Qual è la differenza tra 4G e 5G?

Sapevate che entro il 2025 si prevede che 40% della popolazione mondiale avrà accesso al 5G? Eravamo tutti entusiasti del lancio del 4G, e sembra ieri. Tuttavia, il 5G è già all'orizzonte. La velocità, l'efficienza e le capacità che i nostri dispositivi mobili hanno acquisito in un periodo di tempo così breve sono sbalorditive. Il 4G LTE è stato lo standard del settore per l'Internet veloce sui dispositivi mobili, mentre la connettività mobile continua a svilupparsi, ma il 5G sta rapidamente diventando la prossima generazione di tecnologia wireless. Il 5G è destinato a trasformare le comunicazioni e le interazioni digitali con il potenziale di velocità ultraveloci, latenza ridotta e connettività massiccia dei dispositivi.

Questo articolo confronta 4G LTE e 5G in base a vari parametri quali velocità, latenza, copertura, costi e applicazioni. Alla fine saprete esattamente come variano le diverse tecnologie e quale soddisfa meglio le vostre esigenze.

Che cos'è il 4G LTE?

Il termine "4G LTE" è l'acronimo di "Fourth Generation Long Term Evolution", uno standard tecnologico di rete mobile per il trasferimento di dati ad alta velocità. Si tratta essenzialmente della forma più avanzata della tecnologia di rete mobile di quarta generazione. "LTE" è l'elemento chiave, che indica la tecnologia che rende possibili queste alte velocità.

Dopo la trasmissione dei dati, il ricevitore riassembla i bit di dati frammentati utilizzando i principi OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Molti pacchetti di dati vengono inviati a un IPS (Internet protocol system) tramite l'LTE. È adattabile perché incorpora tecnologie di antenna MIMO (multiple input, multiple output).

Caratteristiche principali:

Internet mobile ad alta velocità: In teoria, la velocità massima dell'LTE è di 100 Mbps. In pratica, la velocità massima è di 15 Mbps.

Ampia area di copertura: In genere, ciò consente di ottenere una copertura totale più ampia, poiché il 4G LTE utilizza bande di frequenza medio-basse, che possono andare più lontano e penetrare nelle strutture.

Bassa latenza per applicazioni in tempo reale: La bassa latenza è garantita dalla tecnologia ODFMA supportata dalla tecnologia LTE e riduce i ritardi nell'invio di grandi carichi di dati.

Applicazioni:

• Collegare diversi sensori e dispositivi intelligenti per raccogliere e gestire i dati.
• I servizi vocali e altre applicazioni time-sensitive sono resi possibili dalla riduzione della latenza.
• Gli utenti possono communicare in altre città e in tutto il mondo e lavorare a distanza grazie all'LTE.

Che cos'è il 5G?

Il 5G, o "Fifth Generation of Mobile Networks" (quinta generazione di reti mobili) è il più recente standard tecnologico per le reti cellulari. Offre velocità elevate, minore latenza e maggiore capacità rispetto alle versioni precedenti, come il 4G. Questo risultato si ottiene fornendo una trasmissione di dati ad alta larghezza di banda per una varietà di dispositivi grazie all'uso di nuove frequenze radio, sistemi di antenna avanzati e architettura di rete.

Anche il 5G, come il 4G LTE, utilizza l'OFDM e funzionerà secondo gli stessi principi del networking mobile. Per offrire un maggiore livello di flessibilità e scalabilità, l'OFDM sarà ulteriormente migliorato dalla nuova interfaccia aerea 5G NR (New Radio). Molte nuove strategie di progettazione dell'interfaccia aerea 5G NR, tra cui un nuovo design di subframe TDD (Time Division Duplex) autonomo, hanno reso possibile un'ulteriore estensione del 5G.

Caratteristiche principali:

Velocità elevatissime: Il 5G utilizza bande di frequenza più elevate, come le onde millimetriche (mmWave), per aumentare la capacità di trasmissione dei dati. In teoria, la velocità massima del 5G è di 20 Gbps. È significativamente più veloce della velocità massima del 4G, che è di 1 Gbps.

Latenza estremamente bassa: Rispetto alle reti precedenti, il 5G riduce significativamente la latenza, o ritardo, che è essenziale per le applicazioni che richiedono una risposta in tempo reale.

Connettività massiccia dei dispositivi: Per migliorare la qualità e la capacità del segnale nelle aree congestionate, il 5G si avvale di antenne "Massive MIMO". Si tratta di più elementi di antenna che possono inviare e ricevere segnali a più dispositivi contemporaneamente.

Applicazioni:

• Il 5G è utilizzato in applicazioni come l'Internet delle cose (IoT), le auto autonome e lo streaming di video HD di alta qualità.
• La tecnologia 5G si espande a un'ampia gamma di applicazioni, tra cui la chirurgia a distanza, le auto senza conducente e il miglioramento dell'utilizzo della banda larga mobile.

Confronto di velocità: 4G LTE vs. 5G

Per l'uso quotidiano, la tecnologia 4G LTE offre una velocità di circa 100 Mbps, sufficiente per lo streaming, il download di file di grandi dimensioni e la maggior parte dei giochi online. Tuttavia, la tecnologia 5G offre velocità notevolmente superiori. In circostanze ideali, il 5G può raggiungere velocità fino a 20 Gbps, con velocità da 10 a 100 volte superiori rispetto al 4G LTE. Le reti 5G continuano a superare il 4G LTE anche in scenari reali. I tipi di implementazione, a banda bassa, media o alta, determinano questo comportamento del 5G. Il 5G consente di raggiungere queste velocità elevate grazie alla sua tecnologia avanzata, che utilizza bande di frequenza più elevate per consentire una migliore velocità di trasferimento dei dati.

Grazie a questi progressi, gli utenti possono ora scaricare un film in HD in pochi secondi e partecipare ad attività in tempo reale come i giochi online e le videoconferenze senza quasi alcun ritardo. L'esperienza mobile è stata rivoluzionata dal 4G LTE, ma il 5G offre molto di più di una maggiore velocità di download. Molte nuove tecnologie, come l'Internet delle cose (IoT), le auto autonome e le città intelligenti, saranno costruite sulla base del 5G.

Latenza e reattività

La latenza delle reti 4G LTE è solitamente compresa tra 30 e 70 ms, un valore sufficientemente basso per la maggior parte delle applicazioni mobili, ma che può comunque causare ritardi evidenti nei giochi o nelle videoconferenze.

La latenza del 5G può scendere a 1 millisecondo. Il 4G LTE ha una latenza più elevata rispetto al 5G a causa della sua architettura di rete, meno ottimizzata per ridurre al minimo i ritardi di trasmissione. Le reti 5G sono costruite con una gestione dei dati più efficiente e intervalli di frame più brevi, riducendo la latenza. Questo è perfetto per applicazioni mission-critical come la chirurgia a distanza e l'automazione manifatturiera in tempo reale.

Nelle applicazioni in cui anche piccoli ritardi possono influenzare notevolmente l'esperienza dell'utente, come i giochi online, le videoconferenze e le esperienze di realtà aumentata, la minore latenza del 5G si traduce in tempi di risposta più rapidi. Applicazioni come la chirurgia a distanza, l'elaborazione dei dati in tempo reale nelle città intelligenti e le automobili senza conducente richiederanno questa reattività quasi istantanea. Il 5G è destinato a gestire la trasmissione di dati in tempo reale come il 4G non può fare grazie alla sua latenza estremamente bassa e all'enorme capacità.

Copertura e disponibilità

Poiché il 4G LTE utilizza bande di frequenza medio-basse, che possono andare più lontano e penetrare nelle strutture, spesso offre una copertura complessiva più ampia rispetto al 5G. Mentre il 5G è progettato per supportare un numero maggiore di dispositivi, il 4G LTE è in grado di gestirne molti. Poiché queste bande di frequenza più alte non sono in grado di attraversare le ostruzioni, il 5G offre velocità molto più elevate, soprattutto nello spettro a banda alta, pur essendo limitato ad avere una copertura più ampia in alcuni luoghi.

Grazie all'uso di tecnologie come il massive MIMO e le small cell, una rete 5G può connettere simultaneamente più di un milione di dispositivi per chilometro quadrato. Grazie a questo significativo miglioramento rispetto alle precedenti generazioni di reti mobili, il 5G è perfetto per ambienti ad alta densità di dispositivi, come le smart city o i grandi eventi sportivi.

La tecnologia 5G ad alta banda è vantaggiosa nei settori che richiedono un'elevata larghezza di banda e una congestione di rete minima. Tuttavia, la tecnologia 4G LTE è una buona opzione per la copertura e la coerenza delle operazioni in aree più disperse o remote, grazie alla sua capacità di superare gli ostacoli e raggiungere luoghi molto distanti.

Il 5G è progettato per supportare le industrie connesse del futuro, compresa l'automazione alimentata dall'IA e dalla robotica. Il 5G è l'evoluzione della rete da scegliere se il vostro settore è destinato a crescere rapidamente e ad adottare tecnologie all'avanguardia.

Compatibilità dei dispositivi ed ecosistema

Il 4G LTE è attualmente la tecnologia di rete mobile più diffusa, supportata da un'ampia gamma di smartphone, tablet e dispositivi Internet of Things. Sebbene attualmente limitati, i dispositivi compatibili con il 5G stanno diventando sempre più diffusi. Poiché questi dispositivi utilizzano una nuova tecnologia, sono in genere più costosi.

Gli smartphone e i dispositivi IoT con funzionalità 5G stanno diventando sempre più convenienti grazie alla crescita dell'infrastruttura 5G. Rispetto all'LTE, l'infrastruttura 5G è più costosa e complessa. Per la rete centrale e la supervisione delle operazioni di rete, è necessaria una nuova architettura basata sul cloud. Pertanto, per costruire e gestire le reti, il 5G richiederà più sviluppo e investimenti rispetto all'LTE.

Costo e convenienza

Tra 4G LTE e 5G, anche se l'esatta differenza di prezzo varia a seconda del fornitore e della località, il 5G è generalmente più costoso del 4G LTE. Ciò è dovuto al fatto che la tecnologia più recente richiede maggiori investimenti in infrastrutture. Ciò si traduce in un aumento dei costi dei piani dati per i consumatori, ma il 4G LTE è ancora un'opzione più conveniente per gli utenti che non hanno bisogno delle velocità molto più elevate offerte dal 5G.

• Implementazione della rete:

L'implementazione della rete 5G è più costosa rispetto al mantenimento dell'infrastruttura 4G LTE esistente, il che potrebbe comportare costi più elevati per i clienti.

• Costo del dispositivo:

La rete 5G può anche avere un costo per i dispositivi che richiedono le funzionalità 5G, che di solito sono più costosi dei dispositivi con supporto 4G LTE.

• Utilizzo dei dati:

Sebbene il 5G offra velocità più elevate, per gli utenti che utilizzano grandi quantità di dati il passaggio ai servizi 5G può comportare un aumento dei costi.

Efficienza energetica e impatto ambientale

Le moderne reti 4G LTE utilizzano funzioni di gestione dell'alimentazione per ottimizzare l'uso dell'energia, soprattutto quando sono in stato di inattività, dove il consumo energetico è significativamente inferiore. In generale, le reti 4G LTE consumano più energia rispetto alle vecchie tecnologie cellulari, come la 3G, a causa della maggiore velocità dei dati, che richiede livelli di energia più elevati durante il trasferimento dei dati.

Sebbene le reti 5G siano più efficienti dal punto di vista energetico rispetto alle 4G, potrebbero comunque consumare molta energia a causa della crescente capacità di dati. Il consumo di energia aumenta anche con la trasmissione mmWave, l'edge computing e quando le applicazioni come l'Internet delle cose diventano più common. Tuttavia, il settore delle telecomunicazioni sta implementando l'innovazione e pensando fuori dagli schemi per consentire quanto segue.

• Raffreddamento, chipset ed elaborazione dati ad alta efficienza energetica per ridurre il consumo energetico di base.
• Gestione intelligente e dinamica del Core e della RAN per ridurre al minimo gli sprechi riconfigurando o spegnendo selettivamente le risorse sottoutilizzate.
• Migliori procedure di installazione e collaudo per individuare e rimuovere le cause inefficienti di sovrapposizione della copertura cellulare, interferenze RF e perdita di segnale.

Considerazioni sulla sostenibilità:

Il 5G contribuisce alle iniziative di sostenibilità supportando tecnologie verdi come l'automazione ad alta efficienza energetica e le reti intelligenti. Secondo alcuni studi, in termini di bit di dati per kilowatt, le reti 5G possono essere fino a 90% più efficienti delle reti 4G. Rispetto al 4G, questo utilizza meno segnali e invia i dati più rapidamente. Entro il 2030, il 5G ha il potenziale di ridurre le emissioni di anidride carbonica di miliardi di tonnellate.

Casi d'uso: Quando scegliere 4G LTE vs. 5G

Casi d'uso 4G LTE:

• Banda larga mobile: Utilizzo di smartphone e tablet per accedere a Internet per scopi quali la navigazione online, lo streaming video e l'utilizzo di applicazioni ad alta intensità di dati.
• Dispositivi IoT in grandi aree: Collegare diversi sensori e dispositivi intelligenti per raccogliere e gestire i dati. Lo stesso standard LTE ha dato origine alla categoria concorrente nota come NB-IoT (Narrowband IoT), che è destinata all'uso da macchina a macchina e ha visto un enorme aumento di accettazione.
• Reti di pubblica sicurezza: Forniscono ai primi soccorritori una connessione voce e dati affidabile e veloce in caso di emergenza.
• Accesso wireless fisso: Per le aree in cui le opzioni di banda larga cablata sono limitate, il 4G LTE offre una connettività Internet affidabile.

Casi d'uso del 5G:

• Applicazioni ad alta larghezza di banda: La velocità dei dati del 5G consente lo streaming fluido di file video 4K di grandi dimensioni, che richiedono molta capacità. Il 5G può fornire esperienze VR e AR fattibili e ad alta risoluzione, che spesso richiedono lo streaming di video 4K con una grande larghezza di banda.
• Assistenza sanitaria: Tecnologia indossabile, e-health, diagnostica e operazioni a distanza e supporto dell'IA per le persone con disabilità.
• Veicoli autonomi: Nel più breve tempo possibile, i veicoli autonomi devono essere in grado di elaborare le informazioni e apportare le modifiche necessarie. Le flotte di veicoli autonomi saranno in grado di ricevere aggiornamenti e apportare modifiche grazie alla bassissima latenza, alla maggiore capacità e alla copertura.
• Città intelligenti: Per servire meglio i loro residenti, monitorare i servizi pubblici e tenere sotto controllo le infrastrutture cittadine, le amministrazioni locali stanno utilizzando le reti 5G.

Casi d'uso per reti ibride: Le aziende possono disporre della flessibilità delle soluzioni edge 5G e LTE in siti temporanei e permanenti senza perdere in sicurezza, affidabilità, prestazioni delle applicazioni o semplicità di gestione. Tutto ciò che è necessario per mantenere connessi i dipendenti e le tecnologie più importanti è fornito da soluzioni di rete WAN ibride.

Conclusione

Grazie all'ampia copertura e al costo contenuto, il 4G LTE continua a essere la base della connessione mobile, ma il 5G offre miglioramenti rivoluzionari in termini di velocità, latenza e connettività. La scelta tra 4G LTE e 5G si basa sulla disponibilità e sulle esigenze individuali.

È evidente che, nel dibattito tra 4G LTE e 5G, ciascuna rete può presentare dei vantaggi. L'opzione migliore per voi dipenderà dalle vostre esigenze specifiche. Anche se il 5G promette una connettività di gran lunga superiore, una latenza ridotta e velocità più elevate, il 4G LTE è ancora un'opzione affidabile e completa per le aree che attualmente non necessitano di prestazioni all'avanguardia. La cosa più importante è assicurarsi che la rete sia in grado di soddisfare le esigenze del presente e del futuro, sia che ci si stia preparando per il passaggio alla tecnologia 5G sia che si stia ottimizzando per il 4G LTE.