L’Era del 5G e Come Cambierá il Mondo

Il 5G é oramai alle porte e sulle bocche di tutti i patiti di elettronica….ma cosa vuol dire? E perché ne abbiamo bisogno? Se siete nati dagli anni ’90 in poi, l’accesso alla vasta quantitá di servizi di telecomunicazioni lo darete sicuramente per scontato, da internet al GPS, ma tutto questo ha avuto un’evoluzione esponenziale negli ultimi tre decenni e ha una storia che inizia dagli anni ’40.

L’Evoluzione delle Telecomunicazioni dal 0G al 5G

• Anni ’40-anni ’70 RadioTelefonia semi-mobile

Inizia la telefonia su 0G, ovvero la comunicazione analogica via onde radio, che richiedeva degli operatori che collegassero le chiamate fisicamente. Era un sistema elettronico talmente massiccio e cospicuo da essere venduto commercialmente solo per l’utilizzo in automobile, affinché potesse essere tenuto in baule.

• Fine anni ’70 Telefono Portatile analogico senza operatori

La tecnologia diventa sufficientemente miniaturizzata per poter essere piú portatile, escono sul mercato quei cellulari giganti con le antenne, come prodotto di lusso, senza piú l’esigenza degli operatori grazie ai multiplexer.

• 1981 L’arrivo del 1G e l’inizio della telefonia mobile

Con l’elettronica sempre piú ridotta in dimensioni e con maggiori utenze, arriva il 1G, grazie a dispositivi sufficientemente piccoli da essere portabili dalle singole persone. Il 1G utilizza ancora il segnale analogico, dunque concedendo solo una trasmissione audio del segnale, con picchi di 2kb/s.

• 1992 Il 2G e gli SMS

A questo punto della storia, i cellulari diventano sufficientemente piccoli e a prezzi abbordabili da andare in produzione di massa. Escono sul mercato i primi Nokia. I cellulari di questa generazione utilizzano segnali finalmente digitali e ammettono standard digitali di comunicazione, introducendo gli SMS (Short Message System) e con una velocitá dai 14 ai 64 kb/s.

• 1997 Il 2.5G e i primi Browser su cellulare
• 1999 Il 2.75G trasmissione dati ad alta velocitá
• 2001 Il 3G e la broadband

Ora si inizia a parlare, con il 3G e la banda larga i cellulari ammettono la trasmissione reciproca di video, audio, immagini et alia ad alta velocitá. L’utilizzo di internet via cellulare diventa mainstream, i dispositivi cessano di essere uno strumento da adulti e vengono commercializzati a tutte le fasce d’etá. Dall’uscita del 3G le velocitá iniziali erano sui 144kb/s arrivando, con il passare degli anni, fino a 2Mb/s.

• 2007 3.5G, 3.75G e l’arrivo del primo iPhone

Con l’entrata della Apple sul mercato di telefonia mobile, raggiungiamo i 10 Mb/s, grazie alla rivoluzione del dispositivo ideata da Steve Jobs.

• 2011 Il 4G: la nostra generazione

Avrete visto anche la dicitura 4G LTE (che sta per Long Term Evolution), la quale implica che sin dall’inizio il 4G sarebbe stato un sistema con ampio margine di sviluppo tecnologico, vantando una ipotetica velocitá di 100Mb/s. Diciamo ipotetica poiché non siamo ancora riusciti ad ottenerla.

Si, ok, grazie per la lezione di storia ma cosa cambia?

Per non addentrarci in un ginepraio di tecnicismi, proviamo a parlarne in modo piú generico. Quello che cambia é la larghezza della banda. La banda cos’é? É lo spettro di diverse frequenze che i dispositivi usano per comunicare. Immaginate se sulla stessa frequenza radio trasmettessero simultaneamente piú stazioni. Ora moltiplicate quel numero per i cellulari nel raggio di 5 km. Rumore. Interferenze. Caos totale.

Vi basta pensare a quando siete a un concerto oppure, piú nerd, al Lucca Comics. Le reti non vanno assolutamente, se avete provato l’ebrezza di cercare un vostro amico a Lucca con quell’ammasso di persone (e, conseguentemente, cellulari) solo per farvi rispondere “boh accanto alle mura”, sapendo che il prossimo messaggio potrebbe arrivarvi un’ora dopo, potete capire la necessitá dei ponti e delle diverse frequenze.

La maggiore spinta verso una banda piú larga non viene solo dalla nostra necessitá di essere sempre collegati con buona copertura, viene anche dal fatto che oramai non usamo piú solo i cellulari. Dall’Apple Watch ai vari Fitbit fino ai sistemi VR, la quantitá di oggetti personali che sfruttano i canali di telecomunicazioni si stanno triplicando. Aggiungiamo ora anche l’imminente avvento delle automobili autonome (self-driving cars) come quelle che sta sviluppando la Tesla. Avere una minore copertura potrebbe implicare che la vostra automobile autonoma faccia un incidente perché la persona nella macchina accanto ha deciso di fare una videochiamata.

La soluzione? Frequenze diverse per tutti

Beh, non proprio, ma indicativamente si. Ovvero diversi tipi di dispositivi avranno delle…chiamiamole corsie preferenziali, potendo poi appoggiarsi su frequenze diverse nel caso che non ci sia copertura sulla propria e qualora ci fosse poco traffico su quelle libere. Il 5G, in questo senso, usa due nuove tecnologie diverse: le onde millimetriche e i MiMo.

Le Onde Millimetriche si riferiscono alla EHF (Extremely High Frequency), ovvero una fascia di onde radio tra i 30 e 300 GHz, chiamate tali a casa della lunghezza d’onda che giace tra 1 e 10 mm. Queste non sono prettamente “nuova tecnologia” (si usano nella radioastronomia) ma fino ad oggi non ne abbiamo avuto bisogno. Inoltre, sono onde che tendono a subire la diffrazione e l’assorbimento, quindi, per utilizzarle nelle telecomunicazioni, ci vorrebbero molte piú antenne a distanza ravvicinata.

I MiMo di massa, ovvero i Multiple Input-Multiple Output, sono dei sistemi che concedono di moltiplicare le antenne per ogni stazione di radiotrasmissione, consentendo al costo di infrastrutture per il supporto della connettivitá di essere piú abbordabile.

Allora? Dov’é il mio 5G?

Da qui al 2020 sará presente nella gran parte dei paesi sviluppati. Stanno investendo nei MiMo giá da anni la Ericsson, Facebook, Huawei e ZTE; é solo questione di poco tempo visto l’enorme vantaggio che ne trarrebbero questi giganti della comunicazione odierna. C’é anche da dire che il 4G non é ancora stato sfruttato appieno, quindi possamo aspettarci una coesistenza dei due sistemi per qualche anno.