Telefonia cellulare 

Celle di colori

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La telefonia mobile è un elemento strategico delle comunicazioni.

L'immagine che colora la parte alta di questa pagina verrà richiamata in seguito. Come introduzione basti osservare che:

Le generazioni di telefonia mobile

La telefonia mobile è disponibile in Italia dal 1973. In sintesi le varie tecnologie che si sono succedute sono indicate con il termine generazione (G), identificate da un numero e, a volte, da una sigla:

4G

La telefonia di quarta generazione è iniziata ufficialmente un Europa nel 2010 ed identifica un insieme piuttosto ampio di diverse tecnologie in continua evoluzione.

4G utilizza varie frequenza, che dipendono anche dalle normative nazionali. In Europa abbiamo:

Normalmente per una comunicazione sono utilizzate due frequenze, una per l'uplink (trasmissione dal dispositivo mobile alla rete fissa), in genere a frequenza più bassa, ed una per il downlink, Per esempio la banda a 1 800 MHz usa le frequenze:

La banda associata a ciascun singolo utente è variabile tra circa 1 e 20 MHz in funzione delle tecnologie utilizzate. Ovviamente bande più ampie permettono una maggior capacità di canale, ma anche un minor numero di canali utilizzabili in contemporanea.

La potenza di trasmissione dal lato fisso è tipicamente di qualche decina di watt, in funzione della dimensione della cella. La potenza trasmessa dal telefono è di 1 W o poco più, difficile da aumentare se non compromettendo in modo significativo la durata della batteria.

Anche le tecniche di modulazione e canalizzazione usate sono molte:

In genere la velocità massima di connessione permessa da una tecnologia LTE viene indicata con il termine categoria (Cat) seguito da un numero che varia da 0 a 21. Per esempio abbiamo:

Le tecnologie di categoria 6 e superiori sono indicate come LTE Advanced o LTE+.

5G

La telefonia di quinta generazione ha numerosi obbiettivi:

Si può notare che questi obbiettivi sono in parte sovrapponibili con quelli di WiFi 6, tecnologia con la quale sono peraltro previste in futuro forti interazioni.

5G utilizza varie frequenza, che dipendono anche dalle normative nazionali. In Europa abbiamo:

La cella

In un sistema di dispositivi mobili non è tecnicamente possibile coprire un'area molto ampia con una singola antenna fissa. Tre le ragioni:

La soluzione universalmente adottata è quella di dividere il territorio in piccole aree (celle) coperte da una singola antenna che trasmette un piccolo gruppo di frequenze. Questo risolve i tre problemi sopra menzionati:

Il criterio di dimensionamento delle celle sono principalmente legare al numero di utenze previste:

La forma di una cella è evidentemente circolare o ellissoidale, con l'intensità massima del segnale elettromagnetico al centro della cella (nota 2). Nelle aree di "confine" tra più celle è ricevuto il segnale di più antenne fisse.

Convenzionalmente una cella è disegnata come esagonale. Nella figura seguente è mostrata in modo schematico una serie di celle:

Cluster

Normalmente le antenne sono poste in luoghi elevati, leggermente inclinate verso il basso di qualche grado (tilt); spesso lo stesso luogo ospita antenne per più tecnologie e più operatori. L'immagine seguente è relativa al tetto di un edificio posto nel mio paese.

Antenne per telefonia cellulare

Infine nella cartina seguente sono mostrate le antenne poste nelle vicinanze della scuola dove insegno, in rosso (nota 3). Da notare che le due antenne più vicine sono nascoste da due piccole alture...

Note

  1. Tecnicamente LTE è a cavallo di terza e quarta generazione ed è per questo a volte indicata come 3.9G oppure come pre-4G
  2. Evidentemente anche la presenza di ostacoli va tenuta in considerazione
  3. Fonte: https://lteitaly.it/it
  4. Normalmente una stazione base LTE utilizza 4 antenne per settore; il telefono, per ragione meccaniche, si deve limitare a 2 sole antenne
  5. Attualmente le trasmissioni televisive (DVB-T2, Digital Video Broadcasting - Second Generation Terrestrial) usano le frequenza comprese tra 470 e 694 MHz


Pagina creata nel maggio 2022
Ultima modifica: 17 giugno 2022


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