Il 5G non \u00e8 una tecnologia nuova: ne abbiamo parlato spesso. Vediamo cosa cambia invece nell’utilizzo delle frequenze.<\/p>\n\n\n\n
Dopo l’assegnazione in licenza da parte del Ministero dello Sviluppo Economico (MISE) delle frequenze per l’allestimento delle nuove reti 5G (Frequenze 5G: l’asta si conclude con un grande successo per le casse statali), gli operatori di telecomunicazioni assegnatari stanno iniziando ad attrezzarsi per la copertura del territorio: TIM e Vodafone a breve condivideranno le rispettive torri per fornire la connettivit\u00e0 5G.<\/p>\n\n\n\n
Come pi\u00f9 volte evidenziato, il 5G non \u00e8 una nuova tecnologia ma pi\u00f9 semplicemente una versione pi\u00f9 moderna e ottimizzata delle tecnologie gi\u00e0 utilizziamo da tempo. Il 2G fece capolino in Italia intorno al 1993 e grazie al GSM si pot\u00e9 iniziare a trasferire segnali in digitale mettendo a poco a poco da parte la precedente tecnologia trasmissiva analogica diffusasi a partire da met\u00e0 anni ’80 e maturata con lo standard TACS, anch’esso analogico.<\/p>\n\n\n\n
Le reti di quinta generazione si differenziano rispetto al 4,5G per le nuove interfacce radio NR (New Radio) oltre che per i nuovi sistemi di codifica, multiplazione e correzione degli errori (Filtered OFDM, Sparse Code Multiple Access, Polar Codes e cos\u00ec via).
Tra gli obiettivi primari legati all’implementazione delle reti 5G vi sono modelli di sviluppo per i servizi digitali offerti dagli operatori di telecomunicazioni in partnership con le utilities, le pubbliche amministrazioni, le imprese e i soggetti OTT (over-the-top), come li definisce AGCOM.<\/p>\n\n\n\n
Di base, quindi, come abbiamo visto negli articoli 5G, cos’\u00e8, come funziona e quando i terminali saranno compatibili e 5G pericoloso, tutte bufale o pu\u00f2 esserci qualcosa di vero?, le reti 5G useranno versioni ottimizzate delle tecniche di trasmissione con modulazione a multi-portante migliorate, accortezze pi\u00f9 evolute nel campo dell’ingegneria dell’informazione e, come accennato in precedenza, i cosiddetti codici polari.
Questi ultimi sono il primo sistema al mondo di codifica dei canali che si avvicina alla soglia del limite di Shannon ovvero la velocit\u00e0 massima a cui i dati possono essere inviati, su una certa banda di frequenza, mantenendo un tasso di errore pari a zero.
I codici polari (l’inventore turco Erdal Arikan \u00e8 stato premiato lo scorso anno dal fondatore di Huawei) consentono di trasmettere i dati in maniera pi\u00f9 efficiente ottimizzando le prestazioni di codifica sulle reti 5G e velocizzando le prestazioni.
Arikan ha ringraziato gli ingegneri di Huawei facendo notare come senza la loro collaborazione le sue idee non sarebbero potute diventare realt\u00e0 (ed essere implementate al fine di far avanzare le tecnologie di comunicazione wireless) in appena 10 anni.
Rispetto alle precedenti generazioni, dicevamo che il 5G non \u00e8 una tecnologia nuova che solleva punti interrogativi. Utilizza semmai alcune porzioni dello spettro delle frequenze non impiegate in precedenza per la trasmissione dei dati su rete mobile (ma gi\u00e0 adoperate per altri servizi), dai 24 GHz a salire.<\/p>\n\n\n\n
Quando la frequenza cresce, la lunghezza d’onda si fa pi\u00f9 breve. Usando particolari modulazioni, gi\u00e0 apparecchi wireless che trasmettono e ricevono il segnale possono trasformarlo in dati.
Trasmettendo a frequenze basse, la lunghezza d’onda \u00e8 ampia cosicch\u00e9 le operazioni di modulazione avvengono alla velocit\u00e0 di una lumaca (banda ridotta, rete lenta). Com’\u00e8 lecito attendersi, aumentando le frequenze i dispositivi trasmittente e ricevente possono dialogare molto pi\u00f9 velocemente (banda maggiore, scambio dei dati molto pi\u00f9 rapido).
Ovviamente la velocit\u00e0 di tutte le emissioni elettromagnetiche intesa come lo spazio percorso nell’unit\u00e0 di tempo \u00e8 sempre la stessa a prescindere dalla frequenza.<\/p>\n\n\n\n
Il problema \u00e8 che le frequenze pi\u00f9 elevate sono molto meno “penetranti” e non riescono a superare gli ostacoli. Inoltre sono molto pi\u00f9 vulnerabili alle condizioni meteo con la ricezione dei dati che pu\u00f2 diventare difficoltosa se non impossibile.<\/p>\n\n\n\n
Le reti 5G potranno usare un meccanismo chiamato adaptive beam switching che consentir\u00e0 ai dispositivi di saltare rapidamente tra una banda di frequenza e l’altra scegliendo quelle che, in tempo reale, si dimostrano maggiormente affidabili ed efficienti.
Diversamente sarebbe inutile trasmettere anche a frequenze pi\u00f9 elevate se si rischiassero un link instabile e un trasferimento dati inaffidabile.<\/p>\n\n\n\n
Come risultato della gara indetta dal Ministero dello Sviluppo Economico, in Italia gli operatori di telefonia mobili hanno ottenuto i diritti per l’utilizzo delle frequenze su tre bande distinte al fine di allestire le nuove reti 5G: 694-790 MHz, 3600-3800 MHz e 26,5-27,5 GHz.
Le prime due non rappresentano alcuna novit\u00e0 rispetto alle reti di precedente generazione: basti pensare che le prime sono le stesse utilizzate per il digitale terrestre.<\/p>\n\n\n\n
Uno schema riassuntivo dell’occupazione per le reti di telefonia mobile di ciascuna generazione:<\/p>\n\n\n\n
5G: 700\/3700 MHz e 26 GHz (26.000 MHz)
4,5G: 1500 MHz
4G: LTE FDD-LTE 800\/1800\/2600\/2100 MHz
3G: HSDPA WCDMA 900\/2100 MHz
2G: GSM 900\/1800 MHz<\/p>\n\n\n\n
Per quanto riguarda il blocco 26,5-27,5 GHz non si parla ancora di onde millimetriche (per queste ultime ci si riferisce alla porzione dello spettro compresa tra 30 e 300 GHz e si chiamano cos\u00ec perch\u00e9 la loro lunghezza d’onda varia tra 1 e 10 millimetri) e saranno frequenze utilizzate dagli operatori, almeno per il momento, solo in luoghi ad alta densit\u00e0 di traffico come i centri delle citt\u00e0, gli stadi o gli impianti industriali con l’obiettivo di fornire connettivit\u00e0 ad elevatissime prestazioni.<\/p>\n\n\n\n
Per quest’ultimo blocco, infatti, sono state ben poche le offerte in asta perch\u00e9 in una fase iniziale, dopo il primo dispiegamento delle reti 5G, \u00e8 lecito ipotizzare che la banda 26,5-27,5 GHz venga utilizzata solo per stabilire link sulla lunga distanza con perfetta visibilit\u00e0 ottica.<\/p>\n\n\n\n
In termini di potenze emissive non cambia nulla e il valore del campo non potr\u00e0 superare i termini di legge (in Italia pari a 6 V\/m anche se alcuni operatori ne stanno chiedendo l’innalzamento: Wind Tre: l’Italia aumenti i limiti di legge per i campi RF generati dalle antenne della telefonia mobile).<\/p>\n\n\n\n
Le frequenze oltre i 24 GHz saranno utilizzate per il 5G al fine di allestire le cosiddette piccole celle. Con la rete di quinta generazione un ulteriore fine consiste nel realizzare la convergenza tra utenti fissi e utenti in mobilit\u00e0, tutti connessi via radio al 5G.
A questo proposito, le piccole celle dislocate sul territorio (aumentando il numero di antenne si ridurranno le emissioni; con il 5G, peraltro, la trasmissione non avviene durante il 100% del tempo come accade nel caso del 4G\u2026) permetteranno di fruire – in condizioni ottimali – di connessioni wireless nell’ordine dei 10 Gbps (la stessa direzione verso la quale sta guardando la WiFi Alliance con WiGig: WiGig: cos’\u00e8 e come funziona la tecnologia che affiancher\u00e0 Wi-Fi 6 o 802.11 ax).<\/p>\n\n\n\n