◉ Mobile e IoT

4G e 5G: bande, frequenze e perché il segnale cambia così tanto

Come funzionano le reti 4G e 5G: bande basse e alte, 5G NSA e SA, aggregazione di portanti e perché la velocità reale varia tra stanze, città e orari.

Lo stesso smartphone, sulla stessa rete, può scaricare a centinaia di megabit al secondo in piazza e faticare a caricare una pagina in cantina. Accanto all'icona «5G» la connessione può essere più lenta di un 4G pieno. Per capire perché, bisogna guardare oltre la sigla e capire come funzionano frequenze, celle e tecnologie.

La regola fondamentale delle frequenze

Le reti mobili trasmettono su diverse bande di frequenza, e ogni banda ha un compromesso preciso:

  • frequenze basse (sotto 1 GHz): coprono grandi distanze e attraversano bene muri e solai, ma offrono poca capacità;
  • frequenze medie (tra 1 e 6 GHz circa): buon equilibrio tra copertura e velocità;
  • frequenze molto alte, dette onde millimetriche: capacità enorme, ma portata ridotta e difficoltà anche con ostacoli leggeri come una finestra o il corpo umano.

In pratica, più alta è la frequenza, più veloce può essere la connessione e più corta la distanza utile. Un operatore combina bande diverse per avere sia copertura capillare sia velocità nelle zone affollate.

4G LTE: la base che regge tutto

Il 4G è ancora la spina dorsale delle reti mobili. Usa più bande contemporaneamente grazie all'aggregazione di portanti: il telefono si collega a due, tre o più frequenze nello stesso momento e somma la capacità. Per questo due telefoni 4G possono avere velocità molto diverse nello stesso punto: dipende da quante bande e quali combinazioni supportano.

Il 4G gestisce anche le chiamate vocali con il VoLTE, che offre audio di qualità migliore e connessione dati attiva durante la telefonata.

5G: cosa cambia davvero

Il 5G introduce una nuova interfaccia radio, chiamata NR (New Radio), più efficiente nell'uso dello spettro e capace di gestire molti più dispositivi per cella con una latenza più bassa. Ma il beneficio dipende dalla banda in uso:

5G su... Copertura Velocità tipica Dove si trova
bande basse ampia, anche indoor simile a un buon 4G zone estese, interni
bande medie buona molto superiore al 4G città, aree servite
onde millimetriche pochi metri o decine di metri altissima stadi, punti specifici

Un'icona «5G» su banda bassa può quindi offrire prestazioni paragonabili a un 4G ben aggregato. Il salto si sente soprattutto sulle bande medie.

NSA e SA

Molte reti 5G sono nate in modalità non-standalone (NSA): il telefono si appoggia a una connessione 4G per il controllo e usa il 5G per aumentare la velocità dei dati. Nella modalità standalone (SA) anche il nucleo della rete è 5G, il che permette latenze più basse e funzioni avanzate. Per l'utente comune la differenza più visibile riguarda spesso i consumi e la stabilità della connessione, che variano in base all'implementazione dell'operatore e al modello di telefono.

Perché la velocità varia così tanto

I fattori principali sono:

  1. distanza dall'antenna: il segnale si indebolisce e il telefono passa a modulazioni più robuste ma più lente;
  2. ostacoli: muri in cemento armato, vetri basso emissivi e piani interrati attenuano fortemente le frequenze medie e alte;
  3. affollamento della cella: la capacità di una cella è condivisa tra tutti gli utenti collegati; la sera o durante un evento la velocità individuale cala;
  4. compatibilità del telefono: bande e combinazioni supportate variano molto tra modelli, anche dello stesso produttore;
  5. piano tariffario: alcune offerte limitano la velocità massima o non includono il 5G.

Come leggere il segnale del proprio telefono

Le tacche sono un indicatore approssimativo e ogni produttore le calcola a modo suo. Molti telefoni mostrano valori più precisi nei menu di stato o nelle impostazioni nascoste:

  • RSRP, la potenza del segnale ricevuto, espressa in dBm: valori più vicini allo zero indicano un segnale più forte;
  • SINR o RSRQ, la qualità del segnale rispetto al rumore e alle interferenze.

Un segnale forte ma disturbato può andare peggio di uno più debole ma pulito. Annotare questi valori in punti diversi della casa aiuta a capire dove il telefono lavora meglio.

Il 5G consuma più batteria?

Dipende. Nelle prime implementazioni NSA il telefono doveva mantenere attive due connessioni e i consumi erano più alti. Con chip più recenti e reti più mature la differenza si è ridotta. Se l'autonomia è un problema, molti telefoni permettono di usare il 5G solo quando serve, passando al 4G per le attività leggere.

In sintesi

  • Frequenze basse coprono di più, frequenze alte vanno più veloci ma più vicino.
  • Il 4G con aggregazione di portanti resta la base delle reti mobili e delle chiamate VoLTE.
  • Il 5G su banda bassa somiglia al 4G; il vero salto arriva sulle bande medie.
  • Distanza, ostacoli, affollamento e modello di telefono spiegano gran parte delle differenze di velocità.
  • RSRP e SINR dicono molto più delle tacche sulla qualità reale del segnale.
MM
Marco Marzaduri

Marco Marzaduri si occupa di cybersecurity, informatica forense e sviluppo web. Laureato in informatica e in psicologia, unisce l'analisi tecnica alla comprensione del fattore umano.

Leggi anche