Antenne 4G vs 5G: differenze chiave, prestazioni e tendenze future

Antenne 4G vs. 5G: Principali differenze, prestazioni e tendenze future

Mentre i progressi dell'era 4G continuano, il 5G è già all'orizzonte. I progressi in termini di velocità, efficienza e capacità offerti dai dispositivi mobili in breve tempo sono sorprendenti. Questo articolo aiuta i lettori a capire le differenze tra le antenne 4G e 5G e le loro caratteristiche.

Rappresenterà un significativo balzo in avanti in termini di connettività, velocità e capacità, nell'evoluzione della tecnologia di comunicazione wireless dal 4G al 5G. L'abilitazione di questi sistemi wireless è stata resa possibile dalle antenne. Questo articolo spiega tutte le differenze nelle bande di frequenza, nei tipi, nei vari vantaggi e svantaggi associati alle antenne 4G e 5G e le loro caratteristiche in termini di latenza, capacità, throughput ed efficienza energetica. Esamina anche gli scenari applicativi e le tendenze future, indicando come le antenne siano la spina dorsale delle moderne telecomunicazioni.

Tabella di confronto: Antenne 4G vs. Antenne 5G

2. Antenna - Dati di test dei parametri S

Sommario

• Cos'è un'antenna 4G?

• Cos'è un'antenna 5G?

• Bande di frequenza

• Tipi di antenna

• Vantaggi dell'antenna 4G e dell'antenna 5G

• Svantaggi dell'antenna 4G e dell'antenna 5G

• Latenza

• Capacità e throughput

• Scenari applicativi

• Consumo energetico

• Conclusione

Cos'è un'antenna 4G?

Il 4G è la quarta generazione della tecnologia di telecomunicazioni mobili. Rispetto alle generazioni precedenti, questa tecnologia di comunicazione mobile wireless 4G è caratterizzata da velocità di trasferimento dati più elevate, accesso alla rete più stabile e maggiori capacità di chiamate vocali e video. Le reti 4G possono consentire velocità di caricamento fino a 50 Mbps e velocità di download fino a 100 Mbps. Poiché offre bassa latenza e buffering trascurabile, gli utenti possono accedere facilmente ad applicazioni ad alta intensità di dati, giochi online e streaming video HD su dispositivi mobili.

Un'antenna per il 4G è appositamente progettata per ricevere e inviare segnali nella rete cellulare 4G, l'antenna 4G viene utilizzata per migliorare la potenza del segnale e la copertura di una rete 4G per aumentare le velocità di trasferimento dati più veloci e affidabili. Queste antenne supportano le tecnologie Multiple Input e Multiple Output (MIMO) che offrono dati ad alta velocità e una migliore efficienza dello spettro. Le antenne 4G normalmente servono con una copertura ad ampio raggio, velocità relativamente ridotte e affidabilità; di solito operano all'interno di intervalli di frequenza da 700 MHz fino a 2,6 GHz. Per migliorare la connettività e le prestazioni della rete, le antenne 4G vengono spesso implementate in quelle aree, sia rurali che remote, dove i segnali sono piuttosto deboli o instabili.

Cos'è un'antenna 5G?

Il 5G è la quinta generazione della tecnologia di rete cellulare wireless. Fondamentalmente, questo può essere menzionato come la sostituzione del 4G LTE, con una capacità maggiore, meno latenza e velocità più elevate in modo comparativo.La rete 5G è richiesta da applicazioni come la realtà virtuale, la realtà aumentata, le auto autonome e l'Internet of Things (IoT) utilizzando bande ad alta frequenza e complesse tecnologie di antenna per raggiungere velocità di trasferimento dati più elevate.

Un'antenna 5G svolge un ruolo importante nel fornire connettività ad alta velocità e bassa latenza nei dispositivi dell'architettura di rete 5G per la trasmissione e la ricezione di segnali. Queste antenne supportano tecnologie avanzate come il beamforming, il MIMO massivo e le frequenze delle onde millimetriche (mm Wave) per abilitare funzionalità di alto livello. Principalmente operano negli intervalli di frequenza da sub-6 GHz a mmWave (24 GHz e superiori).

Questa antenna per la comunicazione wireless 5G, che trasmette e riceve segnali sia nelle gamme di frequenza mm Wave che sub-6GHz, aiuta a mantenere le sue caratteristiche. Le antenne 5G dipendono dalla gamma di frequenza e dai requisiti specifici della rete 5G.

Bande di frequenza

Gamma di frequenza dell'antenna 4G

Le antenne 4G sono progettate per operare tra le bande di frequenza da 700 MHz a 2600 MHz, consentendo in tutto il mondo. Tuttavia, le bande specifiche possono variare in base alla regione e al provider di rete. Le prestazioni complessive dell'antenna sono influenzate dalla sua banda di frequenza, che è essenziale per stabilire l'area di copertura e la penetrazione del segnale attraverso gli ostacoli.

Le bande di frequenza più utilizzate per le reti 4G sono: 700 MHz (Banda 12/13/17), 800 MHz (Banda 20), 900 MHz (Banda 8), 1800 MHz (Banda 3), 2100 MHz (Banda 1), 2600 MHz (Banda 7)

Queste bande sono utilizzate da molte tecnologie 4G come WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) e LTE (Long-Term Evolution). Precisamente quali bande di frequenza verranno utilizzate da un'antenna 4G dipende sia dal provider di rete che dall'area in cui viene utilizzata.

Gamma di frequenza dell'antenna 5G

A seconda dell'applicazione, una vasta gamma di frequenze viene utilizzata dal 5G, comprese le bande sub-6 GHz e le bande mmWave (24 GHz e superiori).

• Sub-6 GHz: ciò include frequenze come 600 MHz, 2,5 GHz e 3,5 GHz, tutte inferiori a 6 GHz. Questo tipo di frequenze è relativamente buono per penetrare attraverso muri e altre barriere; possono essere utilizzate per fornire una copertura ad ampio raggio.

• mm Wave (onda millimetrica): questo copre le frequenze superiori a 24 GHz, come 28 GHz e 39 GHz. Queste frequenze hanno una copertura limitata, sono facilmente bloccate da ostruzioni, ma vengono utilizzate per comunicazioni ad alta velocità su brevi distanze e offrono velocità di trasferimento dati molto elevate.

Le bande di frequenza bassa, media e alta sono un altro modo per categorizzare il 5G. Per prestazioni ottimali, il 5G può utilizzare più frequenze in tutte e tre le bande e può potenzialmente utilizzare più frequenze contemporaneamente. Per questo motivo, le bande 5G sono più adattabili rispetto alle precedenti generazioni cellulari e offrono una migliore copertura e affidabilità. Ogni banda di frequenza ha caratteristiche e capacità distinte.

1. Banda bassa:

Rispetto ad altre bande, il 5G a banda bassa offre più copertura ma un throughput dati più lento perché utilizza frequenze inferiori a 1 GHz. La trasmissione del segnale a lunga distanza e la penetrazione del segnale attraverso ostruzioni come alberi ed edifici sono caratteristiche delle antenne a banda bassa. In generale, sono più grandi e hanno un guadagno inferiore rispetto alle antenne ad alta frequenza.

2. Banda media:

Le frequenze utilizzate dal 5G a banda media vanno da 1 GHz a 6 GHz. Con una copertura inferiore rispetto a una banda bassa, fornisce velocità di trasmissione dati più elevate mantenendo un equilibrio tra capacità e copertura. Le antenne a banda media offrono un guadagno migliore e sono più piccole delle antenne a banda bassa. Vengono frequentemente utilizzate nelle città per dare a molti clienti l'accesso a Internet veloce.

3. Banda alta:

mmWave (millimeter Wave), o 5G a banda alta, si riferisce al 5G su frequenze superiori a 24 GHz. Sebbene abbia un'area di servizio molto limitata e sia facilmente bloccato da edifici e altri ostacoli, offre velocità molto elevate. Le antenne a banda alta sono di piccole dimensioni e hanno un guadagno molto elevato per compensare la copertura limitata. Questi vengono solitamente installati in città molto popolate e offrono una connettività estremamente veloce e a bassa latenza.

L'intervallo di frequenza esatto può cambiare poiché paesi e regioni diversi possono utilizzare bande di frequenza diverse per il 5G.

Tipi di antenna

Panoramica dei tipi di antenna 4G comuni

• Antenna MIMO (multiple-input multiple-output)

Con questo tipo di antenna 4G, utilizza più antenne di trasmissione e ricezione per aumentare la velocità dei dati e l'affidabilità. Per fornire velocità di trasmissione dati estremamente elevate, le reti mobili 4G utilizzano la tecnologia MIMO sia nei canali uplink che downlink. Il fondamento della tecnologia MIMO è l'uso di diversi sistemi di antenna sia nella stazione base che nel terminale mobile.

• Beamforming:

Invia segnali direttamente agli utenti per aumentare la capacità e la copertura. La tecnologia di beamforming, una sofisticata tecnica di elaborazione del segnale, viene utilizzata dalle antenne 4G per guidare l'energia della trasmissione a un particolare utente o dispositivo. Oltre a migliorare la qualità della copertura e l'efficienza del segnale, questo riduce anche le interferenze e lo spreco di energia.

Panoramica dei tipi di antenna 5G

• MIMO massivo:

La tecnologia multiple-input multiple-output massiva (MIMO massivo) viene tipicamente utilizzata nelle antenne 5G. Impiegando dozzine o addirittura centinaia di elementi di antenna di trasmissione e ricezione, questa tecnologia aumenta la capacità e l'efficienza della rete, consentendo il servizio simultaneo di più clienti. Rispetto alla tecnologia MIMO del 4G, ciò rappresenta un notevole aumento della quantità e della complessità delle antenne.

• Piccole celle:

Le antenne 5G possono essere rese più piccole e compatte poiché le trasmissioni ad alta frequenza hanno lunghezze d'onda più brevi. Ciò rende possibile distribuirli più liberamente in una gamma di impostazioni, tra cui strutture interne, superfici degli edifici e pali della luce.

Vantaggi dell'antenna 4G e dell'antenna 5G

Antenne 4G

• Copertura ad ampio raggio:

Rispetto ai tradizionali router Wi-Fi, le antenne 4G possono offrire un'area di copertura maggiore. Ciò garantisce che gli utenti subiscano un degrado minimo del segnale anche a maggiori distanze dalla sorgente di rete. Questo è particolarmente utile in luoghi in cui il servizio a banda larga è limitato o in luoghi remoti in cui le connessioni Internet cablate potrebbero non essere accessibili.

• Tecnologia matura con infrastruttura consolidata

L'installazione e la configurazione dell'antenna 4G sono molto più semplici rispetto all'antenna 5G. Possono essere collegati a un computer o a una rete facilmente tramite un cavo ethernet o una porta USB e spesso sono dotati di istruzioni dirette. Pertanto, sono una buona scelta pratica per gli utenti che non sono esperti di tecnologia o che non preferiscono gestire il fastidio di configurare una connessione Internet convenzionale.

• Implementazione conveniente

Le antenne 4G possono essere un'opzione conveniente, per gli utenti senza accesso o utenti che non vogliono pagare per una connessione Internet standard. Questi di solito forniscono piani dati regolabili e consentono ai clienti di selezionare la quantità di dati che utilizzano e rendere la loro fattura appropriata. Gli utenti con modelli di utilizzo di Inter