La quinta generazione di reti mobili: il 5G

È da molto tempo che si può notare quanto esponenzialmente sia cresciuto il numero di dispositivi connessi alla rete. Se inizialmente a ogni persona corrispondeva un solo dispositivo, al giorno d’oggi, osservando le statistiche che riguardano il numero di cellulari rispetto alla popolazione, possiamo notare come solo in Italia ci siano ben oltre novanta milioni di cellulari per sessanta milioni di abitanti… e stiamo considerando solo il panorama della telefonia mobile! Se iniziassimo a considerare i dispositivi di varia natura collegati alla rete, che vanno a far parte di quel nuovo paradigma viene chiamato “Internet of Things”, quella cifra salirebbe e salirebbe ancora. Per venire incontro a queste esigenze è naturalmente necessario che l’infrastruttura e le modalità di comunicazione siano al passo coi tempi. Queste ultime, nei decenni addietro, rimanendo nel panorama delle reti mobili, hanno fatto passi da giganti: si è passato dalla prima generazione di reti di telecomunicazioni mobili ai vari standard GSM (e sue espansioni, orientate ai dati, GPRS ed EDGE), UMTS, che voleva sfondare grazie alla possibilità di fare videochiamate, ma lo fece invece per la sua velocità di trasferimento dati molto più elevata e infine LTE e LTE Advanced. Ma cosa c’è dopo?

Dopo la quarta generazione, troviamo, appunto, la quinta: il 5G.

Le sfide sono molteplici: creare una rete che garantisca una connettività ad altissima velocità, in ogni luogo, in ogni momento, per ogni dispositivo e con tempi di latenza molto bassi. Per essere maggiormente precisi, si è previsto che la nuova generazione debba avere una capacità di mille volte superiore, con un data rate da dieci a cento volte superiore, con una latenza minore di cinque millisecondi da capo a capo, che consenta di collegare contemporaneamente da dieci a cento volte i dispositivi attuali e garantisca che la batteria duri almeno dieci volte in più.

Per affrontare tutte queste esigenze, sarà utilizzata una combinazione di tecnologie la cui composizione è ancora oggetto di approfondite ricerche e dibattiti. Ad esempio, saranno usate intere batterie di antenne, sfruttando in maniera massiccia una tecnica chiamata MIMO (Multiple Input Multiple Output), che prevede la trasmissione contemporanea di flussi diversi di informazioni da parte di antenne diverse; verranno utilizzate nuove frequenze, in combinazione con l’utilizzo di “Cognitive Radio Networks”, ossia reti radio che cambiano la frequenza utilizzata in maniera dinamica, soffermandosi sulla migliore frequenza utilizzabile in quel momento in base anche alle frequenze utilizzate dalle reti adiacenti; verrà probabilmente utilizzata la Beam Division Multiple Access. Quest’ultima tecnologia prevede che, per far accedere ogni singolo utente alla rete, anziché assegnare a esso un piccolo frammento di tempo per poter comunicare, esso venga innanzitutto localizzato precisamente e che un’antenna punti verso di lui allo scopo di inviargli onde contenenti il flusso di informazioni. Se più utenti fossero allineati, non ci sarebbe comunque problema, in quanto questo tipo di onda prevede tale evenienza e riuscirebbe a trasportare, in ogni caso, informazioni per ognuno di essi.

Altri studi effettuati, invece, riguardano la posizione degli utenti durante la loro navigazione. È emerso infatti che la maggior parte di essi (l’ottanta percento), durante la navigazione, si trova dentro un edificio, mentre solo il venti percento si trova all’esterno. Tale considerazione, a livello progettuale, è di serio rilievo, in quanto i segnali radio sono molto meno efficienti nell’attraversare pareti e potrebbe seriamente modificare quello che sarà il modello definitivo di una rete 5G.

In definitiva, c’è ancora molto da discutere e, dopotutto, ci si può anche mettere comodi: la data prevista per il rilascio del 5G oscilla intorno al 2020.

Fabio Romano