Come funziona il 5G rispetto al 4G e perché è molto più veloce?

Come funziona il 5G rispetto al 4G, e perché è così tanto più veloce?

Si chiama 5G perché include un cambiamento nella tecnica di modulazione che aumenta in modo sostanziale la quantità di dati che possono essere inviati in una singola forma d'onda.

La "modulazione" è il modo in cui le informazioni vengono trasportate da un'onda radio. Le prime tecniche di modulazione erano la "modulazione di ampiezza", che ha permesso la radio AM ed è ancora usata oggi.

I segnali digitali possono essere modulati allo stesso modo.

Con il tempo, gli scienziati/ingegneri hanno trovato il modo di includere più informazioni nella stessa onda portante, e le forme d'onda sono diventate molto complesse.

Quello che il 5G ha fatto è trovare un altro modo per aumentare la complessità della forma d'onda per trasportare più dati. L'aumento rispetto al 4G è di circa 2-4 volte, e ha diverse varianti che permettono un aumento maggiore o minore.

*Questa* è la grande differenza.

Tuttavia, quando hanno scritto gli standard 5G, hanno anche aumentato la gamma di frequenze su cui poteva operare. Se si torna al primo grafico digitale, si può vedere che più velocemente arrivano le onde, più velocemente arrivano gli 0 e gli 1 - cioè, la larghezza di banda è direttamente proporzionale alla frequenza della portante.

4G era limitata a una gamma di frequenze fino a circa 8GHz, e la maggior parte delle portanti usava frequenze intorno ai 2GHz. Il 5G è definito per operare a frequenze fino a 100GHz. *Se* una rete cellulare fosse implementata a 100GHz, sarebbe 50 volte più veloce della rete a 2GHz SOLO a causa della frequenza della portante.

IN FATTO, nessuno sta operando una rete 5G a 100GHz, perché la gamma di trasmissione è troppo breve. Infatti, le frequenze da 60-80GHz sono fondamentalmente inutilizzabili perché quella è la regione di risonanza di una molecola d'acqua, il che significa che l'acqua assorbirà/blocca il segnale, e l'aria è piena di molecole d'acqua (la chiamiamo "umidità").

Considera la portata del WiFi: A 2,4GHz, potrebbe raggiungere qualche centinaio di metri. A 5GHz, è probabile che non superi i 30 metri. (Ci sono dei fattori, naturalmente)

Inoltre, non è facile ottenere spazio nello spettro radio perché è già usato per tante altre cose. (Sembra diventare più affollato a frequenze più alte, ma questo è perché il grafico utilizza una scala logaritmica.)

Negli Stati Uniti, una banda intorno a 3,5GHz è stata aperta per l'uso cellulare. Ma T-Mobile ha deciso di implementare il suo 5G a 700MHz - una frequenza più bassa che sacrifica la velocità ma estende le aree di copertura. La maggior parte dei carrier stanno usando le stesse frequenze che hanno usato per il 4G, perché costa un sacco di soldi cambiare tutte le radio e le antenne ad una nuova frequenza. Tuttavia, Verizon sta promettendo una versione "a banda ultralarga" del 5G che opererà a 28GHz e/o 38GHz. A quelle frequenze, il raggio di trasmissione sarà di circa 10 piedi.