5G già fa parte della nostra vita, ma ecco realmente come funziona

L’era del 5G è già cominciata. E, state tranquilli, non abbiamo nulla da temere a tal proposito. Le onde supportate dalla tecnologia non ci faranno il lavaggio del cervello e neanche ci satureranno il corpo di tumori incurabili. Il 5G è una tecnologia necessaria al mondo contemporaneo e perfettamente sicura. Vediamo da più vicino di cosa si tratta e come funziona.

Partiamo col dire che 5G sta per Quinta generazione. Si indicano infatti con la sigla 5G tutte quelle tecnologie, mobili e non, che superano in termini di velocità e prestazioni la tecnologia di quarta generazione, ossia il 4G. La rivoluzione è partita nel 2019, dal momento in cui in tutto il mondo è cominciato il processo di dismissione del 4G. Il 6 marzo 2020 è stato rilasciato il primo smartphone completamente pensato per supportare il 5G, il Samsung Galaxy S20. Da quel momento in poi abbiamo detto addio alla precedente generazione di comunicazione wireless.

L’obiettivo del G5

Si sfrutta il 5G per avere a disposizione una velocità maggiore nelle comunicazioni e poter godere di una capacità di trasferimento dati molto più elevata. Si abbassa il tempo necessario per ogni condivisione e si abbattono i consumi energetici. In più, migliorano le prestazioni informatiche e telematiche.

La quinta generazione di tecnologie di comunicazione wireless a supporto delle reti di dati cellulari permette insomma una trasmissione più cospicua e veloce di contenuti. Secondo gli esperti, lo scarto è di almeno 10 Gb/s per la comunicazione di mobilità elevata (auto e treni) e 20 Gb/s per la comunicazione in condizioni di mobilità ridotta (utenti stazionari). Cambia anche la latenza del segnale. La latenza è l’intervallo di tempo che intercorre fra il momento in cui viene inviato l’input e il momento in cui è disponibile l’output. In pratica, la latenza del 5G non supererà i quattro millisecondi (ms), mentre la latenza del 4G era di circa venti ms.

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Per supportare questa tecnologia le reti 5G (reti mobili digitali) sono state organizzate su provider ramificati in piccole aree geografiche chiamate celle. I segnali analogici (suoni e immagini) vengono digitalizzati nel telefono o nel computer e trasmessi come flusso di bit. I dispositivi collegati a una cella comunicano attraverso onde radio con un sistema di antenne locali, a loro volta connesse alla rete internet tramite fibra ottica ad alta larghezza di banda o una connessione backhaul wireless.

Il beamforming

Grazie al beamforming, ossia a una particolare tecnologia che consente di direzionare e concentrare il segnale Wi-Fi in una direzione piuttosto che in un’altra, la trasmissione e la ricezione del segnale sarà garantita per maggiori utenti e con costante flessibilità. Ciò è reso possibile dall’utilizzo combinato di particolari apparati ricetrasmittenti che sfruttano interferenze costruttive al fine di convogliare il flusso verso il punto prestabilito mentre bloccano tutti quei contenuti che creano ritardi od ostacoli. Per questo potremmo muovere il segnale Wi-Fi dove e come più preferiamo, senza limiti.

Il computer della cosiddetta stazione di base calcolerà ogni minuto il percorso migliore per le onde radio affinché raggiungano ciascun dispositivo wireless. In questo modo le antenne lavoreranno con obiettivi specifici, creando fasci di onde radio con cui connettere vari dispositivi. La tecnologia può supportare fino a un milione di dispositivi per chilometro quadrato.

Come anticipato, la condivisione dei dati, chiamata latenza, diviene molto più veloce che in passato. Le nuove reti utilizzano infatti un tipo di codifica chiamato OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), simile alla codifica utilizzata da 4G LTE. Con le stesse onde radio utilizzate dal 4G, grazie a una codifica più efficiente, il 5G può ottenere una velocità di latenza migliore del 30%. In più, è garantita una significativa riduzione del consumo energetico; fino al 90% in meno rispetto alla 4G per ogni bit trasmesso.

Le onde

Arriviamo all’argomento più delicato. I detrattori del 5G si dicono spaventati dalla potenza delle onde radio diffuse dalla tecnologia. Lo spettro di frequenza del 5G è diviso in onde millimetriche, a banda media e a banda bassa. La banda bassa utilizza un intervallo di frequenza simile alla tecnologia passata, ovvero il 4G. L’onda millimetrica è la più veloce e viaggia su frequenze superiori ai 24 GHz, fino a sfiorare i 72 GHz. La portata di queste onde è breve (per questo il segnale ha bisogno di un numero maggiore di celle rispetto alla passata tecnologia di connessione) e ha difficoltà nell’attraversare muri e finestre. Qui interviene allora la banda media, che rappresenterà ancora il canale di diffusione principale delle onde.

Cosa cambia rispetto al passato? Che ora dei flussi multipli di dati verranno trasmessi contemporaneamente con l’uso (ridotto) delle frequenze di onde millimetriche. Per i complottisti queste onde millimetriche sarebbero responsabili della moria di uccelli, di danni all’ambiente e alla salute umana. Ma tutte queste teorie non hanno alcun rilievo scientifico. Anzi, le onde millimetriche non possono in alcun modo attraversare il corpo umano, recare disagi ambientali e dar fastidio agli uccelli: è provato da innumerevoli studi.

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Non ci sono dubbi: il 5G cambierà le nostre vite. Passeremo da immagini in 4K a una risoluzione in 8K. La realtà virtuale sarà più coinvolgente e godibile. I videogiochi saranno più veloci e interattivi (supporteranno milioni di utenti contemporaneamente). I film e i contenuti video in generale garantiranno esperienze visive innovative e di qualità (sarà possibile cambiare l’inquadratura a piacimento). Inoltre la copertura del segnale sarà garantita anche in luoghi impervi o decentrati. Ci saranno novità importanti anche per la scienza, con comunicazioni più sicure e veloci fra satelliti, astronavi e centri di ricerca, con la telechirurgia in medicina con robot, e tantissime altre novità tecniche che ora non riusciamo nemmeno a immaginare.