La tecnologia per la comunicazione mobile di quinta generazione (5G) utilizzerà per la prima volta le bande di frequenza al di sopra dei 24 GHz, comunemente note come onde millimetriche. L’enorme disponibilità di spettro associata a queste alte frequenze consentirà di raggiungere velocità di trasferimento e capacità senza precedenti, con benefici immediati per tutti gli utenti della rete
Introduzione
5G ha tutte le carte in regola per diventare una tecnologia wireless rivoluzionaria, ma gli operatori dovranno seguire un approccio diverso rispetto a quello che ha guidato l’introduzione e l’aggiornamento delle tecnologie precedenti. La prima generazione di rete mobile (1G) fu introdotta negli anni ’80, rendendo disponibile a tutti la comunicazione voce in formato analogico. I progressi compiuti nella realizzazione dei circuiti integrati e dei DSP (Digital Signal Processor) posero le basi, negli anni ’90, per l’arrivo della tecnologia mobile di seconda generazione (2G): la comunicazione voce è ora in formato digitale e la capacità della rete è significativamente aumentata. Il nuovo millennio portò con sé la tecnologia 3G, caratterizzata dalla piena integrazione tra voce e dati: con lo stesso dispositivo mobile si possono fare chiamate vocali e scrivere email. Il nostro decennio ha infine visto l’arrivo della tecnologia mobile di quarta generazione (4G), con accesso a internet ad elevata velocità e dispositivi mobile con prestazioni paragonabili a quelle di un computer desktop. Questa, in sintesi, la storia della tecnologia mobile fino ad oggi, ma il 5G è ormai dietro l’angolo e numerose saranno le novità per l’utilizzatore finale. Con la nuova tecnologia, ogni applicazione potrà gestire in modo adattativo velocità di trasferimento dati, latenza e affidabilità, basandosi sulle prestazioni effettivamente richieste.
La rete 5G sarà in grado di offrire una latenza ultra ridotta, unita a una connessione sicura e affidabile, caratteristiche che la rete potrà rendere disponibili in base all’effettività necessità dell’utilizzatore. Comunicazioni voce, dati, video e la stessa infrastruttura utilizzata dall’Internet of Things (IoT) saranno tutte disponibili racchiuse in una stessa tecnologia mobile.
Le principali caratteristiche della rete 5G possono essere così sintetizzate:
- enorme ampiezza di banda: centinaia di volte superiore rispetto al 4G. Un'ampia larghezza di banda si traduce in un maggiore numero di servizi disponibili e (con vantaggio soprattutto per il provider) la possibilità di accettare un maggiore numero di connessioni;
- elevata velocità di trasferimento dati: decine di volte superiore rispetto al 4G (data rate pari a 10 Gbps o superiore);
- bassissima latenza: inferiore a 1 millisecondo;
- le antenne hanno dimensioni ridotte e più antenne possono essere collocate in uno spazio ristretto, potendo così usufruire della tecnologia MiMo.
Per ottenere e garantire questi livelli di prestazione, l’infrastruttura di rete e i dispositivi che ne fanno parte devono essere progettati per ottenere un elevato grado di efficienza e utilizzare uno spettro di frequenze in grado di supportare la richiesta di una maggiore ampiezza di banda. [...]
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Ottimo articolo. Operare ad alta frequenza rappresenta una sfida non da poco per i progettisti, non solo per chi si occupa della propagazione lungo il canale trasmissivo, ma anche per quelli che dovranno progettare la circuiteria associata.
Un’altra tecnologia che opererà intorno ai 60 GHz facendo uso del beamforming sarà WiGiG che ho trattato in un mio articolo: https://it.emcelettronica.com/wigig-il-wi-fi-15-volte-piu-veloce
Grazie per i complimenti, Andrea. La tecnologia WiGig, illustrata nel tuo ottimo articolo che hai citato, porterà sicuramente benefici tangibili in tutte le applicazioni in cui è richiesta un’elevata ampiezza di banda (HDTV, video streaming, donwload e upload ad elevata velocità, connettività mobile e altro ancora). Tra le applicazioni delle onde millimetriche vi sono anche i radar utilizzati in ambito automotive a supporto dei sistemi ADAS.