Infrastruttura complessa: come funziona la nostra rete di telefonia mobile

Oggi, una rete di telefonia mobile nazionale è una parte importante della nostra vita quotidiana. Ma cosa succede in realtà dietro le quinte affinché il nostro smartphone possa beneficiare di una ricezione praticamente ovunque? Diamo un'occhiata a come funzionano le comunicazioni mobili - e mostriamo quale ruolo gioca il 5G.

Oggi possiamo facilmente chiamare un'altra persona in qualsiasi parte del mondo da qualsiasi luogo. Possiamo anche leggere le notizie sul nostro smartphone mentre andiamo al lavoro o ascoltare senza interruzioni musica in streaming sul treno ad alta velocità. Diamo queste possibilità per scontate e difficilmente pensiamo a tutto ciò che sta dietro queste conquiste moderne.

Telefonare e navigare con i telefoni cellulari
La nostra rete di telefonia mobile è costituita da una moltitudine di componenti che lavorano insieme per fornire i servizi che usiamo. Quando usiamo il nostro smartphone, esso genera onde elettromagnetiche mediante un'antenna incorporata. Queste onde permettono ai dati - come la nostra voce, il testo o le immagini - di essere trasmessi attraverso l'aria, senza cavi.

Questi dati sono ricevuti da un traliccio di telefonia mobile. L'antenna ivi installata converte le onde elettromagnetiche in segnali elettrici e trasmette i dati tramite cavi sotterranei in fibra ottica. Nel cosiddetto backbone, la nostra richiesta viene elaborata dai server dell'operatore di telefonia mobile. Se si tratta di una telefonata, i nostri dati audio vengono inviati all'antenna più vicina alla persona con cui stiamo parlando - e da lì vengono inviati tramite onde elettromagnetiche allo smartphone corretto. Se invece abbiamo avuto accesso a un sito web, la nostra richiesta passa all'Internet pubblico e torna a noi lungo lo stesso percorso.

Antenne cellulari per comunicazioni senza interruzioni
L'area coperta da un singolo traliccio di telefonia mobile è chiamata cella radio. Se un telefono cellulare si trova all'interno di una cella radio, può comunicare con la torre di telefonia mobile corrispondente. La dimensione della cella radio dipende dal luogo e dalla potenza di trasmissione dell'antenna - entrambi sono strettamente regolati in Svizzera. Non tutti i luoghi sono ugualmente adatti per una torre di telefonia mobile. Gli operatori di telefonia mobile sono dunque impegnati per trovare i migliori siti di antenne disponibili.

Per garantire una copertura di telefonia mobile che sia più completa possibile, le celle radio delle antenne di telefonia mobile vicine si sovrappongono. Possiamo passare da una cella radio all'altra senza che la nostra conversazione venga interrotta. Questo processo è chiamato handover. Chiamiamo l'insieme di tutte le celle di telefonia mobile la rete di telefonia mobile.

Comunicazioni mobili standardizzate a livello internazionale
Utilizziamo norme e protocolli standardizzati a livello internazionale per fare in modo che i telefoni cellulari di produttori diversi e trasmettitori di provider diversi possano comunicare tra loro senza problemi. Alfine di introdurre nuove e migliori tecnologie di comunicazione mobile in modo coordinato, gli standard sono raggruppati nelle generazioni di telefonia mobile. Responsabile di questo è l'organizzazione di standardizzazione 3GPP e i suoi membri.

Questo ci porta al 5G: il 5G è la quinta generazione di standard di comunicazione mobile e - come il 2G, il 3G e il 4G prima di esso - include protocolli di comunicazione migliorati e nuove funzionalità rispetto alle generazioni precedenti. Il 5G permette ad esempio di trasmettere i dati in modo più efficiente e veloce. L'ultima tecnologia mobile richiede solo 0,2 watt per trasmettere un megabyte di dati. Questo è quasi 10’000 volte meno che con il 2G e dieci volte meno che con il 4G. Di conseguenza, il 5G richiede l'85% in meno di energia per la stessa quantità di dati rispetto alle reti di oggi. Questo è sostenibile e permette di far fronte alla crescita della trasmissione mobile di dati.

Il 5G aumenta anche il numero massimo di dispositivi che possono essere serviti simultaneamente all'interno di una cella radio mobile. Questo è importante perché nell'era dell'"Internet delle cose" ci saranno molti nuovi dispositivi mobili in futuro. Infine, il 5G introduce il beamforming e le antenne adattive, due nuove caratteristiche che permettono ai trasmettitori di comunicare con i dispositivi mobili in modo mirato ed efficiente dal punto di vista energetico, e di far fronte alla crescita della trasmissione mobile dei dati.

Con il costante ammodernamento dell'infrastruttura di rete mobile e l'attuale aggiornamento alla quinta generazione, avremo anche in futuro le capacità necessarie per una rete mobile stabile. Inoltre, l'ambiente, l'economia e tutti noi che vogliamo continuare a beneficiare delle comodità di una moderna rete mobile beneficeremo delle caratteristiche migliorate.

Maggiori informazioni:

• Informationszentrum Mobilfunk: Wie funktioniert Mobilfunk?
• FAQ: Cos’è un’antenna adattiva?
• FAQ: Cos’è il Beamforming?
• FAQ: Cos’è la radiazione elettromagnetica?