della banda 3,7 GHz. Successivamente si sono aggiunte Telefónica e Orange, che hanno fatto ampio affidamento sul DSS per espandere rapidamente la copertura del “5G” senza modificare completamente l’infrastruttura., mentre MásMóvil procedeva con maggiore cautela.
A livello commerciale, il discorso degli operatori è stato un po' diverso. Orange, ad esempio, ha espresso il suo sostegno all'attesa del 5G SA prima di discutere di un lancio "completo".e ha lanciato il suo servizio 5G+ (basato su SA) prima in città come Madrid, Barcellona, Valencia o Siviglia, pianificando al contempo l'espansione nel resto del Paese.
Movistar ha annunciato piani per per completare l'implementazione del suo core 5G SA nel prossimo futuroVodafone ha fissato le date per l'attivazione della propria rete autonoma. In ogni caso, l'idea è di coesistere con NSA e SA per un certo periodo, migrando gradualmente servizi e clienti verso l'architettura più avanzata.
Nel resto del mondo, il modello è stato simile: le prime implementazioni si sono quasi sempre basate sul 5G NSA. Svizzera, Finlandia, Regno Unito, Corea del Sud, Stati Uniti, Uruguay e Sudafrica hanno lanciato il 5G sulle reti 4G, aggiungendo NR per aumentare capacità e velocità, con una seconda fase di implementazioni SA pianificata man mano che lo standard 5GC matura.
La Corea del Sud è uno degli esempi più importanti: lì, operatori come SK Telecom, KT Corporation o LG U+ hanno installato decine di migliaia di stazioni base 5G, gran parte delle quali nella banda dei 3,5 GHz. La densità di antenne nelle principali città coreane è enorme, consentendo velocità molto elevate e un'esperienza utente molto uniforme., sebbene il percorso verso un SA massiccio continui il suo corso.
Anche l'Europa sta facendo progressi: Paesi come la Germania e la Francia hanno già indetto aste di spettro per il 5G e stanno lavorando su reti che combinano NSA, DSS e, progressivamente, SALa situazione è molto eterogenea, ma la tendenza è chiara: prima si sfrutta al massimo il potenziale dell'infrastruttura esistente (4G + NSA), poi si passa completamente al 5G autonomo.
Un aspetto sorprendente del caso spagnolo è che, in alcune versioni, L'accesso al 5G non ha comportato alcun costo aggiuntivo alla tariffa, mentre in altri mercati europei sono stati applicati dei sovrapprezzi mensili per il servizio 5G.Ciò ha reso più facile per molti utenti passare alla nuova generazione senza pensarci troppo, anche se non ne vedono ancora tutti i vantaggi.
Quali miglioramenti noterai e cosa succederà dopo
Con le attuali reti 5G NSA, il miglioramento più evidente per l'utente è l'aumento della velocità di download, soprattutto quando si utilizzano bande con molto spettro dedicato al 5G. Si ottiene anche una leggera riduzione della latenza e una maggiore stabilità quando la rete è molto carica.Ciò è evidente durante lo streaming, i download pesanti o i giochi online.
Tuttavia, nell'uso quotidiano, e mentre le applicazioni non sfruttano ancora appieno le nuove capacità, L'esperienza utente può essere molto simile a quella ottenuta con una buona connessione 4G+.Ciò ha portato molti utenti ad avere il 5G sull'icona del proprio telefono cellulare, ma a non riscontrare un salto così radicale come quello riscontrato nel passaggio dal 3G al 4G.
Quando il 5G SA diventerà più diffuso, inizieremo a vedere maggiori differenze. Oltre a velocità di caricamento più elevate, latenza inferiore e migliore efficienza energetica nei dispositivi mobili, verranno implementati servizi che dipendono proprio da queste caratteristiche.: veicoli connessi con comunicazioni critiche, robot industriali controllati a distanza, realtà aumentata in tempo reale o reti 5G private per aziende e fabbriche.
La progettazione stessa del 5GC, distribuito ai margini, consentirà di avvicinare i servizi di elaborazione all'utente. Ciò apre le porte a esperienze come il cloud gaming con tempi di risposta minimi o applicazioni di realtà virtuale collaborativa.dove il server di gioco o di contenuto è praticamente "dietro l'angolo" dal punto di vista della rete.
Tutto questo universo di applicazioni arriverà gradualmente, e nel frattempo, Le reti 5G continueranno a coesistere con il 4G, basandosi su NSA, DSS e accordi tra operatori per condividere infrastrutture e costiLa transizione non avviene in un giorno, ma la direzione è già definita.
Capire cosa sono 5G SA e 5G NSA, come si basano su core e radio, il ruolo di bande come 700 e 3,7 GHz e perché il network slicing e l'IoT massivo dipendono dal 5G autonomo aiuta a dare un senso a tutti questi acronimi. In definitiva, quella che oggi vediamo come una nuova icona sulla barra del segnale è solo la punta dell'iceberg di una rete molto più ampia. profonda trasformazione delle reti mobili, i cui effetti si manifesteranno gradualmente nei prossimi anni.
