Cos'è il 5G e come funziona?

01 Agosto 2024

Tempo di lettura: 5 minuti

Anna e Alessandro

Indice dei contenuti

Cos’è il 5G

Negli ultimi anni, la tecnologia 5G è diventata un argomento di grande interesse e discussione.

Il termine 5G si riferisce al nome del protocollo di connessione cellulare di quinta generazione sviluppato dal consorzio 3GPP (3rd Generation Partnership Project). 

Il 5G rappresenta, quindi, la quinta generazione di tecnologie di comunicazione mobile, promettendo velocità di connessione senza precedenti, latenza ridotta e la capacità di connettere un numero incredibile di dispositivi contemporaneamente. Tuttavia, insieme all'entusiasmo, sono emerse anche preoccupazioni riguardo alla sicurezza e ai possibili effetti sulla salute.

Il 5G apre anche nuove possibilità in vari ambiti come l'internet delle cose (IoT) e la realtà virtuale.

Il 5G è più veloce del 4G? Vediamo le differenze tra 4G e 5G

Il 5G rappresenta l'evoluzione naturale del 4G e del 3G e differisce dalle generazioni precedenti, poiché offre velocità di trasmissione dati più elevate ed è in grado di connettere molti più dispositivi, a parità di raggio di copertura. In parole semplici, il 5G è non solo più veloce ma altamente più performante del 4G e delle altre tecnologie precedenti.

Le reti mobili 5G possono trasferire dati potenzialmente a velocità superiori a 1 gigabit al secondo, rispetto alle reti 4G che offrono tipicamente velocità massime intorno ai 200 megabit al secondo. Inoltre, un altro vantaggio tecnico delle reti 5G è dato dalla riduzione della latenza. Se per le tecnologie 4G questo valore si attesta intorno ai 200 millisecondi, le reti di ultima generazione sono in grado di ridurre tale valore sino a 1 millisecondo. Questo significa che l’invio e la ricezione delle informazioni (trasmissione dei dati sulla rete) avviene in maniera estremamente più veloce. I vantaggi di ciò sono considerevoli nell’utilizzo quotidiano della connessione. Per fare un esempio pratico, se sei connesso in cloud gaming, avrai sicuramente una riduzione del ritardo nella risposta dei server, garantendo una maggior fluidità durante il gioco stesso.

L’obiettivo che ci si è posti per il 5G e legato alla possibilità di collegare, in futuro, non solo gli di smartphone. L’obiettivo è quello di riuscire a connettere sensori incorporati in qualsivoglia strumento, dai macchinari agricoli ai dispositivi medici, dando ancora più forma al cosiddetto "Internet delle cose".

A cosa serve il 5G sul cellulare? Come faccio a sapere se ho il 5G?

Il 5G sul cellulare offre una serie di vantaggi che vanno ben oltre le semplici chiamate e messaggi. Con questa tecnologia, gli utenti possono godere di streaming video in alta definizione senza interruzioni, download ultraveloci e una navigazione web più fluida. Inoltre, il 5G supporta applicazioni avanzate come la realtà aumentata (AR) e la realtà virtuale (VR), giochi online a bassa latenza e servizi cloud più efficienti. Questo significa che le esperienze di gioco, lavoro e intrattenimento saranno notevolmente migliorate, anche sul mobile.

Per funzionare correttamente, i dispositivi devono essere compatibili con la tecnologia 5G. Infatti, questi differiscono rispetto ai modelli compatibili solo con il 4G per particolari elementi fisici, quindi hardware che permettono di sfruttare la tecnologia 5G tramite il segnale fornito dall’operatore.

In generale, si può affermare che quasi tutti gli smartphone di ultima generazione sono dotati di un modem capace di connettersi alla rete 5G. Tuttavia, ci sono alcune eccezioni significative:

Gli smartphone molto economici, con un prezzo intorno ai 100-150€
Gli smartphone con chip MediaTek Helio. I chip MediaTek con modem 5G appartengono alla gamma Dimensity. Di conseguenza, la maggior parte degli smartphone con MediaTek Helio sono anche molto economici
Gli smartphone Huawei di qualsiasi fascia di prezzo. A causa del bando imposto dagli Stati Uniti, il produttore cinese può integrare solo versioni speciali dei chip Qualcomm con il modem 5G disabilitato
Gli iPhone SE di seconda generazione, rilasciati nel 2020. Il 5G è arrivato su questa particolare linea di iPhone economici solo nel 2022

Cosa si intende per 5G?

Il 5G funziona principalmente su tre bande di frequenza:

Bande a bassa frequenza: simili alle frequenze utilizzate per il 4G, offrono una copertura ampia ma prestazioni moderate.
Bande a media frequenza: offrono un buon compromesso tra raggio di copertura e performance, essendo ideali per aree urbane densamente popolate.
Bande ad alta frequenza (onde millimetriche): forniscono velocità estremamente elevate ma con un raggio di copertura più limitato, utili in aree con alta densità di utenti.

L'infrastruttura del 5G include anche una maggiore densità di piccole celle, che sono piccole stazioni base necessarie per fornire copertura nelle aree urbane dense e all'interno degli edifici.

Vediamo tutto nel dettaglio.

Come funziona la tecnologia 5G?

Per comprendere come funziona il 5G, è utile paragonarlo alle generazioni precedenti di tecnologia mobile. Le tecnologie 2G, 3G e 4G si basano tutte su reti di torri cellulari che trasmettono segnali radio. Il 5G, tuttavia, utilizza una combinazione di frequenze radio, incluse le onde millimetriche, che permettono velocità di trasmissione dati molto più elevate e una maggiore capacità di rete.

Un cellulare e una stazione base 5G stabiliscono una connessione wireless attraverso una banda di frequenza, simile a quanto accade con le radio FM o AM. Tuttavia, il 5G ha il vantaggio aggiuntivo di disporre di diverse nuove bande di frequenza aperte per l'accesso al 5G.

Il 5G funziona, dicevamo, anche attraverso una tecnologia chiamata onda millimetrica, che utilizza un diverso insieme di bande di frequenza. Rispetto alle altre frequenze, queste garantiscono prestazioni elevate soprattutto nel corto raggio.

Ne consegue che il 5G performa molto meglio in aree affollate perché trasporta dati su una gamma più ampia di frequenze, utilizzando, per la prima volta, lo spettro a onde millimetriche. Le lunghezze d'onda delle onde millimetriche sono, appunto, di pochi millimetri e hanno una frequenza molto più alta rispetto alle onde radio utilizzate dal 4G: onde più rapide possono trasportare più dati e questo si traduce, appunto, in un trasferimento di dati incredibilmente veloce.

Uno dei problemi del 5G è l’alto consumo di energia. Infatti, la trasmissione dei dati ad elevate velocità fa sì che la batteria degli smartphone si scarichi rapidamente. Tuttavia, i nuovi modelli dispongono di una particolare funzione che permette di impostare "larghezza di banda” massima per ogni funzione. In questo modo, il trasferimento dei dati è “vincolato” ad una velocità massima che evita il consumo eccessivo di energia. Inoltre, numerosi cellulari di ultima generazione consentono di impostare l’utilizzo della rete 5G solo a determinate condizioni. Mentre sono in grado di collegarsi autonomamente alla rete 4G in situazioni di batteria scarica.

I progressi tecnologici del 5G

Molti dei progressi associati al 5G riguardano l'infrastruttura di rete, come il passaggio da un sistema di torri cellulari a una griglia più densa di "piccole celle", che altro non sono che trasmettitori-ricevitori della dimensione di “scatole per pizza”, che possono essere montati sui lampioni o sugli edifici. Alcuni potrebbero anche essere installati all'interno degli edifici per creare reti private in case o aziende

Attraverso una funzione chiamata "sidelinking", gli sviluppatori intendono far comunicare direttamente i dispositivi 5G tra loro, senza necessariamente instradare il segnale attraverso i trasmettitori-ricevitori. In questo modo, ad esempio, i veicoli dotati di 5G saranno in grado di coordinarsi più efficientemente, una caratteristica importante per le auto a guida autonoma.

Il 5G non sta sostituendo il 4G, ma viene semplicemente costruito sopra di esso. Quindi i telefoni che supportano il 4G continueranno a funzionare per un po'. Anche i telefoni 3G funzionano ancora, anche se questo è destinato a cambiare presto.

Ad oggi, lo sviluppo della rete in 5G è pienamente in corso e la copertura sul territorio nazionale non è ancora totale. Si tratta di un’espansione della rete in parallelo a quella del 4G. Infatti, le infrastrutture del 4G non sono state smantellate e continuano a funzionare perfettamente. Ovviamente lo sviluppo delle tecnologie più moderne porterà ad una sostituzione di quelle più vecchie, ma per questo ci vorrà ancora del tempo.

Copertura del 5G

La copertura del 5G è in rapida espansione a livello globale. Tuttavia, la disponibilità può variare significativamente da un paese all'altro e persino da una città all'altra. Le reti 5G sono ancora in fase di implementazione e, mentre le grandi città stanno vedendo i benefici del 5G, le aree rurali potrebbero dover attendere più a lungo per una copertura completa.

Gli operatori di telecomunicazioni stanno lavorando duramente per espandere la copertura 5G attraverso l'installazione di nuove torri e piccole celle. Alcuni dei fattori che influenzano la copertura 5G includono la regolamentazione del governo, la disponibilità di spettro e le infrastrutture esistenti.

Sebbene la maggior parte del mondo avrà accesso al 5G entro alcuni anni, le aree più remote e rurali potrebbero dover aspettare: l'infrastruttura è molto costosa e molte persone nei paesi in via di sviluppo usano ancora dispositivi 2G. Questo ha portato alcuni a preoccuparsi che il 5G potrebbe ampliare il divario di accessibilità a Internet: poiché la presenza di una rete a banda larga è un grande motore di crescita economica, questo fenomeno potrebbe ampliare la divisione tra la metà del mondo più ricca e quella più povera.

Tuttavia, il 5G sta arrivando. È solo il prossimo passo nelle reti mobili e presto potrebbe cambiare il modo in cui pensiamo a Internet: da uno strumento utile e divertente a un'infrastruttura che connette tutto ciò che ci circonda. Una tecnologia che pensavi servisse solo per il tuo cellulare avrà presto un impatto maggiore su tutta la tua vita digitale.

Le frequenze del 5G

Per lo sviluppo delle reti in 5G, nel nostro Paese, gli operatori fanno uso delle seguenti frequenze di trasmissione:

Banda a bassa frequenza (inferiore a 1 GHz): 700 MHz
Banda a media frequenza (inferiore a 6 GHz): 3,4-3,6 e 3,6-3,8 GHz
Banda ad alta frequenza (a onde millimetriche): 26,5-27,5 GHz

Ricordando che nel 5G, a parità di potenza trasmessa, se si aumenta la frequenza di trasmissione si riduce la distanza a cui il segnale è utilizzabile, ma si aumenta la banda disponibile, si può dire che:

- le onde a banda frequenza sono utili per garantire una copertura maggiore del territorio anche nelle aree rurali;

- onde a media frequenza sono utili per offrire un buon rapporto tra copertura e performance (quello che tecnicamente si chiama throughput);

- onde ad alta frequenza sono utili in quelle applicazioni che richiedano alta capacità, ma localizzata in aree molto limitate per estensione (a queste alte frequenze il segnale si indebolisce velocemente con il propagarsi dall’antenna), con elevata direttività del segnale.

(Fonti: CNIT - Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni; GTTI - Gruppo Telecomunicazioni e Tecnologie dell’Informazione; SIEm - Società Italiana di Elettromagnetismo)

5G: come attivarlo

Attivare il 5G sul proprio cellulare richiede pochi semplici passaggi:

Verifica del dispositivo: Assicurarsi che il proprio smartphone sia compatibile con il 5G. I modelli più recenti di molte marche leader sono già predisposti per il 5G.
Piano tariffario: Contattare il proprio operatore telefonico per verificare se il proprio piano tariffario include l'accesso al 5G. In alcuni casi, potrebbe essere necessario aggiornare il proprio piano.
Impostazioni del telefono: Andare nelle impostazioni del proprio telefono, selezionare la rete mobile e attivare l'opzione 5G.

I vantaggi del 5G

Come abbiamo già detto, il 5G è in grado di creare una connessione senza interruzioni ad alte velocità di trasmissione dati, in grado di supportare attività come lo streaming video, la realtà virtuale e la realtà aumentata, anche sullo smartphone. Il 5G può raccogliere informazioni dai sensori e dalla “realtà fisica” intorno a noi, collegandole alle varie tecnologie informatiche che elaborano tali informazioni e le inviano a tutti i tipi di dispositivi.

Il 5G continua il percorso di miglioramento della rete in termini principalmente di:

velocità di trasmissione;
densità degli utenti serviti per area geografica;
minor ritardo della comunicazione.

La tecnologia 5G consentirà la condivisione senza interruzioni delle informazioni e l'esecuzione di compiti, servizi e applicazioni, andando a migliorare la qualità della vita in molti settori, come l'istruzione, il commercio, i trasporti, la difesa e la sicurezza nazionale, l'assistenza sanitaria e l'intrattenimento.

Questa tecnologia aprirà quindi la strada a nuove esperienze come la realtà virtuale e aumentata, la telemedicina, i veicoli autonomi, e le smart city, migliorando notevolmente la qualità della vita e offrendo nuove opportunità di innovazione.

Gli svantaggi del 5G

Nonostante i numerosi vantaggi, il 5G presenta anche alcuni svantaggi:

Costi di implementazione: l'installazione delle infrastrutture 5G è costosa e richiede tempo. Questo potrebbe tradursi in costi maggiori per i consumatori
Consumo energetico: le reti 5G e i dispositivi compatibili tendono a consumare più energia rispetto alle tecnologie precedenti
Problemi di compatibilità: non tutti i dispositivi attualmente in uso sono compatibili con il 5G, il che potrebbe richiedere la sostituzione di hardware esistente
Copertura limitata: come accennato, la copertura 5G non è ancora disponibile ovunque, specialmente nelle aree rurali.

Il 5G è pericoloso per la salute?

Una delle preoccupazioni più diffuse riguarda la sicurezza del 5G per la salute umana. Alcuni sostengono che l'esposizione alle onde radio emesse dalle reti 5G possa avere effetti negativi sulla salute. Tuttavia, la maggior parte degli studi scientifici condotti finora non ha trovato prove conclusive di danni alla salute derivanti dall'esposizione a livelli di radiazione entro i limiti di sicurezza stabiliti dalle normative internazionali.

Due organismi internazionali producono linee guida sull'esposizione ai campi elettromagnetici. Molti paesi attualmente aderiscono alle linee guida raccomandate da:

La Commissione Internazionale per la Protezione dalle Radiazioni Non Ionizzanti (ICNIRP)
L'Istituto degli Ingegneri Elettrici ed Elettronici (IEEE), attraverso il Comitato Internazionale per la Sicurezza Elettromagnetica (ICES)

Queste linee guida non sono specifiche per una tecnologia particolare. Coprono le radiofrequenze fino a 300 GHz, incluse le frequenze discusse per il 5G.

Le organizzazioni sanitarie, come l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) e la Commissione Internazionale per la Protezione dalle Radiazioni Non Ionizzanti (ICNIRP), monitorano costantemente le ricerche in questo campo e forniscono linee guida per garantire che le tecnologie wireless siano sicure per l'uso pubblico.

In particolare, secondo un documento redatto dall’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) [1], la letteratura attuale non dimostra alcun collegamento causale tra l’insorgenza di effetti sulla salute e l’esposizione a campi elettromagnetici generati dalle tecnologie senza fili (wireless). Queste considerazioni sono basate sui risultati ottenuti da un vasto insieme di studi che sono stati condotti sull’intero intervallo di frequenze delle tecnologie wireless.

[1] https://www.who.int/news-room/questions-and-answers/item/radiation-5g-mobile-networks-and-health

5G e tecnologia FWA

Come dicevamo, la rete 5G è in parte costruita anche grazie all’utilizzo delle frequenze a onde millimetriche. Questo la rende simile a un tipo di tecnologia internet di rete fissa che sfrutta, anch’essa, le onde radio, ovvero l’FWA.

Acronimo di Fixed Wireless Access, è un tipo di connessione Internet che sfrutta le frequenze radio per portare la banda larga e ultralarga anche nelle zone più difficili da raggiungere dalla rete fissa. L’FWA non si avvale di cavi in rame (come avviene per le connessioni FTTC, Fiber To The Cabinet, o ADSL), ma usa onde radio per trasmettere i dati. L'infrastruttura di rete prevede una rete di torri di trasmissione (BTS), “alimentate” tramite fibra ottica, che inviano il segnale radio e antenne di ricezione installate presso l’abitazione del cliente. Questo tipo di connessione è la soluzione ideale per le zone più remote del Paese, difficilmente raggiungibili dalla fibra, garantendo comunque prestazioni estremamente elevate, che le connessioni mobile non sono in grado di fornire.

EOLO è leader nel mercato FWA e grazie alla propria infrastruttura di rete è in grado di raggiungere, con una connessione di qualità, anche le aree non raggiunte dalla tecnologia FTTH. Non a caso, anche Fastweb ha ritenuto EOLO un partner valido per una collaborazione strategica.

I due player hanno siglato un accordo per dare vita ad una partnership in grado di generare valore per i cittadini e per il Paese, accelerando in modo significativo la disponibilità di servizi ad altissima capacità nelle aree del territorio nazionale dove non sono disponibili servizi di connettività fissa performanti. L’utilizzo combinato delle frequenze ad onde millimetriche in banda 26 GHz acquisite da Fastweb nel corso dell’asta 5G del 2018 e dell’infrastruttura di accesso FWA di EOLO consentirà di realizzare nelle aree oggetto della copertura di EOLO la rete FWA con velocità in download fino ad 1 Giga più estesa del Paese.

L'FWA è, quindi, una valida alternativa per zone non coperte dalla fibra (in questo articolo trovi un approfondimento della differenze tra fibra ed FWA), utilissima per chi vive in zone remote o per chi vuole una connessione fissa nella seconda casa (al posto della chiavetta, ad esempio).

Per maggiori informazioni sulla rete FWA di EOLO ti lascio il link alla pagina tecnologia FWA.

Conclusione

Il 5G rappresenta una svolta tecnologica che promette di trasformare il modo in cui comunichiamo e interagiamo con il mondo digitale. Sebbene ci siano ancora sfide da superare, come l'espansione della copertura e le preoccupazioni sulla sicurezza, i benefici del 5G sono significativi e ampiamente riconosciuti.

L’offerta può essere soggetta a limitazioni tecniche di velocità e geografiche. Verifica prima la copertura.