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TECH

Visita ai laboratori Ericsson, a fianco di Cnr e Università

A Pisa, dove la ricerca va veloce

Ricercatori italiani stanno sviluppando in questi giorni la tecnologia per la connessione del futuro, la rete 5G, quinta generazione del mobile. Che non sarà solo più veloce, ma consentirà di fare un salto di qualità. Ad esempio, comandare a distanza robot per compiti pericolosi come la manipolazione di esplosivi o molto delicati come la microchirurgia. Per la prima volta il centro di eccellenza pisano è stato aperto alla visita di alcuni giornalisti.

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di Celia GuimaraesPisa
“Come pescare dei nerd in un barile”. La battuta, dalla celebre serie ‘The Big Bang Theory’ (per chi non la conoscesse leggere qui), spiega moltissimo del lavoro di ricerca applicata in un Centro di eccellenza dove si sta progettando quella che viene definita  “la società connessa”, sede dei laboratori finanziati dalla svedese Ericsson. Si trovano nella stessa palazzina dove, tra Consiglio nazionale delle ricerche, Università di Pisa, Scuola Superiore Sant’Anna, laboratorio nazionale di tecnologie fotoniche del Cnit, Consorzio di Ricerca sulle Telecomunicazioni Coritel e varie altre piccole e medie imprese del territorio, c'è collaborazione su tutto.
Ericsson e la Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, centro di eccellenza nel settore delle reti e tecnologie ottiche, hanno annunciato a giugno una collaborazione per introdurre la fotonica integrata e soluzioni ottiche nella ricerca e nello sviluppo del 5G. Le tecnologie ottiche per le infrastrutture di rete devono continuamente evolvere per sostenere una vasta gamma di servizi di comunicazione, dal momento che entro il 2020 si prevede che ci saranno oltre 9 miliardi di abbonamenti alla telefonia mobile e 26 miliardi di oggetti connessi. Il servizio della rubrica Pixel del Tg3


Più cose, più velocemente
Non a caso il Centro si trova proprio all’interno del Cnr a Cisanello, dove una sessantina di persone si dedica, tra l’altro, alla ricerca applicata per le connessioni 5G. Saranno una realtà nel 2020 e consentiranno di trasmettere ”più cose, più velocemente”, come ha spiegato il direttore scientifico, l’ingegner Roberto Sabella. “Come se un’autostrada da normale diventasse a otto corsie ma non solo, potesse dare priorità, quando necessario, alle ambulanze o alle auto della polizia”.

Autostrade e provinciali
La sfida della banda ultralarga, secondo Sabella, “è quella di far diventare scorrevoli anche le strade provinciali e comunali, compresi gli snodi”. E per restare nella metafora autostradale, “immaginate se nel Grande raccordo anulare di Roma, nelle ore di punta, si potessero allargare le corsie per far scorrere le auto”.

La condizione necessaria per realizzare tutto ciò è il potenziamento delle infrastrutture di comunicazione perché siano in grado di supportare l’esplosione dei volumi di traffico e migliorare la fluidità delle attività online, riducendo i tempi di reazione. Ecco perché lo sviluppo delle reti a banda ultralarga è fondamentale anche per lo sviluppo della quinta generazione di connessioni mobili. Perché la rete fisica (la fibra ottica, ad esempio) deve arrivare nelle case, negli edifici, ma anche ai pali per la trasmissione dati a copertura del mobile.

Il Centro apre le sue porte
Pisa è un Centro di eccellenza per le tecnologie ottiche e fotoniche per la rete radiomobile di prossima generazione 5G. Dal 2016 si comincerà a discutere sui protocolli della quinta generazione di telecomunicazioni: le frequenze da utilizzare, comprese quelle che saranno lasciate libere (per esempio, 2G) e quelle finora riservate ad uso militare. Probabilmente ci sarà anche una gara per l’assegnazione di queste frequenze, come a suo tempo per le reti Umts o 3G (In Italia il governo Amato ha indetto nel 2000 un'asta per l'assegnazione di 5 licenze Umts. Le cinque licenze Umts sono state assegnate per 15 anni, poi elevati a 20, con scadenza 2022).

Verso il 5G
Cosa significa avere connessioni 5G? Se ne sta discutendo in questi mesi e ci sono diversi Consorzi in tutti i continenti (Ericsson è alla guida di quello europeo, Metis) che lavorano alla definizione degli standard. Intanto si sa che dovrà ridurre i tempi di latenza (o risposta) e che sarà utile, oltre agli usi dei consumatori, per poter controllare via mobile robot e macchinari che serviranno all’esecuzione di lavori particolarmente pericolosi, come il piazzamento di esplosivi, o molto delicati, come la microchirurgia.

Ecosistema nella ricerca
Dal 2006 Pisa rappresenta il centro dell’ecosistema della ricerca sulle reti ottiche e le tecnologie fotoniche, una palestra per sostenere un progetto e farlo diventare brevetto, che coinvolge industria, ricerca e università. I brevetti in questione prodotti da questo centro di eccellenza toscano sono circa una trentina l’anno. Per trovare una sinergia simile bisogna andare negli Stati Uniti o in Israele.

Benvenuti tra i nerd
La tecnologia fotonica allo studio nei laboratori di Pisa (che per la prima volta sono stati aperti a dei giornalisti) consentirà di trasmettere e smistare volumi di traffico sempre maggiori e più velocemente ma a costi e a consumi energetici notevolmente più bassi.

Chiedere a uno dei ricercatori cosa significhi ‘ricerca fotonica’ ci porterebbe in pieno terreno nerd e lo sforzo prodotto per rendere l’argomento più semplice è stato notevole, forse quanto la ricerca stessa. La spiegazione scientifica è complessa quanto affascinante, basti sapere che giocherà un ruolo fondamentale, con un’attenzione specifica alla sostenibilità. Il che significa che dalla ricerca pura si dovrà passare allo sviluppo di prodotti che avranno applicazione pratica (ed economicamente sostenibile) entro 3-5 anni.

Ed ecco alcuni dei progetti che abbiamo potuto conoscere nel centro di ricerca pisano:
Laboratori Test Plant
Laboratorio dove si effettua il test degli apparati di trasmissione ottica progettati dalla Development Unit Optical basata a Genova, che ha un dipartimento anche a Pisa. Al momento i ricercatori stanno testando gli apparati di trasporto integrato pacchetto-ottica gestiti da un sistema di controllo Sdn.

Sistema di trasporto per le future reti 5G
Demo che mostra i test in corso sulle soluzioni di rete che sfruttano le stazioni radio base di ultima generazione (Lte-A). Le soluzioni sono innovative sia nell’architettura di sistema, completamente brevettata, sia nei moduli fotonici integrati che abilitano funzioni chiave che consentono un’ottimizzazione delle risorse, un risparmio energetico e una riduzione dei costi.

Prototipi di circuiti fotonici integrati
Si tratta del primo esempio a livello mondiale di “photonic-system-on-chip”, definito in questo modo per due ragioni: il numero – oltre 100 - di circuiti integrati ottici nello stesso chip e l’implementazione di diverse funzioni quali la commutazione ottica, l’equalizzazione e la regolazione di potenza. Il chip è visibile attraverso un semplice microscopio. Accanto al photonic-system-on-chip, ci sono altri esempi di circuiti ottici integrati. Ognuno di questi chip è stato concepito, progettato, testato e brevettato nei laboratori Ericsson, in collaborazione con la Scuola Superiore Sant’Anna.

Dimostratore del remote-laser
Sistema innovativo che consente di risolvere un problema specifico: utilizzare sui pali delle antenne radiomobili soluzioni fotoniche in grado di operare anche in ambienti ad elevata temperatura.

Testbed del “Wi-Fiber dot”
Testbed per studiare una possibile evoluzione dei Radio Dot System che è in grado di trasportare i segnali della copertura Wi-Fi e Lte sulla stessa infrastruttura in fibra ottica. Il radio-dot è il prodotto per la copertura radio degli ambienti indoor (ne abbiamo parlato qui), che utilizzano i normali sistemi di cablatura ethernet all’interno di edifici. L’alta capacità offerta da questa soluzione permette di supportare le reti Lte e 5G.

Sistemi di interconnessione ottica per data-center
I data center richiedono decine di migliaia di connessioni in fibra ottica per interconnettere reti di dati, dimensioni e capacità sempre crescenti: il rischio è quello di aumentare enormemente la complessità del sistema. Grazie alla fotonica, si possono trovare soluzioni intelligenti in grado di abbattere di uno o due ordini di grandezza il numero di cavi di interconnessione necessari.