5G, capire come funziona: reti sub-6 Ghz vs onde millimetriche (mmWave)

Le reti 5G in una prima fase funzioneranno sulle frequenze sub-6 Ghz e non sulle frequenze più alte in banda millimetrica (mmWave). Ma cosa significa in concreto?

di Paolo Anastasio | Key4Biz

Il 5G rappresenta certamente uno dei temi più caldi nel mondo delle tecnologie. Non soltanto migliora in modo sostanziale la performance delle reti di precedente generazione come il 4G, ma se ne differenzia per un motivo chiaramente legato alla modalità di connessione. Nel caso del 5G, ci sono due modalità per connettersi: da un lato, sulle frequenze Sub-6 GHz, dall’altro sulle cosiddette onde millimetriche (mmWave) sopra i 24 GHz.

L’approfondimento di Digital Trends mostra che nel momento in cui lo smartphone si connette al 5G, in realtà potresti connetterti ad entrambi questi due tipi di copertura di rete 5G.

Ma a seconda che tu ti connetta a frequenze sub-6 GHz o mmWave 5G ci sono- delle grosse differenze in termini di performance.

Cos’è il 5G sub-6Ghz?

https://imasdk.googleapis.com/js/core/bridge3.445.1_en.html#goog_853638578 Le differenze fra il Sub-6 e le onde millimetriche mmWave sono piuttosto semplici: Il Sub-6 5G utilizza le frequenze che si trovano al di sotto dei 6 GHz, le stesse dove storicamente hanno sempre funzionato le reti 4G, 3G, e 2G. E presumibilmente p in questa porzione di spettro che nei prossimi anni si muoveranno i primi passi anche del 5G.

Negli Usa, ma anche in diversi stati europei, gli operatori stanno quindi realizzando delle reti 5G “nazionali” in modo rapido, utilizzando le torri e lo spettro esistenti, perché il Sub-6 5G non richiede null’altro di più per funzionare se non un upgrade (aggiornamento) delle torri.

Quindi, basta semplicemente fare alcuni cambiamenti specifici per il 5G alle torri così che inizino a fornire il servizio 5G accanto al 4G un po’ in tutto il paese.

E visto che i carrier detengono già grandi quantità di spettro su queste frequenze più basse, possono fornire un rendimento relativamente elevato con il 5G senza compromettere la loro offerta 4G.

Ciò significa che nei prossimi anni la maggior parte del tempo che starai utilizzando il 5G ti troverai sulle frequenze Sub-6. E di fatto, almeno per i primi anni, la performance del 5G non sarà poi troppo migliore di quella del 4G a cui sei abituato.

T-Mobile

Reti sub-6 Ghz 5G non sono troppo diverse dal 4G

Il problema è che le reti Sub-6 non offrono una performance clamorosamente migliore delle più moderne reti 4G.

E non potrebbe essere altrimenti, visto che se è vero che si tratta di 5G, è vero anche che questo 5G funziona sotto diversi aspetti con tutte le restrizioni delle reti 4G visto che usa bande di frequenza contigue.

Le reti 5G sub-6 sono solo marginalmente più veloci, con una latenza leggermente inferiore, rispetto alle reti 4G.

L’unico miglioramento sostanziale dell’esperienza che si può trovare con il Sub-6 è nelle cosiddette frequenze medie (“midband”), comprese tra 2GHz e 6GHz, dove le reti 4G tradizionalmente non funzionano al contrario del 5G.

Con un’ampie quantità di spettro inutilizzato, nessuna concorrenza con le reti 4G esistenti e alcune nuove tecnologie di rete, il 5G a banda media può essere un’ottima rete che bilancia velocità più elevate con una buona portata e l’eliminazione degli oggetti. La banda media sarà una parte importante della strategia 5G complessiva di ogni operatore.

Che cos’è il mmWave 5G?

Poi c’è l’mmWave (onda millimetrica), che utilizza frequenze notevolmente più alte, comprese tra 30 GHz e 300 GHz. Gli operatori negli Usa operano attualmente tra 30 GHz e 40 GHz, ma le aste governative hanno recentemente rilasciato nuovo spettro fino a 48 GHz. Oltre a ciò, la gamma 60GHz è in realtà uno spettro non regolamentato e 70GHz-plus viene spesso utilizzato per reti wireless fisse punto-punto molto specifiche.

Ma tornando all’mmWave 5G sul tuo telefono: si tratta di una rete completamente nuova che non ha alcuna relazione con le reti o le infrastrutture 4G esistenti. Ciò significa che ha un potenziale incredibile, ma richiederà molto più tempo per l’implementazione rispetto alle reti Sub-6.

Utilizzando una porzione di spettro precedentemente intatta, le reti mmWave 5G possono fornire velocità di dati elevatissime e latenza estremamente bassa. Ogni volta che senti parlare di velocità di download a 3 Gbps, latenza di 1 millisecondo e comunicazioni futuristiche in tempo reale tra dispositivi, auto e apparecchiature mediche, è tutto basato sull’mmWave (onde millimetriche).

Small cells

Verizon, AT&T e T-Mobile hanno tutte lanciato reti mmWave, ma la distribuzione è lenta. Poiché le frequenze mmWave sono così alte, si innescano notevoli problemi di copertura. Maggiore è la frequenza, più brevi possono viaggiare le onde radio. Ciò significa che ci sarà bisogno di molte torri. Ma chiamarle “torri” è un termine improprio: a differenza delle torri cellulari tradizionali, queste sono le cosiddette “piccole celle” (small cells) che sono iperlocalizzate per fornire servizi a un’area piccola come una strada cittadina, quanto meno in una direzione.

Spettro 5G

Tutto ciò è necessario a causa del corto raggio delle onde millimetriche (mmWave) e anche perché ostacoli di qualsiasi tipo possono influire notevolmente sulla sua performance. Edifici, automobili, alberi e persino finestre possono interrompere un segnale mmWave. Quindi ora, per fornire qualcosa che si avvicini alla copertura, è necessario disporre di centinaia e migliaia di piccoli siti (small cells) di celle mmWave disseminati lungo le strade. In poche parole, con l’mmWave non si scappa. La copertura deve essere capillare.

Con questi ostacoli tecnici, i rollout di reti su onde millimetriche mmWave sono molto lenti. Sebbene sia possibile trovare mmWave 5G in alcune parti di alcune città, per il momento, quanto meno negli Usa, non si tratta di connessioni stabili: anche la direzione in cui sei rivolto può determinare se ricevi un segnale. Ma quando ricevi un segnale, le velocità sono assolutamente strabilianti: velocità di download superiori a 3 Gbps, con una latenza nell’ordine di pochissimi millisecondi. E l’mmWave ha anche una grandissima capacità, il che significa che più dispositivi possono essere collegati a una singola rete contemporaneamente, senza alcun degrado del servizio. Questo è certamente un aspetto assolutamente rivoluzionario.

Presto sarà possibile usare sia il Sub-6 che l’mmWave

Il Sub-6 è il 5G del presente, mentre l’mmWave è chiaramente il 5G del futuro. Ma non è così semplice. È chiaro che alla fine dovremo utilizzare Sub-6 che mmWave insieme. Entrambi sono ottimi in cose diverse – il Sub-6 con coerenza e copertura, l’mmWave con velocità e densità – e possono essere distribuiti insieme. Utilizzando entrambi, gli operatori possono sfruttare i loro punti di forza e fornire una migliore esperienza complessiva.

L’obiettivo è che il tuo telefono o altro dispositivo sia sempre connesso a una rete 5G e sia in grado di passare senza problemi tra Sub-6 e mmWave senza che tu lo sappia, in maniera seamless. Tutto ciò arriverà prima di quanto pensi.

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