Corso di Reti 5G e Tecnologia Mobile

Modulo 1: le Reti 5G e Tecnologie Mobili Panoramica sul 5G e sull'evoluzione delle tecnologie mobili. Cos’è il 5G e come si differenzia dalle precedenti generazioni (2G, 3G, 4G) La necessità di un nuovo standard di comunicazione mobile Applicazioni e impatti del 5G su settori come la salute, l’automotive, l'IoT, e le smart cities Evoluzione delle reti mobili da 2G a 5G: sfide e opportunità Modulo 2: Architettura della Rete 5G Struttura e componenti fondamentali della rete 5G. Architettura di rete 5G: Core Network e Radio Access Network (RAN) Funzionalità del 5G NR (New Radio) e come si integra con le reti precedenti La rete 5G non standalone (NSA) vs standalone (SA) Elementi chiave: piccole celle (small cells), reti di backhaul, edge computing Modulo 3: Frequenze e Spettri del 5G Analisi delle frequenze utilizzate nelle reti 5G e loro importanza. Gamma delle frequenze 5G: bassa, media e alta banda Differenze tra sub-6 GHz e mmWave (millimeter wave) Benefici e sfide associate all'uso delle diverse bande di frequenza Gestione dello spettro e politiche regolatorie globali per il 5G Modulo 4: Tecnologie Chiave del 5G Le tecnologie che supportano la rete 5G e migliorano le prestazioni. MIMO (Massive MIMO): come le antenne multiple migliorano la capacità della rete Beamforming: direzionamento del segnale per ottimizzare le prestazioni Onde millimetriche (mmWave): sfide e vantaggi per il 5G Software Defined Networking (SDN) e Network Function Virtualization (NFV) nel contesto 5G Modulo 5: Architettura del Core Network 5G Il ruolo del core network nella rete 5G. Core Network 5G (5GC) Componenti principali: AMF (Access and Mobility Management Function), SMF (Session Management Function), UPF (User Plane Function) Funzionalità avanzate del core network: slicing, QoS (Quality of Service) e gestione del traffico Interoperabilità tra il 5G e le reti legacy (4G, 3G) Modulo 6: 5G e IoT (Internet of Things) Come il 5G trasforma l'Internet delle Cose (IoT). Vantaggi del 5G per l'IoT: maggiore velocità, bassa latenza e scalabilità Casi d'uso di IoT con il 5G: smart cities, sanità, veicoli autonomi Reti a bassa potenza e largo raggio (LPWAN) vs 5G per IoT Gestione delle connessioni IoT nel 5G Modulo 7: Reti Mobili e Edge Computing L'integrazione tra il 5G e l'edge computing per migliorare la latenza e la gestione dei dati. Cos'è l'Edge Computing e come supporta il 5G La riduzione della latenza grazie all'edge computing Esempi di applicazioni edge in scenari 5G (realtà aumentata, auto connesse) Architettura e benefici delle applicazioni edge per il 5G Modulo 8: Reti 5G e Sicurezza Considerazioni sulla sicurezza nelle reti 5G e le nuove sfide. Le vulnerabilità e le minacce specifiche per il 5G Autenticazione e crittografia nelle reti 5G Protezione dei dati e privacy nell’ambito delle reti mobili Strategie di difesa: gestione delle chiavi, sicurezza end-to-end, slicing sicuro Modulo 9: 5G e Virtualizzazione delle Reti Virtualizzazione delle reti nel contesto del 5G. Cos'è la Network Function Virtualization (NFV) e come viene utilizzata nel 5G Software Defined Networking (SDN) nel 5G: vantaggi e applicazioni Network slicing: creazione di reti virtuali personalizzate per diversi casi d'uso Come la virtualizzazione facilita la gestione delle reti 5G Modulo 10: Gestione del Traffico e Quality of Service (QoS) La gestione del traffico nelle reti 5G e le tecniche per garantire una qualità del servizio adeguata. QoS nelle reti mobili Gestione del traffico in 5G: traffic shaping, prioritizzazione e gestione della congestione Differenze tra QoS nelle reti precedenti (4G, 3G) e nel 5G QoS per applicazioni critiche (autoveicoli autonomi, salute) Modulo 11: 5G e Comunicazioni Ultra Affidabili e a Bassa Latenza (URLLC) Tecnologie che supportano applicazioni ultra-affidabili con bassa latenza. Cos'è URLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communication) e come supporta il 5G Applicazioni critiche che beneficiano di URLLC: sanità, automotive, industria 4.0 Impatti della bassa latenza e dell’affidabilità sulla progettazione della rete Le sfide nell’implementazione di URLLC nel 5G Modulo 12: 5G e Realtà Aumentata / Virtuale (AR/VR) Impatti del 5G sulle tecnologie di realtà aumentata e virtuale. Come il 5G supporta AR e VR: maggiore velocità e bassa latenza Casi d'uso: gaming, intrattenimento, formazione e simulazioni industriali La sinergia tra 5G, AR e VR nelle esperienze immersive Limiti e sfide nell’implementazione delle applicazioni AR/VR Modulo 13: 5G per le Smart Cities Come il 5G abilitera le smart cities. Le città intelligenti e il ruolo fondamentale del 5G Smart grid, gestione del traffico e soluzioni urbane connesse IoT e gestione dei dati urbani nelle smart cities Implementazione e sfide del 5G nelle smart cities Modulo 14: Integrazione tra 5G e 4G Come il 5G si integra con le reti 4G esistenti. Transizione dal 4G al 5G: vantaggi e problematiche L'interoperabilità tra 4G e 5G: tecniche di roaming e handover Il ruolo delle reti 4G nella strategia di adozione del 5G Soluzioni miste (NSA) e standalone (SA) nelle implementazioni 5G Modulo 15: Il Futuro del 5G e Oltre Analisi delle tendenze future e delle evoluzioni oltre il 5G. Le evoluzioni del 5G: 5G Advanced, 6G e oltre Nuove tecnologie emergenti: intelligenza artificiale, blockchain, e quantum computing nelle reti mobili L’impatto del 5G su settori emergenti (automotive, sanità, educazione) Le sfide sociali, politiche ed economiche nell'adozione del 5G a livello globale