Una rete privata è una rete cellulare che una attività od organizzazione installa e gestisce in un’area delimitata. Stanno sorgendo in vari paesi del mondo sotto la spinta di una combinazione di tecnologie esistenti e di disponibilità di spettro. Fino a ieri erano wireless 4G LTE, mentre ora sempre di più e a ritmo accelerato sono 5G. Analysys Mason prevede che il 75% delle reti private installate nel 2022 saranno 5G. “A fine 2020, il 27% delle reti private erano 5G, a ottobre 2021 la percentuale era salita al 41%”.

Tra i settori industriali che naturalmente possono beneficiare ci sono le operazioni minerarie, anche in luoghi remoti; le navi o piattaforme offshore; gli aeroporti, i porti e particolari sistemi o snodi ferroviari; i campus dell’istruzione, sportivi, ospedalieri o commerciali; i sistemi della protezione civile; la logistica; la produzione di energia e la gestione delle acque; l’agricoltura e la silvicoltura, soprattutto in zone remote; e, soprattutto, la produzione industriale, come l’automotive e la manifattura.

Nel mondo sono funzionanti circa un migliaio di reti private. Con tecnologia LTE ci sono, per esempio, in Germania, la fabbrica Osram fornita da Deutsche Telekom; Volkswagen Wolfsburg con Nokia; Daimler a Stoccarda con Ericsson e Telefonica; Porsche vicino a Stoccarda con Nokia; in Francia, i tre aeroporti di Parigi con tecnologia Ericsson, mentre a quello internazionale di Vienna l’operatore A1 ha destinato una sottobanda con tecnologia Nokia; nel Regno Unito la logistica Ocado messa in piedi da Cambridge Consultants e la fabbrica Ford con Vodafone; le operazioni delle di petrolio di Phillips66 gestita da fornita da AT&T con Accenture. Con tecnologia 5G c’è il porto di Ningbo in Cina con tecnologia Huawei; in Finlandia una miniera della Sandvik dall’operatore Vtt con tecnologia Nokia; per la gestione delle proprie reti private ArcelorMittal ha siglato un accordo con Ericsson e Orange.

Non passa giorno che non si legga di una nuova rete privata, come quella della Howard University a Washington D.C. con AggreGateway e Samsung, oppure il distretto scolastico della Valle di San Joaquin in California, oppure di test in corso, come Ericsson in Svezia per un loro utilizzo in regioni forestali remote.

Tra i fattori che fanno considerare alle aziende industriali o a una organizzazione una rete privata 5G ci sono, innanzitutto, le caratteristiche dell’ultima generazione di wireless, il 5G, che non erano disponibili precedentemente: una maggiore capacità di banda; una più bassa latenza (velocità di trasmissione); capacità di copertura di vaste aree; alta affidabilità; la possibilità di installare Vpn wireless privati; di estendere le risorse di rete all’edge, vale a dire, a tutti i terminali periferici che abbiano o meno la possibilità di calcolo, tra cui i sensori; la possibilità di limitare l’accesso solo ai dispositivi autorizzati e quindi di garantire privacy e una maggiore sicurezza; la possibilità di avere reti totalmente virtualizzate, automatizzate e funzionanti in maniera ottimale grazie programmi di intelligenza artificiale o di machine learning; la possibilità di raccogliere quindi dati utili per le analytics; e, infine, la possibilità di avere reti che possono essere suddivise in sottobande da destinare ciascuna alle varie attività dell’impresa anche con esigenze di banda e di latenza molto differenti.

Una sottobanda può essere destinata ai dispositivi del personale che non hanno particolari esigenze di banda o di latenza, un’altra con latenza di meno di un millisecondo, detta anche ultra-affidabili (Low Latency Ultra-Reliable, o LLUR), per applicazioni, per esempio, dell’automazione o di altri macchinari industriali tra cui robot.

Se una sottobanda deve servire una flotta di droni in un porto, per esempio, la latenza dovrà essere inferiore ai 10 millisecondi ma soprattutto dovrà garantire la piena mobilità in tutta l’area. Infine, un’altra sottobanda può essere dedicata all’Internet of Things industriale (IIoT) perché per i dispositivi che vi si collegano la latenza non deve essere particolarmente bassa, ma la capacità della banda deve reggere il collegamento a milioni di terminali o sensori.

Una rete 5G privata è un investimento cospicuo. Ci possono essere molte ragioni che lo giustificano: dalla sicurezza e la criticità dei dati che trasporta, alla necessità di affidabilità e ridondanza, al controllo della spesa, all’agilità con cui si può intervenire sulla sua architettura.

L’IIoT è in questo momento è una ragione importante per le quali imprese, per esempio della logistica, scelgono di investire in una rete privata 5G.

Se fino all’altro ieri le reti IoT industriali erano una delle offerte della tecnologia, oggi è dimostrato che sono una necessità strategica che migliora sostanzialmente la capacità operativa e la performance dei prodotti o dei servizi. Si pensi a un porto dove si spostano migliaia di container ogni giorno e la sicurezza deve essere massima, o alle fabbriche di automobili che possono collegarsi alla filiera della fornitura per snellirla e accelerarla. Stime di Beecham Research parlano di una crescita tra il 2020-2030 degli abbonamenti consumatore ai servizi 5G del 1,8%, mentre i servizi IIoT è previsto che crescano del 20,5%.

Dall’IIoT dipende anche la capacità di raccogliere massicciamente dati per una elaborazione nell’edge o centrale che permetta al management di prendere le migliori decisioni su interventi, strategie, manutenzione, ecc., ovvero, a determinare un vantaggio competitivo.

Le reti 5G private possono integrarsi con i sistemi wireless o cablati precedenti, ma rispetto al WiFi, il sistema più utilizzato per la connettività di area nel settore industriale, il 5G è superiore per affidabilità, performance, flessibilità e soprattutto mobilità.

È la disponibilità di spettro a determinare quale tipo di rete un’impresa può pianificare.

Dove lo spettro è stato tutto assegnato all’asta gli operatori, la rete privata si deve appoggiare al loro spettro, al cosiddetto spettro pubblico. Questa soluzione può essere ideale quando il 5G privato ha bisogno di continuità in mobilità fuori dall’area della rete privata, come nel caso di flotte di camion o macchinari siti in altre sedi. I veicoli che lasciano l’area si collegano alla rete 5G dell’operatore via Sim.

Poi c’è il caso dello spettro industriale in paesi come la Germania e Giappone che hanno avuto la visione di allocare spettro specificamente per l’industria, cedendone l’utilizzo a un costo rapportato a chi lo compra, peraltro diversificando così la proprietà dello spettro e dando più scelta a chi deve installare una rete privata. Non è un caso che la Germania sia tra i paesi più avanti per numero di reti private industriali.

Lo spettro senza licenza non ha un costo ed è assegnato dal regolatore a organizzazioni che ne fanno richiesta. Gli Stati Uniti stanno liberando altre bande (tra cui quella dei 6 Ghz) per una maggiore disponibilità per le reti private.

Infine c’è il modello condiviso, allocato e gestito da autorità delle telecomunicazioni, come l’Ofcom nel Regno Unito o la Federated Wireless negli Usa, che utilizza, per esempio, le frequenze disponibili localmente per utilizzi cittadini e che renderanno più accessibili, anche economicamente, le reti 5G private locali.

Un aspetto della loro sicurezza dipende dal fatto che ne possono accedere solo i dispositivi consentiti, ma le reti private possono funzionare interamente sul cloud, ed è un dato di fatto che i grandi fornitori di cloud, Aws, Microsoft Azure, Google, possono garantire la sicurezza massima grazie alla scala delle loro risorse e alla tempestività con cui possono non solo registrare incidenti, ma anche aggiornare i protocolli. Dipendendo dal tipo di operazione è una considerazione importante quando si tratta di scegliere l’immagazzinamento dei dati su cloud, ibrido o server locale. Questi ultimi possono in alcuni casi essere server dedicati, per esempio, uno al controllo del core della rete, un altro al controllo dell’IIoT, o dei droni o dei robot, ecc.

Quanto al dato economico, c’è un rischio reale che il grosso delle reti private bypassi gli operatori che hanno pagato in quasi tutti i paesi cifre esose per lo spettro.

La torta, secondo ABI Research, può arrivare a $64 miliardi nel 2030. Da un sondaggio condotto dall’operatore giapponese Ntt tra 216 capi di aziende tecnologiche, la metà ha in programma di implementare una rete 5G nei prossimi 6-24 mesi. Anche Deloitte prevede che nei prossimi 10 anni centinaia di migliaia di imprese sceglieranno di avere una rete privata 5G.

La Cina è un caso a sé perché è il paese con la più alta allocazione di spettro e una decisa politica del governo centrale per il 5G. Zte, Hauwei, Lenovo e varie società straniere promuovono già in Cina le proprie soluzioni per reti private. “Le reti private 5G danno importanti benefici in termini di efficienza e flessibilità alla manifattura e sono il trampolino per nuovi casi d’uso nelle smart factories“, ha detto Lenovo al Global Times China.

Tra i fornitori di infrastrutture si contano, come sopra, Nokia, Ericsson, Samsung, Intel, Cisco, Aws, Accenture, oltre alle cinesi Huawei e Zte, e tutti i grandi operatori quali Verizon, Vodafone, O2, Tim, AT&T, Deutsche Telekom, ecc. ma anche aziende e consulenti più piccoli, tra cui Daiwyler, Celona, Athonet o Betacom.

La formula che dovrebbe rendere accessibili le reti privati ai più piccoli è ora un chiavi in mano con il fornitore che può o non gestire la rete. Per gli operatori o chi vende consulenza esperta questo può essere un problema. Gli analisti di Omdia, registrano che sebbene il numero di progetti di reti private industriali sia raddoppiato dall’anno precedente tra il 2020 e il 2021, solo un 16% aveva scelto come partner guida un operatore, rispetto al 21% del 2020.