Istruttore: Parliamo del
cellulare, perché la maggior parte di noi ha uno smartphone
in tasca e lo usa ogni giorno per connettersi
alla rete geografica nota come Internet.
Quando parliamo di cellulare,
non ci riferiamo solo agli smartphone, ma anche
ai tablet, alle modalità
cellulari dedicate alle reti aziendali o ai
punti di accesso wireless conosciuti come hotspot.
Esiste un'ampia gamma di tecnologie
cellulari in uso, tra cui 2G, 3G, 4G, LTE e 5G.
Quando si sente parlare di G come 4G o 5G, si parla fondamentalmente
di quale generazione di tecnologia
cellulare viene utilizzata da un modem cellulare in quello
smartphone o altro dispositivo.
In pratica, per connettersi a una rete cellulare,
questi dispositivi devono
essere dotati di un modem cellulare incorporato
che supporti una o più di queste diverse tecnologie
e le relative frequenze.
Le prime reti cellulari, che oggi
chiamiamo 1G, sono state
sviluppate negli anni Ottanta.
Questi telefoni 1G comunicano con una frequenza
di 30 kilohertz e hanno una larghezza
di banda di circa 2 kilobit al secondo o 2.000 bit al secondo.
Quindi stavamo davvero spingendo un
sacco di dati su questi telefoni 1G.
Invece, si sono dedicati per lo più a fornire
chiamate vocali.
Con il passare del tempo,
alla fine degli anni '90 i telefoni cellulari
sono passati alla seconda generazione, nota come 2G.
I dispositivi 2G comunicano su una rete GSM utilizzando
la banda di frequenza di 1.800 megahertz.
La differenza sostanziale è che i dispositivi
2G funzionano su una rete digitale, utilizzano il multiplexing
e quindi hanno potuto iniziare a utilizzare i dati
oltre a fornire le chiamate telefoniche.
Ora, i dati qui non erano superveloci.
Nel caso del 2G stiamo parlando di una velocità simile a
quella di un modem dial-up.
Di solito è nell'intervallo di 14. da 4 kilobit al secondo
a 64 kilobit al secondo, utilizzando il GPRS, ovvero il
General Packet Radio Service.
In effetti, quando ho avviato la mia prima azienda nel 1999,
utilizzavo un flip-phone Motorola 2G.
Ho potuto collegare il mio portatile a quel telefono
e collegarmi a Internet.
In questo modo, potevo inviare le fatture via e-mail ai miei clienti
una volta lasciato il loro ufficio utilizzando questa connessione a bassa velocità.
Il 2G ci ha offerto molti vantaggi per i dispositivi cellulari,
anche se la velocità dei dati era piuttosto limitata.
I dispositivi 2G sono stati i primi a disporre di SMS e messaggi di testo, oltre
che della possibilità di effettuare iscrizioni internazionali,
chiamate in conferenza, utilizzo di Internet quando
si è lontani dal computer e altre cose del genere.
L'evoluzione successiva al 2G
è stata l'introduzione dell'EDGE
o Enhanced Data Rates for GSM Evolution.
Questo ha portato la velocità a circa 1 megabit al secondo
per la maggior parte dei moderni dispositivi
2G, come il primo iPhone rilasciato nel 2008.
La terza generazione di cellulari ha visto il rilascio del 3G con velocità
di trasmissione dati più elevate.
Le reti 3G devono supportare almeno
144 kilobit al secondo per essere chiamate 3G.
Ma la maggior parte dei dispositivi era più veloce.
E supportavano velocità di circa 384 kilobit al secondo,
se ci si muoveva in auto,
o fino a 2 megabit al secondo se
si camminava o si stava fermi.
Per fornire queste velocità più elevate,
i dispositivi 3G hanno utilizzato una banda di frequenza più ampia,
con frequenze che vanno da 1. 6 gigahertz fino a 2 gigahertz
all'interno dello spettro 3G, a seconda della posizione
nel mondo.
Quando si parla di 3G,
si possono trovare tre diverse tecnologie.
WCDMA, HSPA e HSPA-plus.
WCDMA è il Wideband Code Division Multiple Access che utilizza lo standard
UMTS e può raggiungere velocità di trasmissione
dati fino a circa 2 megabit al
secondo.
È la più lenta delle tecnologie 3G.
Come miglioramento del WCDMA, è stato
introdotto l'HSPA o High Speed Packet Access Standard.
Questo potrebbe raggiungere velocità fino a 14. 4 megabit al secondo.
Questo è talvolta indicato come 3. 5G da parte dell'industria.
Poi, col tempo, non è stato abbastanza veloce.
Quindi siamo passati all'HSPA-plus, High Speed Packet Access Evolution.
Questo permette di raggiungere una velocità di circa 50 megabit al
secondo e viene spesso definito 3. 75G.
Poi siamo arrivati alla quarta generazione.
Questo ci ha dato il 4G con velocità ancora più elevate
e l'introduzione dell'uso della tecnologia
MIMO, ovvero Multiple Input Multiple Output.
Con il 4G, potremmo ottenere velocità
fino a 100 megabit al secondo
durante la guida o fino a 1 gigabit al secondo per i
modem fissi o con un'antenna di grandi dimensioni.
I dispositivi 4G utilizzano addirittura una banda di frequenza più ampia
rispetto agli altri, che copre frequenze da 2 a 8 gigahertz a seconda
dell'implementazione in un determinato paese.
Quando il 4G è stato introdotto, è stato spesso chiamato
4G LTE o 4G Long-term Evolution.
Questi dispositivi potrebbero raggiungere
velocità fino a circa 100 megabit al secondo.
Nel tempo è stata introdotta una versione migliorata
dell'LTE, nota come LTE-A o LTE Advanced.
Si tratta di una versione avanzata
dell'LTE che aggiunge ancora più funzionalità e velocità
da 2 a 3 volte superiori a quelle dell'LTE normale e che, in condizioni
perfette con un modem cellulare
fisso, può raggiungere la velocità
di 1 gigabit al secondo.
La nostra quinta generazione di cellulari si chiama 5G.
E ancora, ha una velocità maggiore e più capacità.
Il 5G è in realtà relativamente nuovo
e la sua distribuzione è iniziata solo nel 2019.
I dispositivi 5G apportano enormi miglioramenti
rispetto alle generazioni precedenti.
Con il 5G è possibile raggiungere velocità
fino a 10 gigabit al secondo utilizzando frequenze 5G ad alta banda.
Questa è una delle maggiori differenze del 5G rispetto
alle generazioni precedenti.
Con il 5G, in realtà, lo dividiamo
in tre diverse bande di frequenza.
Ci sono frequenze a banda bassa, media e alta.
Ora le frequenze a bassa banda sono comprese tra 600 e 850 megahertz
e ci forniscono velocità
da 30 a 250 megabit al secondo.
I vantaggi dell'utilizzo di questa gamma di frequenze a bassa
banda sono la maggiore portata e la
possibilità di coprire un'area di dimensioni
simili a quelle delle vecchie reti 4G.
Le frequenze della banda media sono
comprese tra 2. 5 e 3. 7 gigahertz.
Questa banda di frequenza più alta supporterà
velocità di trasmissione dati più elevate, da 100 a 900 megabit al secondo, ma ogni
torre cellulare copre ora un'area inferiore a quella
che potevano coprire le torri a banda bassa o 4G.
A partire dal 2021, la maggior parte delle implementazioni 5G
verrà effettuata utilizzando queste torri a media frequenza,
perché offrono un buon equilibrio tra la copertura
e le velocità più elevate.
La terza gamma di frequenze è nota
come frequenze a banda alta,
che operano tra i 25 e i 39 gigahertz.
Questa banda di frequenza molto più
alta supporterà velocità estremamente elevate,
nell'ordine dei gigabit al secondo.
Ora, la sfida è che queste frequenze operano nella
banda delle onde millimetriche e questo
fa sì che la portata di queste torri sia molto,
molto più piccola.
Inoltre, poiché la banda d'onda millimetrica è più piccola,
il segnale è facilmente bloccato da pareti, finestre
e altri oggetti.
Per questo motivo, non ci sono
ancora molte installazioni in banda alta.
Finora li abbiamo visti dispiegati in prossimità
di aree in cui è prevista la presenza
di molte persone in un'area ristretta, come gli stadi, i parchi
di divertimento o i centri congressi.
Bene, vi ho appena fornito
un sacco di dati e cifre sulla telefonia cellulare e su tutte
le diverse generazioni di tecnologia cellulare, e probabilmente
vi starete chiedendo: è necessario
memorizzare le velocità e le frequenze di ognuna
di esse?
E la risposta è no, non è così.
Invece, è necessario sapere che più la G è alta, come ad esempio 4G è più
alta di 3G, ciò significa
che lo standard è più recente e ha velocità
maggiori.
È inoltre importante ricordare che
il 5G è disponibile in tre bande diverse:
banda bassa, banda media e banda alta.
Man mano che si sale nelle bande, si ottengono velocità
maggiori, ma si riduce l'area di copertura.
Per questo motivo, la maggior parte delle implementazioni
5G utilizzerà la frequenza a banda media di cui ho parlato, che porta a
una migliore copertura e a velocità piuttosto elevate.