Cos'è il 5G? Tecnologia wireless veloce per aziende e telefoni

5G wireless è un termine ombrello per descrivere un insieme di standard e tecnologie per un internet wireless radicalmente più veloce che, idealmente, è fino a 20 volte più veloce con una latenza 120 volte inferiore rispetto al 4G, ponendo le basi per i progressi della rete IoT e il supporto per nuove applicazioni ad alta larghezza di banda.

Cos'è il 5G? Tecnologia o parola d'ordine?

Ci vorranno anni prima che la tecnologia raggiunga il suo pieno potenziale in tutto il mondo, ma nel frattempo alcuni servizi di rete 5G sono in fase di lancio oggi. 5G è un termine tecnico e non tutti i servizi commercializzati come 5G sono standard.

Velocità di rete 5G contro 4G

Con ogni nuova generazione di tecnologia wireless, la maggiore attrattiva è l'aumento della velocità. Le reti 5G hanno una velocità potenziale di picco di download di 20 Gbps, con 10 Gbps come tipico. Questo non è solo più veloce delle attuali reti 4G, che attualmente raggiungono il massimo a circa 1 Gbps, ma anche più veloce delle connessioni internet via cavo che forniscono la banda larga alle case di molte persone. Il 5G offre velocità di rete che rivaleggiano con le connessioni in fibra ottica.

Il throughput da solo non è l'unico importante miglioramento della velocità del 5G, ma presenta anche un'enorme riduzione della latenza di rete. Questa è una distinzione importante: il throughput misura quanto tempo ci vorrebbe per scaricare un file di grandi dimensioni, mentre la latenza è determinata dai colli di bottiglia della rete e dai ritardi che rallentano le risposte nelle comunicazioni di andata e ritorno.

La latenza può essere difficile da quantificare perché varia in base a una miriade di condizioni di rete, ma le reti 5G sono in grado di ottenere tassi di latenza inferiori al millisecondo in condizioni ideali. Nel complesso, la latenza a 5G sarà inferiore a quella a 4G di un fattore compreso tra 60 e 120. Ciò renderà possibile una serie di applicazioni come la realtà virtuale che il ritardo rende oggi impraticabile.

Tecnologia a 5G

Le basi tecnologiche del 5G sono definite da una serie di standard che sono stati in funzione per la maggior parte di un decennio. Uno dei più importanti di questi è il 5G New Radio, o 5G NR, formalizzato dal 3rd Generation Partnership Project, un'organizzazione di standard che sviluppa protocolli per la telefonia mobile. Il 5G NR detterà molte delle modalità di funzionamento dei dispositivi 5G di consumo, ed è stato finalizzato nel giugno del 2018.

Una serie di singole tecnologie si sono unite per rendere possibili i miglioramenti in termini di velocità e latenza del 5G, e di seguito sono alcune delle più importanti.

Onde millimetriche

Le reti 5G utilizzeranno per la maggior parte frequenze nella gamma da 30 a 300 GHz. (Le lunghezze d'onda a queste frequenze sono tra 1 e 10 millimetri, da cui il nome). Questa banda ad alta frequenza può trasportare molte più informazioni per unità di tempo rispetto ai segnali a bassa frequenza attualmente utilizzati dalle reti 4G LTE, che sono generalmente al di sotto di 1 GHz, o Wi-Fi, che raggiunge i 6 GHz.

La tecnologia a onde millimetriche è tradizionalmente costosa e difficile da implementare. I progressi tecnici hanno superato queste difficoltà, il che fa parte di ciò che ha reso possibile il 5G oggi.

Piccole celle

Uno svantaggio della trasmissione a onde millimetriche è che è più soggetta a interferenze rispetto ai segnali Wi-Fi o 4G quando passano attraverso oggetti fisici.

Per superare questo inconveniente, il modello per l'infrastruttura 5G sarà diverso da quello 4G. Invece delle grandi antenne di antenne cellulari che siamo arrivati ad accettare come parte del paesaggio, le reti 5G saranno alimentate da stazioni base molto più piccole sparse in città a circa 250 metri di distanza l'una dall'altra, creando celle di servizio anch'esse più piccole.

Queste stazioni base 5G hanno un fabbisogno di energia inferiore rispetto a quelle 4G e possono essere collegate più facilmente agli edifici e ai pali di servizio.

MIMO massiccio

Nonostante le stazioni base 5G siano molto più piccole delle loro controparti 4G, esse sono dotate di molte più antenne. Queste antenne sono multi-input multiple-output (MIMO), il che significa che possono gestire più conversazioni bidirezionali sullo stesso segnale dati contemporaneamente. Le reti 5G possono gestire più di 20 volte più conversazioni in questo modo rispetto alle reti 4G.

Massive MIMO promette di migliorare radicalmente i limiti di capacità delle stazioni base, permettendo alle singole stazioni base di avere conversazioni con molti più dispositivi. Questo in particolare è il motivo per cui il 5G può favorire una più ampia adozione dell'internet degli oggetti. In teoria, molti più gadget wireless connessi a Internet potranno essere distribuiti nello stesso spazio senza sovraccaricare la rete.

Beamforming

Assicurarsi che tutte queste conversazioni vadano avanti e indietro nei posti giusti è complicato, specialmente con i suddetti problemi che i segnali a onde millimetriche hanno con le interferenze. Per superare questi problemi, le stazioni 5G utilizzano tecniche avanzate di beamforming, che utilizzano interferenze radio costruttive e distruttive per rendere i segnali direzionali piuttosto che broadcast. Questo aumenta efficacemente l'intensità e la portata del segnale in una particolare direzione.

Disponibilità dei servizi 5G-network

La prima rete commerciale 5G è stata realizzata in Qatar nel maggio 2018. Da allora, le reti sono spuntate in tutto il mondo, dall'Argentina al Vietnam. Lifewire ha un buon elenco, frequentemente aggiornato.

Una cosa da tenere a mente, però, è che non tutte le reti 5G mantengono ancora tutte le promesse della tecnologia. Alcune delle prime offerte 5G si basano sull'infrastruttura 4G esistente, il che riduce i potenziali guadagni in termini di velocità; altri servizi denominati 5G per scopi di marketing non sono nemmeno conformi allo standard. Uno sguardo più attento alle offerte dei vettori wireless statunitensi dimostrerà alcune delle insidie.

I vettori wireless e il 5G

Tecnicamente, il 5G è disponibile oggi negli Stati Uniti. Ma le avvertenze coinvolte in questa affermazione variano da vettore a vettore, a dimostrazione della lunga strada che ancora ci attende prima che il 5G diventi onnipresente.

Verizon sta facendo probabilmente la più grande spinta iniziale del 5G. Ha annunciato 5G Home in alcune parti di quattro città nell'ottobre del 2018, un servizio che richiede l'utilizzo di uno speciale hotspot 5G per connettersi alla rete e alimentarlo agli altri dispositivi via Wi-Fi.

Verizon ha pianificato il lancio in aprile di un servizio mobile a Minneapolis e Chicago, che si estenderà ad altre città nel corso dell'anno. L'accesso alla rete 5G costerà ai clienti un canone mensile extra più quello che dovranno spendere per un telefono che può effettivamente connettersi ad esso (maggiori informazioni in un attimo). Come ulteriore accorgimento, Verizon sta implementando quello che chiama 5G TF, che non corrisponde allo standard 5G NR.

AT&T ha annunciato la disponibilità del 5G in 12 città degli Stati Uniti nel dicembre 2018, con altre nove in arrivo entro la fine del 2019, ma anche in quelle città la disponibilità è limitata alle zone centrali. Per utilizzare la rete è necessario uno speciale hotspot Netgear che si connette al servizio, quindi fornisce un segnale Wi-Fi ai telefoni e ad altri dispositivi.

Nel frattempo, AT&T sta anche implementando un aumento della velocità della sua rete 4G, che viene chiamata 5GE, anche se questi miglioramenti non sono legati al networking 5G. (Questo sta causando un contraccolpo).

Sprint avrà il servizio 5G in parti di quattro città entro maggio del 2019, e altre cinque entro la fine dell'anno. Ma mentre l'offerta 5G di Sprint fa uso di enormi celle MIMO, non stanno usando segnali a onde millimetriche, il che significa che gli utenti di Sprint non vedranno un aumento di velocità così grande come i clienti di altri vettori.

T-Mobile sta perseguendo un modello simile, e non estenderà il suo servizio fino alla fine del 2019 perché non ci saranno telefoni per connettersi ad esso.

Un ostacolo che potrebbe fermare una rapida diffusione del 5G è la necessità di diffondere tutte quelle stazioni base a piccole celle. Le loro piccole dimensioni e i bassi requisiti di potenza le rendono più facili da installare rispetto all'attuale tecnologia 4G in senso tecnico, ma questo non significa che sia semplice convincere i governi e i proprietari di immobili a installarne dozzine ovunque. Verizon ha effettivamente creato un sito web che potete utilizzare per presentare una petizione ai vostri funzionari locali eletti per accelerare lo spiegamento delle stazioni base 5G.

Telefoni 5G: Quando sono disponibili? Quando acquistare?

Il primo grande telefono 5G ad essere annunciato è il Samsung Galaxy S10 5G, che dovrebbe essere disponibile entro la fine dell'estate del 2019. È inoltre possibile ordinare un "Moto Mod" da Verizon, che trasforma i telefoni Moto Z3 in dispositivi compatibili con il 5G.

Ma a meno che non si possa resistere alla tentazione di essere un adottante precoce, si potrebbe desiderare di aspettare un po'; alcune delle stranezze e delle domande incombenti sul rollout del carrier possono significare che si finisce con un telefono che non è compatibile con l'intera rete 5G del proprio carrier.

Un ritardatario che potrebbe sorprendervi è Apple: gli analisti ritengono che non ci sarà un iPhone 5G compatibile fino al 2022 al più presto. Ma questo non è fuori dal carattere dell'azienda; Apple è rimasta indietro rispetto a Samsung nel rilasciare i telefoni compatibili con il 4G anche nel 2012.  

Tuttavia, l'inondazione del 5G sta arrivando. I dispositivi compatibili con il 5G hanno dominato il Mobile World Congress di Barcellona nel 2019, quindi si aspettano di avere molta più scelta all'orizzonte.

Perché la gente parla già di 6G?

Alcuni esperti dicono che il 5G non sarà in grado di raggiungere gli obiettivi di latenza e affidabilità per cui spara. Questi scettici guardano già al 6G, e dicono che cercheranno di rimediare a queste carenze previste.

C'è un gruppo che è alla ricerca di nuove tecnologie che possono essere inserite nel 6G che si chiama

Il Centro per le comunicazioni e i sensori convergenti TeraHertz (ComSenTer). Parte delle specifiche che stanno lavorando sulle chiamate per una velocità di 100Gbps per ogni dispositivo.

Oltre ad aggiungere affidabilità, superare l'affidabilità e aumentare la velocità, 6G sta anche cercando di abilitare migliaia di connessioni simultanee. In caso di successo, questa caratteristica potrebbe aiutare i dispositivi IoT di rete, che possono essere impiegati in migliaia come sensori in una varietà di impostazioni industriali.

Anche nella sua forma embrionale, il 6G potrebbe già affrontare problemi di sicurezza a causa dell'emergere di nuove possibilità di attacchi man-in-the-middle nelle reti basate su tera-hertz. La buona notizia è che c'è tutto il tempo per trovare soluzioni al problema. Si prevede che le reti 6G non cominceranno a funzionare prima del 2030.