Il 5G, acronimo di 5th Generation, è la rete mobile di ultima generazione che ha iniziato a diffondersi in alcune città italiane a partire dal 2019, con l’installazione delle prime antenne compatibili. Nonostante la pandemia, lo sviluppo e la diffusione del 5G non si sono fermati ed è destinato a diventare sempre più presente.
Nei paragrafi successivi spiegheremo il funzionamento del 5G, i suoi vantaggi e le caratteristiche tecniche di questa tecnologia.
Il 5G rappresenta una vera svolta nelle comunicazioni mobili: non solo consentirà la fruizione di video in alta definizione con la stessa semplicità con cui oggi ascoltiamo musica, ma grazie alla maggiore capacità di trasmissione dati e alla minore latenza, aprirà scenari applicativi ancora difficili da immaginare.
Un assaggio di questa innovazione lo abbiamo già visto con il cloud gaming attraverso piattaforme come Google Stadia, Microsoft XCloud e Amazon Luna. In futuro la connettività mobile 5G potrebbe addirittura sostituire le tradizionali connessioni a banda larga domestiche, garantendo stabilità e latenza comparabili.
Indice articolo
Come funziona il 5G
Il 5G si distingue per l’utilizzo di spettri di frequenza molto diversi tra loro. In particolare, si utilizzano due bande Sub-6GHz:
- la prima tra 3,4 e 3,6 GHz, simile alle reti mobili precedenti;
- la seconda a 700 MHz, che offre velocità inferiori ma garantisce una migliore penetrazione, risultando ideale per l’Internet of Things.
A queste frequenze si aggiungeranno presto quelle comprese tra 24,25 GHz e 29,5 GHz, chiamate millimeterWave o mmWave (onde millimetriche).
Le onde millimetriche costituiscono l’aspetto più innovativo del 5G. Operando vicino ai 30 GHz, queste frequenze consentono velocità teoriche fino a 20 Gb/s.
Il loro impiego permetterà inoltre di mantenere alte prestazioni in aree con molti dispositivi connessi, come stadi o concerti, dove le reti attuali tendono a saturarsi. Inoltre la latenza sarà drasticamente ridotta, raggiungendo valori confrontabili con le migliori reti in fibra ottica FTTH.
Nonostante i vantaggi, l’aumento della frequenza porta anche alcune difficoltà. Un esempio pratico è il degrado più rapido del segnale WiFi a 5 GHz rispetto a quello a 2,4 GHz all’interno delle abitazioni. Ciò accade perché le onde ad alta frequenza si propagano meno efficacemente e hanno maggiori esigenze per attraversare muri e ostacoli.
Per questo motivo, le onde millimetriche del 5G perderanno segnale molto più rapidamente rispetto alle trasmissioni di generazioni precedenti.
Di conseguenza, sarà necessario installare molte più antenne distribuite a distanze più ridotte per assicurare una copertura 5G paragonabile a quella 4G esistente.
In merito alla velocità, sebbene il massimo teorico sia 20 Gb/s, nella pratica il valore reale è circa dieci volte inferiore. Attualmente, in condizioni normali, è possibile raggiungere velocità fino a circa 1 Gb/s, che è destinata a migliorare nel tempo.
Già oggi questa velocità supera di circa dieci volte quella tipica offerta dall’attuale rete LTE.
I vantaggi della rete 5G
I benefici del 5G emergono chiaramente dalle sue caratteristiche tecniche. Eccone una sintesi:
- Velocità di trasmissione molto superiori, comparabili a quelle delle reti fisse, nell’ordine dei gigabit al secondo;
- Lattenza estremamente ridotta, fino a 5 millisecondi, aprendo nuove possibilità come il cloud gaming su dispositivi mobili;
- Maggiore stabilità anche in presenza di un numero elevato di dispositivi connessi, con possibilità di collegare fino a un milione di oggetti per chilometro quadrato;
- Migliore diffusione e affidabilità della connessione Internet, favorita dalla banda a 700 MHz che agevola lo sviluppo dell’Internet of Things.
Tuttavia ci sono anche alcuni limiti e svantaggi da considerare:
- La transizione al nuovo standard non sarà immediata, poiché molte antenne attuali non sono compatibili con il 5G e dovranno essere sostituite o integrate.
- Per un periodo prolungato ci sarà una differenza di prestazioni tra grandi città, raggiunte prima dal 5G, e aree meno popolate, ancora servite da reti più vecchie.
- Le reti di nuova generazione coesisteranno a lungo con quelle precedenti, prima di una completa sostituzione.
L’utilizzo di frequenze liberate da altri servizi obbliga questi ultimi a modificare le modalità di trasmissione, un aspetto che approfondiremo nel prossimo paragrafo.
Le frequenze del 5G
Come anticipato, il 5G sfrutta tre bande di frequenza differenti, ma in Italia la gestione di questi spettri presenta alcune criticità. Prendiamo ad esempio la banda a 700 MHz. Nel nostro paese sta avvenendo la transizione alla nuova tecnologia DVB-T2 per la televisione digitale terrestre, che permette di liberare parte di questa frequenza per usi innovativi, tra cui il 5G.
Attualmente in Italia lo spettro per le trasmissioni radiotelevisive copre da 471,25 MHz a 790 MHz, ma entro il 2022 dovrà essere ridotto alla banda da 471,25 MHz a 700 MHz. La maggiore efficienza del nuovo sistema di compressione consente di mantenere quasi invariato il numero di canali trasmessi.
Le altre bande non sono prive di inconvenienti:
- Nella fascia fra i 3,4 GHz e i 3,8 GHz sono presenti frequenze riservate alla difesa, a trasmissioni satellitari e al WiMax, la cui licenza però scade proprio nel 2022.
- La banda tra 26 e 28 GHz è attualmente occupata da licenze detenute da FWA Open Fiber e Eolo fino al 2022.
La gara per l’assegnazione delle frequenze 5G si è tenuta nell’autunno 2018 e ha visto la partecipazione di operatori come Vodafone, TIM, Wind Tre, Iliad, Fastweb, Open Fiber e Linkem, con i primi cinque che hanno aggiudicato i lotti disponibili.
I rischi per la salute del 5G
Il 5G ha suscitato numerose preoccupazioni legate alla salute pubblica, con alcune teorie infondate che lo imputavano persino all’avvento della pandemia. Per fare chiarezza, analizziamo la questione in modo sintetico e basato sui dati.
L’aumento del numero di antenne e l’impiego di frequenze più elevate sono i principali argomenti usati da chi si mostra scettico riguardo alla sicurezza della nuova rete. Tuttavia, è falso affermare che le frequenze più alte siano pericolose: più la frequenza aumenta, più il segnale tende a propagarsi meno e ad avere difficoltà a penetrare materiali e tessuti biologici.
Un maggior numero di antenne non implica un aumento del rischio, anzi la potenza delle trasmissioni sarà generalmente più bassa e distribuita in modo più omogeneo rispetto al passato, eliminando picchi di emissione rilevabili vicino agli attuali ripetitori.
L’uso di tecnologie avanzate come il beamforming e il massive MIMO, comuni anche nel WiFi, permetterà alle antenne di indirizzare il segnale solo dove serve, contrariamente alle antenne tradizionali che irradiano uniformemente in tutte le direzioni.
Perché quindi alcune istituzioni hanno espresso preoccupazioni?
Il motivo risiede nell’aumento esponenziale del numero di dispositivi connessi. Si stima infatti che solo in Italia tra 600 e 800 milioni di dispositivi utilizzeranno il 5G, una cifra che ha spinto alcuni enti a richiedere ulteriori studi per valutare l’effetto complessivo dell’elettrosmog.
I due studi più citati sono quelli del National Toxicology Program (NTP) statunitense e dell’Istituto Ramazzini di Bologna, che hanno evidenziato un possibile legame tra l’esposizione alle radiofrequenze e lo sviluppo di tumori.
Cosa ci rassicura allora?
In Italia esistono limiti di legge molto rigorosi sulle radiazioni elettromagnetiche, che possono essere modificati solo dimostrando la non nocività dei nuovi livelli di esposizione.
Inoltre, le tecnologie impiegate nel 5G potrebbero ridurre l’elettrosmog più dannoso ad alta potenza grazie al segnale più diretto e controllato emanato dalle antenne intelligenti.
