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In Breve (TL;DR)
- Il 5G offre una velocità di Internet straordinaria e una latenza quasi azzerata, grazie alla combinazione di lunghezza e frequenza d'onda ottimizzate.
- Le onde del 5G sono onde radio con lunghezza d'onda molto elevata e frequenza bassa, perfette per trasmettere segnali elettrici su lunghe distanze.
- Il 5G porta la frequenza a 100 GHz, con una lunghezza d'onda che può arrivare a un singolo millimetro, garantendo una velocità di download di 2,5 Gbps e una latenza di un millisecondo.
In questo momento storico anche un utente sprovvisto di competenze tecniche avanzate è in grado di apprezzare le qualità del 5G: a partire dalla straordinaria velocità in Internet, fino ad arrivare a una latenza praticamente azzerata.
Le reti di telefonia mobile di ultima generazione hanno fatto passi avanti da gigante rispetto alle precedenti e, per capire a pieno la natura di questo salto tecnologico, bisogna entrare nel merito del funzionamento delle onde elettromagnetiche: più precisamente bisogna imparare a capire cosa si intende per lunghezza e frequenza d’onda.
È infatti proprio il mix tra queste due caratteristiche a rendere la quinta generazione così performante, nonostante ci siano ancora dei difetti da limare: uno su tutti la copertura del 5G, che, per determinate bande dello spettro, può essere messa a dura prova da ostacoli fisici di varia natura.
Come funzionano le onde di energia
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Per capire come mai la velocità in Internet è così superiore rispetto a quelle garantite dalle generazioni precedenti, bisogna entrare nel merito della particolare tipologia di onda elettromagnetica che lo caratterizza.
Quando si parla di onde rispetto a energia e telecomunicazioni, si fa riferimento al particolare moto che permette effettivamente di muovere l’energia all’interno dello spazio. Per entrare in maniera più concreta nel merito di queste onde, è possibile paragonarle a quelle dell’acqua.
Proprio come le onde acquatiche, anche quelle che muovono l’energia si propagano da un punto di origine a un punto di destinazione a seguito di una perturbazione.
I criteri attraverso cui vengono analizzati le onde sono soprattutto la frequenza, l’ampiezza e la lunghezza: la frequenza indica il numero di oscillazioni che l’onda in questione compie ogni secondo.
L’ampiezza indica la distanza rispetto al punto di equilibrio, ovvero la posizione in cui non vi è movimento. Infine la lunghezza indica la distanza che intercorre tra due creste o tra due avvallamenti dell’onda.
Volendo tornare alla metafora dell’onda acquatica, per calcolare la frequenza sarebbe possibile contare quante volte un corpo galleggiante viene mosso verso l’alto o verso il basso in un secondo.
Per calcolare l’ampiezza bisognerebbe valutare la distanza percorsa dal corpo galleggiante, verso l’alto o verso il basso, rispetto alla linea dell’acqua. Infine, per calcolare la lunghezza si dovrebbe misurare la distanza tra le diverse increspature.
Come funzionano le onde radio del 5G
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Una volta capito come approcciarsi alle onde in fisica e, più precisamente, alle onde elettromagnetiche (ovvero onde che si diffondono nello spazio vuoto), è possibile entrare nel merito delle onde del 5G.
L’onda elettromagnetica è di per sé composta da uno spettro di lunghezze d’onda e lo sguardo umano è in grado di cogliere soltanto una banda specifica di questo spettro.
Agli estremi di questo spettro elettromagnetico si trovano, da una parte, le onde con lunghezza d’onda corta, come ad esempio i raggi gamma, i raggi X o i raggi ultravioletti.
All’estremo opposto si trovano invece le onde con lunghezza d’onda lunga, come ad esempio le onde radio. Ebbene, le onde delle comunicazioniwireless, incluso il 5G, sono tecnicamente onde radio, caratterizzate da lunghezza d’onda molto elevata e, al tempo stesso, da frequenza molto bassa.
Queste onde sono perfette per percorrere grandi distanze trasmettendo segnali elettrici che associano il segnale che contiene l’informazione (segnale modulante) al segnale che viene modificato per trasmettere l’informazione (segnale portante).
La modulazione è proprio l’alterazione di una caratteristica dell’onda portante, in base alle informazioni trasmesse dal segnale modulante. Il risultato di questa interazione è un nuovo segnale prodotto, che viene chiamato anche segnale modulato.
Il “linguaggio” utilizzato dalle onde radio del 5G è il codice binario: una sequenza più o meno estesa di numeri 1 e di numeri 0, che vengono utilizzati per trasmettere informazioni più o meno complesse.
Perché il 5G garantisce una maggiore velocità in Internet
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L’ultimo elemento da tenere a mente per capire come mai le prestazioni del 5G siano così elevate è legato alla sopracitata relazione tra la lunghezza e la frequenza delle onde radio utilizzate.
La comunicazione 1G e 2G veniva sostenuta da onde radio con lunghezza d’onda di circa 30 centimetri e con frequenza da 1-2 GHz: questo vuol dire che queste onde radio vibravano 1-2 miliardi di volte al secondo.
Un numero apparentemente importantissimo, che però non rendeva possibile nemmeno l’invio di messaggi di testo attraverso queste onde radio. Un risultato che sarebbe arrivato con la frequenza da 2,5 GHz del 3G, che, contestualmente, avrebbe dimezzato la lunghezza d’onda.
Grazie al 3G gli utenti hanno iniziato a navigare in Internet anche da dispositivo mobile, riuscendo a caricare e scaricare contenuti, ma anche a riprodurli in streaming.
La quarta generazione delle telecomunicazioni mobili 4G porta con sé un ulteriore balzo della frequenza, che arriva a picchi da 8GHz, riducendo la lunghezza d’onda a circa 4 centimetri.
Il 5G porta la frequenza a 100 GHz, aumentando esponenzialmente gli 1-2 GHz della prima generazione di reti di telefonia mobile.
Questo salto tecnologico avrebbe permesso una definizione superiore dei contenuti sul web (si pensi in tal senso all’HD), dando agli utenti maggiore velocità inInternet e minore latenza.
Basta analizzare i rapporti tra le frequenze e le lunghezze d’onda delle generazioni precedenti, per capire quanto sia stata esponenziale la crescita portata dal 5G.
La nuova generazione porta la frequenza a circa 100 Ghz, con lunghezza d’onda che può arrivare anche a un singolo millimetro. Questa nuova vetta è anche nota col nome di 5G mmWave e permette all’utente di raggiungere una velocità media di download di 2,5 Gbps.
Inoltre la latenza del 5G può raggiungere il tempo record di appena un millisecondo, risultando praticamente impercettibile. Questo presupposto tecnico aiuta a capire come mai, grazie al 5G, oggi sia possibile giocare online o visualizzare in streaming contenuti con risoluzione altissima: dal 4K ad addirittura l’8K, senza mai soffrire problemi di buffering.
Non bisogna però pensare che il 5G sia esente da problematiche. Innanzitutto bisogna considerare che la sopracitata 5G mmWave è solo una delle bande a disposizione.
Inoltre l’elevata concentrazione di queste onde radio può portare a serie limitazioni della copertura 5G: anche nel caso di ostacoli fisici non patiti dalle generazioni precedenti, come ad esempio gli alberi.
Per saperne più: La tecnologia del domani: il 5G
Domande frequenti (FAQ)
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Come funzionano le onde di energia?Le onde di energia si propagano da un punto di origine a un punto di destinazione a seguito di una perturbazione, con caratteristiche come frequenza, ampiezza e lunghezza.
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Come funzionano le onde radio del 5G?Le onde del 5G sono onde radio con lunghezza d'onda molto elevata e frequenza molto bassa, perfette per trasmettere segnali elettrici modulati con codice binario.
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Perché il 5G garantisce una maggiore velocità in Internet?Il 5G utilizza onde radio con frequenza fino a 100 GHz e lunghezza d'onda molto ridotta, permettendo velocità di download fino a 2,5 Gbps e latenza di un millisecondo.
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Quali sono le caratteristiche delle onde elettromagnetiche del 5G?Le onde elettromagnetiche del 5G sono parte di uno spettro con lunghezze d'onda lunghe, trasmettono segnali modulati con codice binario e permettono comunicazioni wireless avanzate.
