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Dalvin Weekly 25 - Cos'è il 5g?
Dalvin Weekly 25 - Cos'è il 5g?

Tech Life

Cos’è il 5G?

I maggiori operatori italiani sono già pronti alla rete cellulare 5G. Ma cos’è esattamente il 5G e quanto è veloce rispetto al 4G? Ecco ciò che sappiamo finora.

Il 5G è qui, ma per molte persone non fa molta differenza. Vediamo comparire un’icona “5G” sul nostro nuovo smartphone ma sembra funzionare esattamente come il 4G.

Ciò potrebbe portare a chiederci se quello che stiamo vedendo in questo momento è il vero 5G? La risposta è sì, tecnicamente. La tecnologia 5G e l’esperienza 5G però sono cose molto diverse: è come se in questo momento avessimo a disposizione tale tecnologia ma non la vera esperienza che tale tecnologia dovrebbe portare.

Le cose però inizieranno a cambiare. Il 5G ad alta capacità porterà velocità diverse volte superiori al 4G e a partire dalla fine del 2021 dovremmo riuscire a vederne le prime applicazioni.

Il 5G è un investimento per il prossimo decennio

Nelle precedenti transizioni da una tecnologia cellulare ad un’altra, abbiamo assistito alla maggior parte dei grandi cambiamenti solo parecchi anni dopo il primo annuncio. I primi telefoni 4G sono apparsi nel 2010, ma le applicazioni del 4G che hanno cambiato il nostro mondo sono arrivate solo più tardi. Snapchat è arrivato nel 2012 e Uber si è diffuso nel 2013. Le videochiamate su reti LTE sono diventate importanti solo intorno al 2013.

Con la transizione 5G, ci sarà un’altra svolta. Esistono tre tipi di 5G – banda bassa, banda media e banda alta – e mentre per il momento abbiamo solo reti a bassa ed alta banda, la banda media è probabilmente il modo migliore per sfruttarne i benefici.

Quindi, anche se stiamo iniziando a parlare di 5G in questo momento, dovresti aspettarti di vedere le vere applicazioni della tecnologia 5G solo dal 2022 in poi.

1G, 2G, 3G, 4G, 5G

Prima di tutto, se senti parlare del Wi-Fi 5G o dei telefoni “5G E”, non sono cellulari 5G. Ecco una spiegazione completa su 5G vs 5G E vs 5GHz: qual è la differenza?

E se senti che 5G significa torri a onde millimetriche su ogni lampione, non è vero. Questa è solo una delle tre forme principali di 5G disponibili.

La G in 5G sta ad indicare la generazione della tecnologia cellulare in questione. Sebbene la maggior parte delle generazioni sia stata tecnicamente definita dalla differente velocità in termini di trasmissione dei dati, in realtà ognuna di esse porta anche ad un cambio nei metodi di codifica che la rende incompatibile con la generazione precedente.

1G era una rete cellulare analogica, meglio conosciuta in Italia come TACS o ETACS. Le tecnologie 2G, come la comune rete GSM ed EDGE, rappresentano la prima generazione di tecnologie cellulari digitali. Le tecnologie 3G, come HSPA e UMTS, hanno portato la velocità di trasmissione da 200 kbps a pochi megabit al secondo. Le tecnologie 4G, come WiMAX e LTE, furono il successivo balzo in avanti e solo adesso riescono a raggiungere velocità pari a centinaia di megabit.

Il 5G porta tre nuove caratteristiche: canali più grandi (per velocizzare i dati), minore latenza (per essere più reattivi) e la possibilità di connettere molti più dispositivi contemporaneamente (per collegare molti più sensori e dispositivi intelligenti).

Non è una rottura netta con il 4G. All’inizio, tutte le reti 5G utilizzavano il 4G per stabilire una connessione iniziale, mentre adesso andiamo verso reti “autonome”, che però perdono prestazioni significative senza l’assistenza del 4G. Parte delle specifiche 5G consente ai telefoni 5G di combinare i canali 5G e 4G in modo invisibile e trasparente per l’utente. Quindi la maggior parte delle connessioni saranno collegamenti 4G / 5G combinati per un bel po’ di tempo.

Quella simbiosi tra 4G e 5G ha portato alcuni operatori a diventare “troppo entusiasti” della propria rete 4G, iniziando a chiamare la propria rete 4G come “5G Evolution” o “4.5G”, beneficiando di una rete 4G ormai matura e vista come un passo importante verso il 5G. È giusto, ovviamente. Ciò che non sembra corretto è che tale nomenclatura sembra essere progettata per confondere i consumatori meno informati nel pensare che 5G Evolution o 4.5G siano 5G, quando non lo sono.

Mentre 2G e 3G saranno presto eliminati, il 4G ha molti anni avanti a se, come parte dell’equazione 5G.

Basso, Medio e Alto

Il 5G offre agli operatori più opzioni in termini di onde radio rispetto al 4G. In particolare, apre alle onde radio “ad alta banda” a corto raggio che non funzionavano con la tecnologia 4G. Ma il 5G può funzionare su qualsiasi frequenza, portando a tre tipi molto diversi di esperienza 5G: bassa, media e alta.

La cosa fondamentale da capire qui è che il 5G non è molto più veloce del 4G sui vecchi canali radio ancora in uso. Invece, la specifica 5G consente ai telefoni di utilizzare canali molto più ampi su una gamma più ampia di frequenze.

Con il 4G, puoi combinare fino a sette canali a 20 MHz per utilizzare un totale di 140 MHz di spettro. La maggior parte delle volte, tuttavia, i telefoni utilizzano 60 MHz o meno.

Con i nuovi telefoni in 5G a banda bassa e media, puoi combinare due canali da 100 MHz per un utilizzo a 200 MHz e impilare molti altri canali 4G a 20 MHz in aggiunta. In 5G ad alta banda, è possibile utilizzare fino a otto canali da 100 MHz. Ma se le onde radio non sono disponibili, non otterrai tale incremento di velocità.

Gli operatori possono anche condividere in modo flessibile i canali tra 4G e 5G utilizzando la condivisione dinamica dello spettro (DSS). DSS rende possibile un mix di onde tra i canali 4G e 5G, quindi i gestori possono dividere i canali tra 4G e 5G in base alla domanda, ma spesso questo non si traduce in un aumento della velocità.

Il 5G a banda bassa funziona a frequenze inferiori a 2 GHz. Queste sono le frequenze cellulari e TV più vecchie. Percorrono grandi distanze, ma non sono disponibili canali molto ampi e molti di questi canali vengono utilizzati per il 4G. Quindi il 5G a banda bassa è da considerarsi più “lento”.

Il 5G di banda media è compreso tra 2 e 10 GHz. Ciò copre la maggior parte delle attuali frequenze cellulari e Wi-Fi, nonché frequenze leggermente superiori. Queste reti hanno una portata decente e sono quelle che trasportano la maggior parte del traffico 5G.

Il 5G ad alta banda, o onda millimetrica (mmWave), è la cosa davvero nuova. Finora, si tratta principalmente di onde radio nella gamma 20-100 GHz. Sono a brevissimo raggio il che significa velocità molto elevate utilizzando fino a 800 MHz alla volta.

Le bande alte sono state utilizzate in precedenza per il backhaul, quella parte della rete di telecomunicazioni che sta tra i punti di accesso degli utenti e il backbone, la spina dorsale, collegando le stazioni base a collegamenti Internet remoti.

C’è una lotta in corso, tuttavia, in cui gli operatori hanno difficoltà a convincere le città a lasciare che si aggiungano piccole celle ai quartieri suburbani. È simile alle precedenti lotte per stabilire un servizio cellulare in molte di queste città.

Come funziona il 5G

Come altre reti cellulari, le reti 5G utilizzano un sistema di ripetitori cellulari che dividono il loro territorio in settori e inviano dati codificati tramite onde radio. Ogni ripetitore cellulare deve essere connesso a un backbone di rete, sia tramite una connessione di backhaul cablata che wireless.

Le reti 5G utilizzano un tipo di codifica chiamato OFDM, che è simile alla codifica utilizzata da 4G LTE. L’interfaccia aerea è progettata per una latenza molto più bassa e una maggiore flessibilità rispetto a LTE.

Le reti 5G devono essere molto più intelligenti dei sistemi precedenti, poiché si destreggiano con molte più celle che possono cambiare dimensione e forma. Anche con le macro celle esistenti, Qualcomm afferma che il 5G sarà in grado di aumentare la capacità di quattro volte rispetto ai sistemi attuali sfruttando larghezze di banda più ampie e tecnologie di antenna avanzate.

L’obiettivo è avere velocità e capacità molto più più elevate, con una latenza molto inferiore rispetto al 4G, mirando a velocità di 20 Gbps e latenza di 1 ms. A quel punto iniziano a mostrarsi prospettive molto interessanti.

Quali Smartphone sono pronti per il 5G?

I telefoni 5G sono ormai mainstream; aspettati che qualsiasi telefono con più di €500,00 abbia il 5G a bordo. Finora, la serie Apple iPhone 12, la serie Galaxy S21, il Galaxy Z Fold 2 e LG Wing e sono tutti pronti per il 5G a banda alta.

Il 5G a banda bassa e media è meno costoso da implementare rispetto al 5G a banda alta, quindi molti telefoni non hanno il 5G a banda alta.

Il 5G è sicuro?

Sì. Le teorie del complotto online hanno accusato il 5G di tutto, dal cancro al coronavirus, ma tendono a cadere a pezzi al minimo contatto con i fatti reali. Il 5G a banda bassa e media si basa su frequenze radio utilizzate da decenni, come ad esempio le bande TV UHF, che sono in uso dal 1952.

Le maggiori preoccupazioni per il 5G tendono ad essere per il 5G in banda alta o con onde millimetriche. Questo tipo di 5G richiede molti ripetitori per piccole celle, quindi l’infrastruttura è più visibile di prima. La cosa ironica del preoccuparsi che l’onda millimetrica friggerà le tue cellule non è che sia troppo forte, ma che sia troppo debole: è bloccato da foglie, muri, vetri, automobili, vestiti e pelle.

I livelli di potenza sono estremamente importanti. Poiché i segnali a onde millimetriche sono tecnicamente chiamati microonde, alcune persone sono convinte che siano letteralmente forni a microonde che ci friggeranno.

Studi sulle mmWave hanno dimostrato che non penetra bene la pelle umana e che il suo effetto più forte, a livelli di potenza superiori a quelli utilizzati nelle reti 5G, è che rende le cose leggermente più calde. Ai livelli di utilizzo delle reti 5G, non ci sono effetti percettibili sulle persone.

Una petizione popolare nel Regno Unito all’inizio del 2020 ha affermato che il 5G funziona a “60 megahertz” e “risucchia tutto l’ossigeno dall’aria”. Ha ottenuto più di 114.000 firme su change.org prima di essere cancellata. 60 megahertz è molto inferiore a qualsiasi frequenza di rete wireless; potrebbero significare 60 GHz, ma nessuna rete 5G lo sta ancora utilizzando.

Cosa significa 5G?

La maggior parte delle demo 5G del mondo reale coinvolge solo persone che scaricano filmati da Netflix molto rapidamente sui loro telefoni. Questo tipo di utilizzo sembra stupido, ma serve per costruire le reti in modo che possano svilupparsi applicazioni più interessanti in futuro.

Sui telefoni, il CEO di OnePlus Pete Lau ha affermato che il 5G potrebbe rendere irrilevante lo spazio di archiviazione a bordo, il che si correla con le idee mostrate al lancio del Samsung Galaxy S20. Il Galaxy S20 scatta enormi foto da 108 megapixel e video 8K, che consumano rapidamente lo spazio di archiviazione e sono difficili da caricare sul cloud a meno che non si disponga di una connessione 5G veloce.

L’Internet 5G da casa mostra un grande vantaggio rispetto al 4G: l’enorme capacità. Gli operatori non possono offrire Internet da casa 4G a prezzi competitivi perché non c’è abbastanza capacità sui siti cellulari 4G per i 350 GB di utilizzo mensile che la maggior parte delle case ora si aspetta (l’era della pandemia ha spinto quel numero più in alto man mano che le persone lavorano e studiano da casa).

Un internet domestico a 5G è più facile da implementare e gestire per gli operatori rispetto alle linee in fibra ottica da dover collegare casa per casa. Piuttosto che scavare in ogni strada, i gestori devono solo installare fibre ottiche presso un ripetitore cellulare a breve distanza e quindi fornire ai clienti un semplice modem wireless.

Il 5G del futuro

Le idee proposte dalle startup in tutto il mondo ci danno un assaggio di ciò che potremo avere in futuro:

Tutte queste idee richiedono la larghezza di banda elevata, la bassa latenza o gli aspetti a basso consumo e basso costo del 5G.

Un altro aspetto del 5G è che collegherà molti più dispositivi tra loro e con internet. Al momento, i moduli 4G sono costosi, consumano energia e richiedono piani di abbonamento per i dati, quindi gran parte dell’Internet of Things è rimasta su rete Wi-Fi. Il 5G permetterà a dispositivi piccoli, economici ed a bassa potenza di collegarsi ad Internet ed interagire con molti altri oggetti e diversi tipi di sensori ambientali.

Il più grande cambiamento che il 5G può apportare è sicuramente nella realtà virtuale ed aumentata. Man mano che i telefoni si trasformano in dispositivi pensati per essere utilizzati con un visore VR, la latenza molto bassa e le velocità costanti del 5G ti daranno un mondo potenziato da Internet, se e quando lo desideri.


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Alla prossima settimana!

1 Comment

1 Comment

  1. fausto

    21 Marzo 2021 at 21:51

    grazie ciao

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