L’esperimento a Cuneo del nuovo sistema di algoritmi. Il test coinvolge il 4G ma potrà migliorare anche le prestazioni del 5G Un’antenna 5G (foto di Artur Widak/NurPhoto via Getty Images)Nella mitologia greca Eris, dea della discordia, alimentava conflitti mentre mentre l’omonimo progetto di Tim si propone di risolverli, almeno in ambito di rete mobile. L’acronimo sta per Enhanced reinforcement learning for innovating self organizing networks: una tecnologia basata su intelligenza artificiale che punta a ottimizzare l’impiego delle infrastrutture di rete esistenti per fornire ai clienti smartphone il miglior servizio possibile.
La sperimentazione di Fossano A Fossano, un piccolo comune da circa 24mila abitanti nella provincia di Cuneo, Tim a gennaio ha completato la sperimentazione del progetto Eris. “È ideale per quelle situazioni dove in uno stesso territorio vi sono zone ad alta concentrazione di traffico e altrettante a basso impiego“, spiega a Wired Marina Geymonat, responsabile del programma di intelligenza artificiale di Tim: “L’obiettivo è far sì che non ci siano risorse sottoutilizzate e contemporaneamente persone che fanno fatica a navigare tramite smartphone oppure totalmente prive di connessione“.
La località si caratterizza per un’area comunale complessa di circa 130 chilometri quadrati dove sono presenti un centro cittadino ad alta densità abitativa, gli stabilimenti produttivi periferici di Balocco, Maina e Agnesi, una zona collinare e un’ampia superficie di coltivazione. In sintesi su un ipotetico monitor di controllo si potrebbe assistere a un pirotecnico gioco di traffico mobile quotidiano. “Abbiamo analizzato 130 antenne della rete mobile e siamo intervenuti in remoto su alcune di esse, ottenendo un miglioramento prestazionale compreso tra il 10% e il 20% nelle più congestionate“, sottolinea Michele Ludovico, responsabile del network management systems and self organizing network di Tim: “In questo modo si possono evitare oppure ottimizzare investimenti aggiuntivi per eventuali nuove portanti, bande frequenziali o addirittura siti. È un esempio di come può migliorare l’efficienza ottimizzando l’impiego delle risorse a disposizione“.
L’intelligenza artificiale Il progetto pilota di Fossano ha riguardato le antenne 4G ma, come spiegano Geymonat e Ludovico, un algoritmo di intelligenza artificiale di questo tipo può essere giocato su qualsiasi standard, anche il fixed wireless access e in prospettiva futura il 5G. L’unico elemento imprescindibile è il supporto alla tecnologia Ret (Remote electrical tilt) che consente di regolare a distanza l’inclinazione, rispetto al terreno, delle antenne montate sulle torri.
“Aumentando l’angolo verso il basso si ottiene un incremento della portata (throughput, ndr) e una riduzione dell’area di copertura. Al contrario puntandole verso l’alto si amplia il raggio e diminuisce l’altro parametro. Il diagramma di irradiazione viene ottimizzato per alleggerire i siti più stressati sfruttando le risorse, oggi sotto-utilizzate, di altri siti“, spiegano gli esperti.
Ovviamente si tratta di una semplificazione del concetto, come tengono a ribadire Geymonat e Ludovico, ma il senso è proprio quello di risolvere un problema con un approccio organico. Una rete mobile è in fondo un sistema di elementi interconnessi dove si sovrappongono frequenze e tecnologie. “Per avere un’idea basti pensare che ogni cella, quindi ogni entità di servizio associata a una singola antenna, ha almeno un migliaio di parametri configurabili. Considerando le potenziali combinazioni ecco che un’intelligenza artificiale si candida come soluzione ideale per gestire la complessità“, puntualizza Ludovico. Bisogna poi ricordare che attualmente vengono impiegate antenne passive, che consentono la “sola” modifica dell’inclinazione, ma con il 5G saranno introdotte versioni attive che consentiranno un livello di configurazione molto più complesso.
“In tal senso Eris diventerà ancora più importante. Per questo motivo nei prossimi mesi estenderemo il progetto pilota a città di media e grande estensione, anche in contesti 5G non-standalone”, ricorda il manager di Tim. In ottica fwa vale lo stesso principio: la natura del servizio tende a caricare stabilmente le celle coinvolte, quindi è un vantaggio poter far lavorare più torri in sinergia.
Esempio di copertura rete mobile per la sperimentazione dell’algoritmo Tim di Reinforcement LearningApprendimento per rinforzo Si chiama reinforcement learning, ovvero apprendimento per rinforzo, ed è una declinazione del generico machine learning – che a sua volta rappresenta una categoria dell’intelligenza artificiale. Di fatto istiga un agente (computer) ad apprendere un comportamento dopo una serie smisurata di tentativi ed errori. La stessa palestra frequentata DeepMind di Google, che con AlphaGo nel 2016 ha impiegato proprio questo metodo per sconfiggere il campione mondiale di go, il noto gioco da tavolo cinese che dovrebbe risalire a oltre 2.500 anni fa.
Nel caso dell’algoritmo di Tim l’obiettivo è l’efficienza, quindi l’apprendimento per rinforzo avviene combinando tutte le variabili di questo specifico scenario di rete. Eris è capace di “imparare da sé e, a fronte di miliardi di potenziali soluzioni alternative, esplora solo le più promettenti che la portano rapidamente ad individuare la soluzione ottimale“. Il risultato ottenuto – in ambiente protetto e quindi di simulazione – poi viene trasferito nella realtà. Per altro domani lo stesso algoritmo potrebbe essere usato in soluzioni di quantum computing “che abbiamo già sperimentato per esempio lo scorso anno per la pianificazione delle nuove reti“, spiega Ludovico.
Per Geymonat l’esempio del gioco go rende molto l’idea: un gioco millenario che un numero di potenziali mosse in una partita “superiore a quello degli atomi nell’universo“. In pratica l’intelligenza artificiale si è spinta a testare nuove combinazioni e strategie “che l’uomo non avrebbe mai immaginato“, chiosa.
L’esperta sottolinea che alcuni giorni di addestramento per una intelligenza artificiale possono equivalere a milioni di anni di tentativi di un uomo. “Con Eris siamo solo all’inizio e i risultati sono notevoli, ma non sappiamo ancora cosa ci riserverà il futuro. Detta tutta siamo di fronte a un elemento di innovazione che si accompagna alla sostenibilità. Non si spreca energia e non abbiamo bisogno di aumentare le emissioni elettromagnetiche“, ricorda Geymonat.
Una rete flessibile e intelligente La rete mobile del futuro metterà in gioco non solo componenti di intelligenza artificiale ma anche i principi tecnici dello sviluppo open ran (open radio access network). Nell’ambito di questo programma, Tim, per prima in Italia, ha confermato recentemente che proprio a Faenza verrà impiegata una soluzione che disaccoppia le componenti hardware e software della rete di accesso radio, “secondo una logica di diversificazione dei fornitori e nell’ottica di favorire un più ampio ecosistema industriale“.
Il nodo radio, su rete 4G, è stato costruito combinando la banda base software di Jma con le unità radio fornite da Microelectronics technology (Mti). “In prospettiva, questa attività si estenderà anche alle soluzioni 5G“, conferma Tim.
L’iniziativa rientra nell’ambito della firma del memorandum di intesa dello scorso febbraio con i principali operatori europei per promuovere la tecnologia open ran “con l’obiettivo di accelerare l’implementazione delle reti mobili di nuova generazione, in particolare 5G, cloud ed edge computing“. Lo stesso che ha annunciato Vodafone qualche settimana fa in seno all’accordo con Qualcomm Technologies per lo sviluppo di circuiti integrati e soluzioni ad alte prestazioni. Anche in questo caso una partnership che punta a garantire che l’open ran sia pronto per l’uso nelle reti 5G.
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