La Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, con la partnership dell’azienda svedese Ericsson, è all’avanguardia nello studio e nella ricerca sulla fotonica e sulla tecnologia 5G: tecnologia che permetterà velocità di trasferimento altissime e nuovi modi di sfruttare il traffico dati, ma anche di connettere più persone e più dispositivi.
Fotonica è il termine introdotto nel 1967 dallo scienziato francese Pierre Agrain (scomparso nel 2002) per descrivere l’utilizzo della luce attraverso lo studio delle sue proprietà e delle sue interazioni con la materia. Alla base della fotonica ci sono i concetti, le leggi, i dispositivi dell’ottica convenzionale, passando per l’elettromagnetismo sino alla fisica quantistica. I fotoni sono quanti di energia elettromagnetica che possono essere visti come particelle quantistiche con massa a riposo pari a zero, prive di carica elettrica, vita infinita e con la massima velocità possibile (quella della luce).
La fotonica è l’elemento trainante per l’innovazione tecnologica e una delle più importanti tecnologie per i mercati del Ventunesimo secolo. Il mercato mondiale della fotonica nel 2005 è stato di circa 150 miliardi di euro: dieci anni dopo solo quello europeo vale 60 miliardi, mentre quello mondiale è raddoppiato, oltrepassando il tetto dei 300 miliardi di euro. I settori principali in cui si studia l’utilizzo della fotonica sono indicati nell’infografica seguente.
Il preambolo sulla fotonica era necessario per comprendere maggiormente ciò che vi verrà raccontato di seguito, ossia il cambiamento epocale che la tecnologia 5G porterà nel quotidiano di ognuno di noi. 5G è la sigla che indica la prossima generazione per la comunicazione mobile, che permetterà velocità di trasferimento altissime e nuovi modi di sfruttare il traffico dati, ma anche di connettere più persone e più dispositivi.
Ma andiamo con ordine.
L’Italia primo Paese al mondo nella ricerca sul 5G
La Scuola Superiore Sant’Anna è il centro di eccellenza in Italia nel settore delle reti e tecnologie ottiche, e sta sperimentando nuove soluzioni di trasporto dati per l’evoluzione delle reti mobili e del 5G, in differenti segmenti come il fronthaul (tipo di connessione associato a un nuovo modello di Radio Access Network – RAN – ovvero un’architettura composta da controllori in banda centralizzati e antenne radio indipendenti installate presso siti remoti distanti decine di chilometri), il backhaul mobile (che collega il mobile alla rete cablata) e l’interconnessione ad altissima velocità dei data center.
Nel giugno di quest’anno l’Università ha siglato un accordo con l’azienda svedese Ericsson (sì, quella dei telefonini, ma non solo), che prevede una collaborazione nella ricerca e nello sviluppo di prototipi di componenti, moduli e sottosistemi fotonici innovativi che giocheranno un ruolo dirompente nello sviluppo del 5G. Nella ricerca sul 5G l’Italia è seguita da Svezia, Cina, India e Giappone.
Questo passo conferma Pisa quale sito di riferimento per la fotonica in tutto il mondo, ed esempio reale di collaborazione tra industria e mondo accademico
La partnership
Giancarlo Prati, direttore dell’istituto TeCIP della Scuola Superiore Sant’Anna, ha affermato che «grazie alla nuova colleborazione con Ericsson, la fotonica integrata incontrerà le tecnologie elettroniche per raggiungere soluzioni innovative per la piattaforma mobile del futuro», e Nunzio Mirtillo, AD di Ericsson Italia, gli fa eco raccontando come «Ericsson e la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa hanno alle spalle una lunga storia di collaborazioni di successo e questa nuova partnership sul 5G testimonia il ruolo centrale dell’Europa e dell’Italia nello sviluppo delle comunicazioni mobili del futuro».
Stando alle stime di Ericsson, entro il 2020 si prevedono oltre 9 miliardi di abbonamenti alla telefonia mobile e 26 miliardi di oggetti connessi. L’innovazione nel settore della fotonica diventa dunque chiave per abilitare comunicazioni sempre più affidabili, ad alta capacità e a bassa latenza, contribuendo così alla piena realizzazione della cosiddetta Networked Society. Dal momento che la penetrazione e la velocità della banda larga mobile crescono in modo costante, c’è la necessità di una rete di trasporto verso i siti radio sempre più ad alta velocità. Di conseguenza, l’infrastruttura in fibra sta diventando sempre più diffusa nella Radio Access Network (RAN, il fronthaul menzionato poc’anzi).
Una sfida per l’Italia
Il laboratorio di ricerca sulla fotonica e 5G può contare al momento su un team di dieci scienziati altamente specializzati. A coordinare InphoTec (divisione del TeCIP) sarà Marco Romagnoli, considerato uno dei migliori ricercatori a livello mondiale nel campo della fotonica, che ha lasciato il suo incarico al MIT di Boston per tornare a lavorare in Italia.
Insieme a lui lavoreranno anche un altro ricercatore italiano rientrato in Toscana da Valencia e scienziati provenienti da Svizzera, Spagna, Gran Bretagna, oltre ad altri studiosi del Sant’Anna che si sono specializzati in Belgio, California e Giappone. Investire sul 5G e sulla fotonica pare così determinante per gli obiettivi digitali che l’Italia intende raggiungere entro la data fissata dall’Unione Europea con Horizon 2020. Il 5G diventa così un fattore determinante per la digitalizzazione delle industrie, per l’Internet of Things e per portare la banda larga ovunque.
Il 5G nel quotidiano
Ma a cosa ci servirà il 5G? Ad esempio, il 5G permetterà alle auto a guida autonoma e alle auto connesse di condividere informazioni tra veicoli, così che se accadesse un incidente in autostrada, l’auto più vicina potrebbe trasmettere wireless le informazioni alle auto che seguiranno. La rete 5G permetterà a tutti i dispositivi elettronici della casa di “parlare” tra di loro, monitorandone l’energia elettrica utilizzata in tempo reale e risparmiando sugli sprechi. In casi di emergenza, ad esempio durante un incendio, i vigili del fuoco che entrano nell’edificio in fiamme o in zone disastrate saranno equipaggiati con caschi dotati di videocamere e potranno trasmettere in streaming il video in diretta al comando della missione, da cui potranno ricevere consigli su come gestire le missioni delicate. Le applicazioni sono molteplici, e il futuro non è mai stato così vicino.
