Gli anni venti, dal punto di vista tecnologico, si stanno caratterizzando per il passaggio al 5G. Un’intera generazione di smartphone sta andando in pensione per far posto ai nuovi telefoni 5G. Ma qual è la differenza tra 4G e 5G? Cosa cambia?
La principale differenza tra 4G e 5G sta nella velocità. La rete 5G permette comunicazioni fino a 100 volte più veloci rispetto alla rete 4G. La velocità della connessione 5G rende possibili applicazioni non pensabili con la velocità che offriva la vecchia rete 4G. Anche la latenza, la velocità di risposta della rete, è notevolmente migliorata con il 5G, in questo caso con valori molto più bassi.
Differenza di velocità tra la rete 4G e la rete 5G
La rete di comunicazioni mobile di quinta generazione è stata pensata prima di tutto per consentire download e upload di dati molto più veloci che in passato. Sulla carta le velocità sono 100 volte superiori. Nella realtà finora non è stato così: la rete 4G consente picchi di velocità tra i 100 Mbps e i 150 Mbps mentre con la rete 5G si sono toccati picchi di 1,8 Gb.
Siamo in ordini di grandezza 10 volte superiori ma la tecnologia 4G ha già espresso il massimo delle sue potenzialità mentre la 5G è ancora nuova e suscettibile di miglioramenti.
La latenza
Nella rete 5G sono stati abbassati notevolmente i tempi di latenza. Ma cosa è il tempo di latenza? Nei sistemi di comunicazione è il tempo che intercorre tra il momento in cui parte il segnale di input e il momento in cui arriva il relativo segnale di output. Serve a misurare la reattività, i tempi di risposta dei sistemi di comunicazione e più in generale dei sistemi informatici.
La differenza tra 4G e 5G è enorme. Nella rete 4G i tempi di latenza giravano intorno a 50 millisecondi mentre nella rete 5G i tempi sono intorno a un solo millisecondo.
Sembra una differenza di poco ma le comunicazioni tra sistemi sono fatte da migliaia di input e relativi output e i tempi di latenza sono una componente molto importante del tempo totale di esecuzione.
Le frequenze della rete 5G
Le frequenze. La rete 5G sfrutta frequenza di trasmissione più alte rispetto alla 4G, le frequenze utilizzate dalla nuova generazione di comunicazioni sono quelle che vanno da 20 a 60 GHz, le onde radio a queste frequenze sono molto piccole, si parla perciò di onde millimetriche. La rete 4G utilizza frequenze che vanno da 800 a 2600 Mhz.
Differenza di consumo energetico
I progettisti della rete 5G stimano che questa avrà un’efficienza energetica 10 volte superiore a quella della rete 4G. Una della più importanti innovazioni è l’uso di una nuova generazione di antenne: Massive Multiple-Input Multiple-Output (Massive MIMO). Queste antenne hanno la capacità di trasmettere il segnale solo nella direzione dello smartphone al quale sono collegate. La rete 4G in precedenza usava antenne che irradiavano il segnale in maniera diffusa.
Le antenne massive MIMO aumentano sensibilmente la quantità di dati erogabili da ogni singola antenna e possono utilizzare più contemporaneamente più bande.
Grazie all’uso di queste antenne la potenza necessaria a gestire le comunicazioni mobile è molto minore. Inoltre per installarle non ci sarà bisogno di alzare nuovi tralicci: nelle aree già servite dal 4G sarà possibile aggiungere i nuovi sistemi di trasmissione sui vecchi tralicci.
La nuova generazione di telefonia inoltre userà trasmettitori gestiti da un’intelligenza artificiale in grado di studiare il traffico e gestire le potenze da erogare in funzione delle necessità. Di fatto ogni ripetitore creerà delle fasce orarie a basso traffico durante le quali ridurre il numero di celle disponibili, migliorando l’efficienza energetica.
Il 5G dunque avrà un impatto molto minore sull’ambiente rispetto alle generazioni di telefonia mobile precedenti.
Densità: differenza tra 4G e 5G
Una delle caratteristiche principali, che tuttavia non è facilmente percepibile, è la densità. Una rete 5G deve consentire la connessione di un milione di apparecchiature per chilometro quadrato. Anche qui una decisa crescita; 100 volte di più rispetto al 4G. Grazie alle nuove tecnologie, il numero elevato di connessioni non ha effetti negativi sulla velocità di connessione.
La densità delle connessioni, la loro velocità e la bassa latenza favoriranno lo sviluppo dell’Internet delle cose. Nel prossimo futuro gli apparecchi connessi a internet cresceranno in maniera esponenziale.
Le applicazioni industriali
Per quel che riguarda le applicazioni industriali siamo di fronte a una chiara svolta. Se finora le reti di telefonia mobile erano state pensate per gli utenti finali, i consumatori, la rete 5G è stata pensata anche e soprattutto per le sue applicazioni industriali.
Le caratteristiche vista finora come velocità e latenza permettono connessioni quasi simultanee tra dispositivi remoti. Questo apre a scenari e applicazioni finora impossibili.
Inoltre, la possibilità di realizzare ripetitori di telefonia mobile a basso consumo energetico, permette di servire anche aree remote finora non collegate a reti a larga banda. Va da sé che a beneficiarne saranno i grandi complessi industriali che di solito si trovano in zone periferiche o addirittura agricole finora scarsamente servite.
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