Cos’è la tecnologia 5G e come trasformerà le nostre vite?

Il lancio del 5G sta finalmente avvenendo dopo un lungo ritardo e sta per cambiare tutto.

Se hai guardato le notizie ultimamente, probabilmente hai sentito parlare della tecnologia 5G e di come è destinata a trasformare le nostre vite. Come rete dati cellulare di prossima generazione, si prevede che migliorerà radicalmente le connessioni wireless e le velocità di trasferimento dei dati e alimenterà alcune delle tecnologie di dati più avanzate come le città intelligenti, i veicoli autonomi e altro ancora.

Ma cosa significa 5G? Come funziona? È sicuro? E quanto sono veloci le velocità di connessione 5G?

Cos’è il 5G?

Il termine 5G si riferisce alla quinta generazione di tecnologia dati cellulare. Sebbene non sia una singola tecnologia in sé, il 5G è un insieme di tecnologie che lavorano insieme per formare uno standard tecnologico specifico a cui altri dispositivi possono connettersi per l’accesso a Internet.

Secondo Qualcomm, una delle principali società di tecnologia mobile, “la tecnologia wireless 5G ha lo scopo di offrire velocità di picco dei dati multi-Gbps più elevate, latenza ultra-bassa, maggiore affidabilità, enorme capacità di rete, maggiore disponibilità e un’esperienza utente più uniforme per più utenti. Prestazioni più elevate e maggiore efficienza potenziano nuove esperienze utente e collegano nuovi settori”.

Ciò che rende il 5G eccitante per molti è che le velocità di trasferimento dei dati per il 5G sono sostanzialmente più elevate, e quindi si prevede che abiliti tutti i tipi di nuove tecnologie di consumo che semplicemente non sono possibili con l’infrastruttura di rete 4G LTE esistente. La più promettente di queste è la cosiddetta infrastruttura “smart city“, come le linee di autobus autonome, il monitoraggio e la gestione del traffico migliorati, la gestione del sistema elettrico e idrico e altro ancora.

Vantaggi e svantaggi del 5G

I maggiori vantaggi del 5G saranno il numero di connessioni simultanee e le velocità di trasferimento dati di tali connessioni. La parte dello spettro radio a cui accede il 5G è quasi interamente inutilizzata, quindi c’è molta meno interferenza da diversi segnali radio che possono limitare la velocità di trasmissione dei dati. Inoltre, poiché è molto meno congestionato, puoi avere molti più dispositivi collegati alla rete che godranno del pieno vantaggio delle velocità dei dati migliorate di una rete 5G.

Il più grande svantaggio delle reti 5G è che avrai bisogno di attrezzature speciali per accedervi. I vecchi telefoni e tablet non saranno in grado di connettersi alle reti 5G e qualsiasi infrastruttura connessa esistente dovrà essere aggiornata per funzionare con il 5G. Questi aggiornamenti non sono troppo onerosi quando si tratta del telefono o di altri dispositivi mobili, ma possono essere piuttosto costosi quando si parla di aggiornare le infrastrutture cittadine.

Più recentemente, le compagnie aeree negli Stati Uniti hanno protestato che le antenne 5G vicino agli aeroporti minacciavano di interferire con le apparecchiature critiche negli aerei come gli altimetri che si basano su segnali radio vicino alle frequenze utilizzate dalle nuove reti 5G. Questo può essere potenzialmente pericoloso quando un aereo sta tentando di atterrare, specialmente in caso di maltempo, quando l’altimetro è importante per sapere quanto è vicino l’aereo al suolo. Di conseguenza, i fornitori di rete stanno limitando le loro reti intorno agli aeroporti e sono alla ricerca di altre soluzioni al problema.

Come funziona il 5G?

Il 5G è una rete cellulare, il che significa che opera utilizzando un sistema di siti cellulari che ritagliano ogni area in diversi settori e trasmettono dati codificati attraverso onde radio. Ognuno di questi siti deve essere collegato a una “dorsale” di rete, il più delle volte una connessione cablata fisica, e la codifica che utilizzano è diversa a seconda del tipo di rete.

In termini di infrastruttura, non c’è molto di diverso sul 5G rispetto ai siti cellulari esistenti, ma le nuove reti 5G consentiranno a quei siti cellulari di accedere a una banda di frequenze molto più ampia di prima. Le reti 5G utilizzano la codifica OFDM, che è simile al tipo utilizzato in una rete 4G LTE ma fornisce una “interfaccia aerea” con latenza inferiore e accesso a più onde radio rispetto a 4G LTE.

La più grande caratteristica del 5G è che i siti cellulari avranno accesso a onde radio a corto raggio e “ad alta banda” che erano inaccessibili con la tecnologia 4G LTE. Inoltre, il 5G consente ai dispositivi di utilizzare canali più ampi su una fetta più ampia dello spettro delle radiofrequenze. I regolatori e i vettori devono sbloccare quei canali per i clienti da utilizzare, cosa che solo ora sta appena iniziando ad accadere. Ma man mano che questi canali diventano accessibili, le velocità sono destinate ad aumentare drasticamente.

Sulle vecchie reti 4G LTE, un dispositivo può combinare fino a sette, 20 MHz canali o 140 MHz di utilizzo totale dello spettro, anche se i telefoni in genere non sono all’altezza (circa 60 MHz o meno). Il 5G a banda bassa e media consente a un dispositivo di combinare fino a tre canali a 100 MHz con diversi canali a 20 MHz dalla rete 4G LTE per migliorare notevolmente le velocità della rete, ma non è certo la “quarta rivoluzione industriale” che ci è stata promessa per diversi anni. Il vero punto di svolta è il segnale radio a corto raggio a onde millimetriche (“mmWave”) (24-39 GHz) noto come 5G ad alta banda, che consente di impilare fino a otto canali a 100 MHz per migliorare notevolmente la velocità e la latenza di trasferimento dei dati.

I vettori cellulari sono anche in grado di unire le frequenze 4G e 5G a banda bassa utilizzando qualcosa chiamato condivisione dinamica dello spettro, basata sul traffico di rete, per ottenere il massimo dalla loro rete 4G esistente. Ma questo è per lo più solo un miglioramento dell’attuale rete 4G, piuttosto che qualcosa di veramente nuovo, e quindi non si vedono le velocità di trasmissione dati significativamente più veloci delle vere reti 5G. Ciò non ha impedito ad alcuni operatori di rete di commercializzare questi lievi miglioramenti alle reti 4G LTE come 5G o simili, il che ha portato alcuni a scambiarli con reti 5G reali. E poiché queste reti non sono molto più veloci del 4G LTE, questo ha lasciato molti con l’impressione che il 5G non sia un grosso problema. Queste non sono vere reti 5G, però, almeno non quello che qualcuno intendeva quando parlavano di 5G negli ultimi anni. Ciò che tutti intendono davvero è il 5G ad alta banda, che sta iniziando a diffondersi sul serio negli Stati Uniti e altrove nel 2022, quindi le percezioni di queste reti cambieranno sicuramente piuttosto rapidamente.

Chi ha inventato il 5G?

Né un individuo né un’azienda hanno inventato la tecnologia 5G. Diverse aziende nel settore della tecnologia mobile si sono riunite per sviluppare i nuovi standard di rete wireless 5G per aiutare a semplificare la tecnologia in modo che tutte le aziende e i clienti potessero beneficiare della stessa tecnologia. Alcune delle aziende leader coinvolte nella costruzione delle apparecchiature di rete sono Qualcomm, Huawei, Samsung ed Ericsson. Anche i fornitori di telefonia mobile di tutto il mondo sono stati coinvolti a livello regionale per creare torri di rete e costruire l’infrastruttura fisica che costituirà la rete 5G.

Quanto è veloce il 5G?

Lo standard della tecnologia 5G richiede velocità significativamente più elevate rispetto alle tecnologie di rete 4G LTE esistenti. Al suo picco teorico, il 5G ha una velocità massima di download di 10 Gbps con una latenza di appena un millisecondo. Naturalmente, queste velocità di dati non saranno disponibili per molti anni; e anche allora, dipenderà dalla copertura di rete e da circostanze specifiche. Ma una velocità di base di 50 Mbps dovrebbe essere il minimo assoluto di ciò che è disponibile, mentre alla fine dovremmo vedere velocità che sono più di 100 volte più veloci delle velocità medie della rete 4G. Le velocità più elevate però verranno dai segnali mmWave ad alta banda, ma poiché questi segnali sono abbastanza deboli e hanno un raggio piuttosto breve, questi saranno probabilmente riservati a speciali sacche di copertura che richiedono queste velocità più elevate.

Il 5G è sicuro?

Ci sono due risposte a questa domanda, a seconda di cosa intendi per sicuro. Se intendi sicuro per gli esseri umani, allora sì, il 5G è sicuro. La maggior parte dei segnali 5G utilizza lo stesso tipo di onde radio che le reti TV e radio utilizzano da molti decenni, così come quelle che le reti cellulari e Wi-Fi utilizzano da tempo senza problemi.

La tecnologia veramente nuova nel 5G, i segnali di frequenza millimetrica della tecnologia mmWave, sono tecnicamente microonde, che naturalmente saranno fraintese da molte persone. Questi segnali sono molto deboli, non viaggiano molto lontano e non sono nemmeno in grado di penetrare le foglie sugli alberi vicini, tanto meno le pareti della tua casa. I segnali televisivi UHF vecchio stile sono molto più potenti di qualsiasi cosa le torri 5G stiano emettendo, ma quei segnali sono stati in uso dal 1960 e sono molto congestionati di conseguenza. Le onde radio dei trasmettitori mmWave non cucineranno il cervello delle persone. Anche se dovessi stare accanto a un trasmettitore, i segnali non sono nemmeno abbastanza forti da superare la tua pelle. Ci sono anche chiare linee guida di sicurezza per questo. Ad esempio, la Commissione internazionale per la protezione dalle radiazioni non ionizzanti (ICNIRP) è un organismo scientifico globale che ha determinato una norma per le radiazioni non ionizzanti emesse dai telefoni cellulari e dalle antenne di telecomunicazione e monitora continuamente i loro effetti termici.

Il valore dei segnali ad alta banda 5G mmWave non è che siano in qualche modo molto più potenti dei segnali radio che abbiamo usato prima, ma proprio perché nessuno usa queste frequenze, e quindi non c’è nulla che intasi le onde radio. Ciò non ha impedito alle persone di trasformare il 5G in foraggio per la teoria della cospirazione, però. Ora, se stiamo parlando se i segnali 5G possono interferire con altri segnali radio in modo non sicuro, questo è un problema molto diverso. Come tutti i segnali radio, sono soggetti a interferenze e sono in grado di interferire con altri segnali radio.

I due problemi più gravi riguardano le apparecchiature radar utilizzate in molti aerei e alcuni satelliti di monitoraggio meteorologico. Nel caso dei satelliti meteorologici, i segnali di frequenza a 24 GHz utilizzati dalle reti 5G possono “fuoriuscire” nella vicina banda di frequenza a 23,8 GHz utilizzata dai satelliti meteorologici per monitorare l’umidità atmosferica. Questo monitoraggio è fondamentale per una corretta previsione del tempo e si teme che le reti 5G possano ridurre l’accuratezza delle previsioni meteorologiche fino al 30%. Ciò equivarrebbe a ridurre l’accuratezza delle previsioni meteorologiche di diversi decenni, portando a tempi di risposta di preparazione più bassi a tempeste importanti come gli uragani.

Il 5G è davvero una minaccia per le compagnie aeree?

L’altra grande preoccupazione per l’interferenza 5G è con gli altimetri radar utilizzati dagli aerei per misurare la loro altitudine, qualcosa che possiamo tutti concordare è importante per la sicurezza di tutti. Recentemente, le compagnie aeree negli Stati Uniti hanno protestato che le emissioni 5G nella frequenza di banda C da 3,7 GHz a 3,98 GHz rischiano di interferire con il corretto funzionamento dell’altimetro di un aereo, che utilizza frequenze radio comprese tra 4,2 GHz e 4,4 GHz. Verizon e AT & T, che hanno speso miliardi di dollari per acquistare i diritti di utilizzare le frequenze nello spettro da 3,7 a 3,98 GHz, hanno respinto questi timori, dicendo che c’è uno spazio più che adeguato tra i loro segnali 5G e quelli utilizzati dagli altimetri radar. Hanno anche espresso frustrazione nei confronti delle autorità di regolamentazione che, a loro dire, hanno sollevato preoccupazioni all’ultimo minuto nonostante abbiano due anni per prepararsi all’introduzione del 5G negli aeroporti.

“A nostra esclusiva discrezione, abbiamo volontariamente accettato di rinviare temporaneamente l’accensione di un numero limitato di torri intorno a determinate piste aeroportuali mentre continuiamo a lavorare con l’industria aeronautica e la FAA per fornire ulteriori informazioni sulla nostra implementazione 5G, dal momento che non hanno utilizzato i due anni che hanno dovuto pianificare responsabilmente per questa implementazione, AT & T ha detto in una dichiarazione il 18 gennaio 2022.

Chiaramente, c’è ancora qualche attrito tra i giganti dell’aviazione e dell’industria delle telecomunicazioni, con i regolatori governativi che lavorano per navigare tra i due interessi concorrenti per trovare una soluzione praticabile. Questo è arrivato al culmine di recente, quando nel gennaio 2022, un certo numero di compagnie aeree, tra cui British Airways, Emirates e Air India, hanno cancellato o modificato i voli diretti negli Stati Uniti per le preoccupazioni sull’implementazione della tecnologia 5G vicino agli aeroporti. La Federal Aviation Authority ha anche iniziato ad aggiornare le sue linee guida su quali aeroporti e modelli di aeromobili saranno interessati da 5G e AT & T e Verizon ha annunciato che sospenderà temporaneamente il lancio del 5G vicino agli aeroporti chiave.

Di tutte le preoccupazioni relative al 5G, le questioni dei satelliti meteorologici e degli altimetri degli aerei sono chiaramente legittime e vengono affrontate attivamente tra le varie parti. Come questi finiranno alla fine è ancora una domanda aperta, anche se, dati i problemi di sicurezza coinvolti, è probabile che i fornitori di rete 5G dovranno cedere terreno alla fine.

Quando verrà implementato il 5G?

È passato molto tempo e dopo due anni di ritardo, le principali reti 5G stanno iniziando ad essere attivate nelle principali città di tutto il mondo. Mentre ci vorrà ancora tempo prima che le reti maturino e che la copertura si espanda in aree più rurali, il processo è iniziato e il 5G potrebbe finalmente iniziare a mantenere le sue alte promesse di velocità di trasformazione e progressi tecnologici.

Quali saranno questi progressi è difficile da prevedere. Quando il 2G è stato lanciato nel 1990, tutti pensavano che le chiamate vocali digitali sarebbero state il grande progresso dell’era, ma sono stati i messaggi di testo SMS che in realtà sono venuti a definire quella generazione di tecnologia. Con il 3G, il servizio Internet mobile avrebbe dovuto essere la “killer app” della generazione, ma si è rivelato essere social media e app per smartphone. Allo stesso modo, 4G LTE ha visto l’introduzione di un catalogo completamente nuovo di app come servizi di ride-sharing, consegna di cibo e servizi basati sul cloud computing, ma i servizi di streaming come YouTube, Netflix e servizi di videochiamata come FaceTime hanno reso 4G LTE tutto incentrato sui contenuti video. Dato il potenziale del 5G, non c’è modo di sapere quale sarà il prossimo passo avanti nella tecnologia, ma alla fine, siamo finalmente sulla buona strada per scoprire cosa sarà ed è giunto il momento.

Articolo a cura di John Loeffler

Traduzione a cura della redazione 5g Italia