5G mmWave: velocità fino a 10 Gbps? Scoprilo subito 📱🔥
La tecnologia 5G mmWave è la più veloce di cui disponiamo nelle reti mobili, raggiungendo velocità fino a 10 Gbps nella vita reale. Scopriamo insieme di cosa si tratta davvero e impariamo come funzionano le reti cellulari! 🕵️♂️ Anche se alcune parti potrebbero sembrare una lezione di fisica, vi prometto che ci aiuterà a comprendere meglio l'argomento.
Cos'è esattamente un'onda?
Abbiamo tutti visto le onde nell'acqua quando questa è agitata. Supponiamo che in quell'acqua agitata ci sia una boa (o qualsiasi cosa che galleggi); noteresti che sale e scende senza andare da nessuna parte. Perché non si muove avanti o indietro come sembrano fare le onde? 🤔 Inoltre, tutto questo movimento richiede energia. Da dove proviene questa energia?
La risposta è che si è spostata verso l'esterno rispetto alla fonte originale della perturbazione. Immagina che qualcuno lasci cadere un sasso nell'acqua calma, creando un'onda. Le onde di espansione trasportano l'energia di quella pietra alla boa.
Allora perché quell'energia non ha fatto avanzare la boa? Questo perché, nonostante dia l'illusione di espandersi verso l'esterno, in realtà l'acqua non si muove ulteriormente. Continua a rimbalzare su e giù. Riassumendo, l'energia dell'onda viene trasferita, ma l'onda stessa rimane al suo posto. Proprio come quando le persone creano un'onda in uno stadio alzandosi e sedendosi.
Ogni onda segue gli stessi principi. Ad esempio, un'onda si comporterebbe allo stesso modo se si creasse una perturbazione nell'aria anziché nell'acqua (ecco a cosa serve il suono!). 🎶
Dal punto di vista scientifico, esiste un termine per ciascuno di questi comportamenti e un modo per quantificarli. Se si contano le volte in cui la boa rimbalza su e giù in un secondo, si ottiene la sua frequenza. La distanza che la boa percorre in salita e in discesa ogni volta è l'ampiezza dell'onda. E se prendi un righello e misuri la distanza tra le increspature, quella sarà la loro lunghezza d'onda.
Quando le onde sono più vicine tra loro, la lunghezza d'onda è più corta e la frequenza è più alta. Quando le onde sono più distanti, la frequenza è più bassa e la lunghezza d'onda è più lunga. In generale, frequenze più alte significano più energia e viceversa.
Il 5G è un tipo speciale di onda
Le onde sono ovunque intorno a noi. La luce che vediamo può comportarsi proprio come le onde dell'acqua. ☀️ A differenza delle onde dell'acqua o dell'aria, esiste però un tipo speciale di onda che non ha bisogno di un materiale per propagarsi. Può semplicemente estendersi attraverso lo spazio vuoto. Questo tipo speciale di onda è chiamata onda elettromagnetica.
È costituito da uno spettro completo di diverse lunghezze d'onda e una stretta banda di questo spettro è ciò che percepiamo come luce visibile. Tutti i colori che vediamo sono semplicemente diverse lunghezze d'onda di questo spettro. In altre parole, vediamo solo una piccola parte delle onde elettromagnetiche, il resto è invisibile. 🌈
Quando un'onda elettromagnetica ha una lunghezza d'onda molto corta, può essere un raggio gamma, un raggio X o un'onda ultravioletta (gli stessi raggi UV che dovremmo evitare quando siamo al sole!). All'estremo opposto, quando ha la lunghezza d'onda più lunga possibile, si parla di onda radio.
Le onde radio possono percorrere distanze incredibili perché hanno lunghezze d'onda elevatissime e frequenze molto basse. Per questo motivo li utilizziamo per le comunicazioni senza fili. Le reti Wi-Fi e cellulari, compresa la rete 5G, sono in realtà onde radio. 📡
Le onde possono trasportare molte informazioni, molto velocemente
Come può un'onda trasportare un messaggio o pacchetti di dati Internet? Può sembrare sconcertante, ma la chiave sta nella semplicità del linguaggio del messaggio stesso. 💬
Probabilmente hai sentito parlare del codice Morse. È un linguaggio fatto interamente di punti e linee. Poi c'è il binario, il linguaggio degli uno e degli zero, che i computer leggono e comprendono.
Ricordate la boa che sale e scende quando si getta un sasso in acqua? Si potrebbe creare un linguaggio per inviare un messaggio. L'altezza a cui sale la boa potrebbe essere il codice: l'altezza massima potrebbe essere 1 e quella minima potrebbe essere zero. Potresti far cadere una pietra grande per "codificare" un 1 e una piccola per "codificare" uno 0. Non sarebbe molto efficiente o veloce, ma in linea di principio, qualcuno da lontano potrebbe osservare la boa e interpretare il messaggio inviato attraverso le onde.
Ecco come funziona fondamentalmente la comunicazione radio. Un dispositivo di trasmissione codifica gli uno e gli zeri modificando la frequenza, l'ampiezza (proprio come la nostra boa) o la fase dell'onda. Tecnicamente si chiama modulazione.
Uno schema di numeri uno e zero può essere mappato o "codificato" in un'onda perché il trasmettitore può creare disturbi estremamente precisi, che l'hardware ricevente interpreta e "decodifica" in numeri uno e zero. Si può osservare come un'onda con una frequenza più elevata (più vibrazioni al secondo) e una lunghezza d'onda più corta consentirà di codificare più informazioni, poiché ci sono più opzioni per modulare i bit dell'onda.
Sappiamo già che le reti cellulari funzionano tramite onde radio, che possono avere lunghezze d'onda piccole quanto un millimetro o lunghe quanto diversi chilometri. Questo è il punto chiave.
5G mmWave spiegato
Con questo, abbiamo tutti i pezzi del puzzle per illustrare cos'è il 5G mmWave.
Le prime generazioni di telefoni cellulari (1G e 2G) utilizzavano onde radio che vibravano tra 1 e 2 miliardi di volte al secondo (1-2 GHz) e avevano lunghezze d'onda di circa 30 cm. Sembra veloce, ma la prima generazione non era nemmeno in grado di inviare messaggi di testo. La terza generazione (3G) ha aumentato la frequenza a 2,5 GHz e ha ridotto della metà la lunghezza d'onda. Grazie al 3G puoi navigare su Internet e riprodurre contenuti in streaming in qualità SD. Con la quarta generazione (4G), la frequenza è aumentata a 8 GHz e la lunghezza d'onda si è ridotta a 1,5 pollici, consentendo lo streaming HD e una navigazione veloce, raggiungendo tra 50 Mbps e 100 Mbps nel mondo reale.
Il 5G rappresenta una svolta perché opera alla sorprendente frequenza di 100 GHz (cento miliardi di volte al secondo!). La sua lunghezza d'onda può arrivare fino a un millimetro (mm), da cui il nome. Ecco cos'è il 5G mmWave: una rete cellulare che opera a una frequenza eccezionalmente elevata e a lunghezze d'onda di 1 mm, raggiungendo una velocità media di download di 2,5 Gbps.
Cosa significa questo per noi?
Il 5G non è solo più veloce del 4G; Ed è anche molto più reattivo. La latenza può arrivare anche a 1 millisecondo, il che è praticamente istantaneo. Ciò significa nessun ritardo nel gioco online e nello streaming 4K o 8K senza interruzioni o buffering. 🎮 Il tempo di risposta quasi istantaneo è perfetto anche per i dispositivi IoT, la realtà aumentata, le auto a guida autonoma e la tecnologia che richiede bassa latenza.
Oltre alla trasmissione dati ultraveloce e alla latenza incredibilmente bassa, la tecnologia 5G mmWave supporta anche una maggiore capacità rispetto alle reti tradizionali (molti più dispositivi possono connettersi senza subire congestioni di rete).
Limitazioni del 5G mmWave
Tutte le tecnologie cellulari precedenti al 5G, incluso il 4G, utilizzavano una singola banda di frequenza. Il 5G ne utilizza molti. 5G mmWave è solo una di queste bande. Esiste anche il 5G Sub-6 GHz, che opera più o meno sulle stesse frequenze del 4G. Poi c'è la tecnologia Sub-1 GHz, che utilizza frequenze ancora più basse. 🌐 Le bande di frequenza 5G possono essere ad alta frequenza, media frequenza e bassa frequenza. Cosa sta succedendo qui?
Poiché le onde 5G sono molto vicine tra loro (rispetto alle vecchie onde radio), non possono propagarsi lontano. Edifici, alberi e persino pioggia o neve possono ostacolare la trasmissione 5G mmWave. 🌧️
Ecco perché questa tecnologia non è molto diffusa. Per coprire anche solo pochi isolati cittadini è necessaria una fitta rete di piccole celle, a differenza del 4G, che si basa su grandi torri cellulari che in genere coprono diversi chilometri.
La tecnologia 5G mmWave rappresenta il nostro passo più recente e avanzato verso una comunicazione wireless senza interruzioni, ma potrebbe non avere l'adozione di massa che abbiamo riscontrato nelle generazioni precedenti. Tuttavia, raggiungere velocità gigabit nel connessione dati del tuo telefono ti farà sempre sentire come se il futuro fosse già qui. 🚀
