5G vs 4G, quali sono le differenze e i vantaggi della nuova generazione

Ogni generazione di rete cellulare è identificata con un numero incrementale che ne indica, per l'appunto, la versione. Negli ultimi anni si è diffuso tra smartphone e tablet il supporto alla quinta generazione, denominata 5G, che ha soppiantato la rete 4G spesso chiamata LTE (Long Term Evolution). La copertura 5G in Italia dipende molto dai singoli operatori: al momento le principali città sono coperte da tutti i principali operatori, con l'intenzione di arrivare al 90% della popolazione italiana nel 2025.

Ma quali sono le differenze tra 5G e 4G? Rispetto alla generazione precedente, il 5G garantisce velocità maggiori (fino a 1 Gbps), bande più ampie e soprattutto tempi di latenza inferiori. Inoltre, diminuisce la potenza emessa dalle singole stazioni radio base.

Cosa sono il 5G e il 4G

Il 5G e il 4G sono due generazioni di tecnologie per la telefonia mobile e cellulare, che definiscono le reti grazie alle quali si può accedere a internet in modo wireless e scambiare dati. Gli standard delle reti mobili sono stabiliti dalla International Telecommunication Union (ITU). Attualmente le due tecnologie sono presenti entrambe, ma in futuro il 5G sostituirà completamente la generazione precedente.

Mentre il 4G rispondeva all'esigenza di fruire di video ad alta risoluzione, il 5G rappresenta un'evoluzione orientata soprattutto all'aumento delle prestazioni della rete e alla possibilità di creare connessioni contemporanee tra molti dispositivi con un basso tempo di latenza, aprendo così nuove possibilità. Questi sono fattori che impattano direttamente l'esperienza utente. Riassumendo, possiamo dire che le reti 5G migliorano tre aspetti essenziali delle reti dati 4G.

1. 1. Velocità di trasmissione dati: il 4G, in contesti favorevoli, consente una velocità di trasferimento dati di circa 100-200 Mbps (megabit per secondo), mentre con il 5G è possibile, già oggi, superare 1 Gbps (1 gigabit per secondo = 1000 Mbps).
   2. Capacità di trasmissione dati: il 5G utilizza una banda più ampia per la trasmissione dei dati.
   3. Latenza: il 5G riesce a garantire una latenza (ovvero l'intervallo di tempo tra l'invio di un segnale e la ricezione dello stesso) inferiori di 30-50 volte rispetto al 4G.

L'ultimo aspetto è particolarmente cruciale e rappresenta uno degli obiettivi fondamentali del 5G. Grazie alla latenza ridotta è possibile abilitare un gran numero di dispositivi che sfruttino tale capacità: pensiamo al cloud gaming, in cui la latenza gioca un ruolo fondamentale per la godibilità dell'esperienza, oppure all'IoT (Internet of Things o Internet delle cose) che comprende tutti quei dispositivi (apparati di videosorveglianza, droni, auto a guida autonoma, ambulanze smart o semafori smart) che nei prossimi anni saranno presenti sempre in numero maggiore nelle nostre città e che potranno sfruttare le potenzialità della rete cellulare per offriere servizi aggiuntivi.

Le differenze tra 4G e 5G

Viste le differenze nell'esperienza utente, approfondiamo ora le differenze tra 5G e 4G da un punto di vista tecnico.

1. 1. Frequenze utilizzate: il 5G in Italia sfrutta tre bande di frequenze (694-790 MHz, 3600-3800 MHz e 26,5-27,5 GHz) più alte rispetto a quelle utilizzate dal 4G (800 MHz, 1800 MHz, 2600 MHz).
   2. Densità di antenne: il 5G consente di aumentare la densità di stazioni radio base presenti sul territorio e, di conseguenza, ridurre la potenza emessa da ciascuna di esse riducendo così anche la dimensione di ciascuna cella. Questo aspetto è spesso fonte di incomprensioni e fraintendimenti: installare un numero maggiore di antenne non significa necessariamente emettere più radiazione elettromagnetica ma, al contrario, più sono le antenne più piccola sarà l'area che essa dovrà coprire e, pertanto, tanto più bassa sarà la potenza da emettere. Per esempio, se avessimo una sola antenna a coprire l'intero territorio nazionale, dovrebbe emettere radiazioni con una potenza talmente alta da rendere altamente dannoso passare nelle sue vicinanze.
   3. Consumo energetico: le stazioni radio base 5G hanno un consumo energetico inferiore rispetto a quelle 4G.
   4. Beam Steering: le stazioni radio base 5G sono in grado di sagomare l'emissione elettromagnetica in base ai dispositivi che richiedono maggior traffico. La copertura di una stazione radio base 5G va immaginata più come un “fiore” dove i petali sono rappresentati proprio dai lobi (beam) emessi dall'antenna, che possono seguire gli apparati garantendo maggiori data rate ai dispositivi che richiedono il trasferimento di una quantità maggiore di dati.

Riassumendo, il 5G porta notevoli vantaggi rispetto alla generazione precedente (velocità, ampiezza di banda, bassa latenza, meno stress sulla rete grazie alla maggior quantità di antenne). D'altro canto, lo svantaggio principale è causato dall'aumento della densità di antenne, che comporta notevoli sforzi e costi per la realizzazione dell'infrastruttura.

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Domande frequenti sul 5G

Le frequenze più alte del 5G sono dannose?

Purtroppo nei mesi successivi al lancio del 5G sono state diffuse, principalmente in rete, molte fake news che associavano l'utilizzo di frequenze più elevate a un possibile rischio per la salute umana, tuttavia non vi è alcuna evidenza scientifica che suggerisca la pericolosità delle emissioni generate dalle stazioni radio base o dai dispositivi 5G.

Come già detto, sebbene il 5G lavori a frequenze superiori, la la maggiore densità di stazioni radio base consente a queste ultime di utilizzare segnali di potenza inferiori.

Infine è bene sottolineare che onde elettromagnetiche a frequenza più alta hanno una capacità di penetrazione inferiore. Questo è il motivo per cui nei luoghi dove "si prende poco" non agganciamo il 4G/5G ma il 2G (contraddistinto spesso dalla lettera "E"), che appunto lavora a frequenze inferiori.

Chi “controlla” il 5G?

Non c'è nessun ente che, unilateralmente, assolve al ruolo di controllore riguardo tutti gli aspetti inerenti il 5G.

Dal punto di vista della salute, per esempio, è lo Stato che svolge il ruolo di garante richiedendo agli operatori di rispettare le normative riguardanti l'esposizione massima degli utenti ai campi elettromagnetici. I parametri a cui anche il 5G deve sottostare sono definiti all'interno del DPCM pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale l'8 luglio 2003. In questo Decreto i limiti di esposizione vengono suddivisi in base alle frequenze oggetto dell'emissione elettromagnetica, tali limiti sono espressi dalle tabelle seguenti.

Per ciò che concerne, invece, il “controllo” dell'accesso a tale tecnologia è stato pubblicato un bando gara che ha permesso ai vari operatori telefonici di partecipare all'asta per aggiudicarsi una o più bande di frequenza su cui trasmettere nel nostro Paese. A questa asta hanno partecipato tutti i principali operatori: Vodafone, TIM, Iliad, Wind Tre, Fastweb, Open Fiber e Linkem.

Quale è la rete 5G migliore in Italia?

Chiaramente non è possibile determinare una rete 5G, tra quelle degli operatori, che sia migliore in ogni zona d'Italia, infatti ogni provider di rete stabilisce quali zone del Paese servire e con quale densità di antenne. Tuttavia possiamo prendere in considerazione due fattori:

1. 1. L'operatore che ha acquistato il maggior numero di blocchi di frequenze su cui trasmettere: in questo caso gli operatori che se ne sono aggiudicate di più sono TIM e Vodafone con un blocco ciascuno nelle bande 700 MHz, 3700 MHz, 26 GHz.
   2. Analisi di soggetti indipendenti: Ookla, portale conosciuto in rete per consentire agli utenti di eseguire speed test e ottenere informazioni sulla propria connessione pubblica ogni 6 mesi sul proprio sito ufficiale quale è l'operatore 5G che in Italia garantisce la miglior velocità e la miglior copertura. Dal 2022 il premio è stato conferito all'operatore Fastweb.