SosTech. L’evoluzione delle reti mobili: dai 9,8 Kbps del GSM ai 10 Gbps del 5G

di di Andrea Galassi |

Entro il 2020, con il 5G, si dovrebbe fruire di servizi di connettività mobile in grado di assicurare velocità di connessione nominali pari a 10 Gigabit per secondo. Le principali tappe del percorso di innovazione delle comunicazioni mobili.

Rubrica settimanale #SosTech, frutto della collaborazione tra Key4biz e SosTariffe.
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Italia


5G

Anno 1998. La rete radiomobile forniva una capacità di trasmissione dati nominale pari a 9,8 Kbps (Kilobit per secondo). Anno 2013. La velocità media di connessione alla rete Internet in mobilità si è attestata in Italia sui 5 Mbps (Megabit per secondo), stando al più recente Rapporto sullo stato di Internet elaborato da Akamai Technologies. Anno 2020. La tecnologia 5G dovrebbe consentire di accedere alla Rete da smartphone, tablet e altri dispositivi mobili con una velocità di connessione massima pari a 10 Gbps (Gigabit per secondo). Per una panoramica delle attuali offerte di mercato per l’accesso a Internet in mobilità, e per un confronto delle medesime, si consiglia di fare riferimento al servizio di comparazione curato dallo staff di SosTariffe.it.

 

Alla sperimentazione della tecnologia 5G ha iniziato a lavorare l’operatore di telecomunicazioni nipponico NTT DoCoMo, in collaborazione con Ericsson, Nokia, NEC, Alcatel-Lucent, Samsung e Fujitsu. Impegnata su tale fronte è anche Huawei.

 

Dai 9,8 Kbps di sedici anni fa si è passati oggi ai 100 Mbps (in download) e ai 50 Mbps (in upload) della tecnologia LTE (Long Term Evolution). Quali le principali tappe del percorso? Per rispondere al meglio, si ritiene opportuno affidarsi agli addetti ai lavori. Nello specifico, si è scelto di fare riferimento agli interventi di Umberto Ferrero e Michele Gamberini, responsabili TILab – Wiress Networks, ospitati sulle pagine del Notiziario Tecnico di Telecom Italia.

 

“Il percorso definito nell’ambito degli standard si è concretizzato in una sequenza di passi evolutivi che, in circa 10 anni, ci hanno portato da velocità trasmissive dell’ordine di poche decine di kbit/s, con il GPRS, agli oltre 100 Mbit/s di LTE, passando attraverso EDGE, UMTS R99, HSPA, HSPA+. […] Il servizio internet ultra-broadband basato sulla tecnologia LTE è stato lanciato in Italia lo scorso novembre (2012, n.d.R.)”, scrivono Ferrero e Gamberini.

 

Il sistema GSM (Global System for Mobile Communications) era stato standardizzato in origine per supportare in via principale servizi voce ed SMS. “L’unica forma, abbastanza primitiva, di trasmissione dati era abilitata dalla funzionalità CSD (Circuit Switched Data), che consentiva di raggiungere la velocità di 9,8 kbit/s, su canale dedicato”, ricordano gli esperti.

 

La rete GSM è stata aggiornata nel 1999, con l’introduzione del GPRS (General Packet Radio Service), una tecnologia che abilita la trasmissione dati a pacchetto su canale condiviso fra più clienti e che supporta una velocità di trasmissione in downlink (nella tratta tra la stazione radio e il terminale) di alcune decine di kbps. Nel 2000 si è realizzato il passaggio alla tecnologia EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution), in grado di trasmettere dati con velocità in downlink fino a 200 Kbps. Un anno dopo, ecco arrivare lo standard UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), “la prima rete mobile che nasce come rete multi-servizio, in grado cioè di supportare contemporaneamente servizi voce, SMS e di video comunicazione nel dominio CS (Circuit Switch) e servizi dati nel dominio PS (Packet Switch)”.

 

Nel 2006 è stato introdotto il protocollo HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), “che impiega un canale a pacchetto ad alta velocità condiviso tra più utenti e tecniche trasmissive avanzate, incrementando la velocità e riducendo la latenza. In questa prima fase di sviluppo, il throughput (la capacità di trasmissione utilizzata, n.d.R.) di picco supportato in DL (downlink, n.d.R.) è pari a 3,6 Mbit/s”.

 

Il protocollo HSPA è stato oggetto di un aggiornamento nel 2007 e di un secondo aggiornamento a inizio 2009. Interventi che hanno portato le velocità trasmissive di picco rispettivamente a 7,2 Mbps e 14,4 Mbps. In parallelo – proseguono Ferrero e Gamberini – è stata introdotta la tecnologia HSUPA (High Speed Uplink Packed Access), che incrementa il throughput di picco fino a 5,7 Mbps in uplink (nella tratta dal terminale alla stazione radio).

 

La tappa successiva ha portato con sé lo standard HSDPA+ (HSDPA Evolution), che ha permesso di raggiungere una velocità trasmissiva di 21 Mbps, “grazie alla modulazione 64 QAM (Quadrature Amplitude Modulation, n.d.R.) e di 42 Mbit/s con la tecnica DC (dual-carrier) che affascia due canali UMTS (2×5 MHz) […] Nei prossimi anni si introdurrà la funzionalità di EUL (Enhanced Up-Link) che porterà prima a 11 Mbit/s e poi a 22 Mbit/s il throughput di picco in up-link”.

 

Nel 2012 si è realizzato il lancio della tecnologia LTE, basata su una nuova tecnica di accesso e sull’implementazione di nuovi nodi di rete d’accesso e di core network, e in grado – con 20 MHz di banda e i terminali di categoria 3 – di consentire velocità fino a 100 Mbps in downlink e fino a 50 Mbps in uplink. Con i terminali di categoria 4, le velocità di picco supportate si attestano sui 150 Mbps in DL e sui 50 Mbps in UL.

 

Gli operatori di telecomunicazioni in Italia sono ora impegnati nell’implementazione delle tecnologie LTE-A (Long Term Evolution Advanced), finalizzate a incrementare le prestazioni della rete radiomobile.

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