EO_471

COMM INDUSTRIAL ETHERNET 61 - ELETTRONICA OGGI 471 - GIUGNO-LUGLIO 2018 possa coprire un’area di circa 10 × 10 cm². I service provider wireless saranno in grado di decuplicare la capacità di trasmissione wireless in ciascuna stazione base semplicemente spostandosi verso trasmissioni a frequenza notevolmente maggiore grazie alla maggio- re larghezza di banda che esse rendono disponibile. Al tempo stesso, si riducono notevolmente le dimen- sioni dell’array di antenne, permettendo di realizzare implementazioni di apparecchiature per stazione base meno vistose e costose (Figura 4). Poiché gli elementi delle antenne di minori dimensioni non emettono né catturano grandi quantità di energia per la segnalazione, vengono utilizzate antenne multi- ple disposte in array per un singolo canale, utilizzando una tecnica nota come “beamforming”. Il beamforming si concentra sia sulla trasmissione sia sulla ricezione in una specifica direzione. Invece di una singola trasmis- sione, omnidirezionale, ora è possibile inviare e ricevere trasmissioni multiple da direzioni diverse. In effetti, per via della speciale separazione fra fasci diversi, si ottie- ne un ulteriore aumento di 10 volte della capacità del canale. Con le lunghezze d’onda inferiori delle trasmis- sioni a onde millimetriche è possibile ridurne il raggio di copertura; inoltre, le lunghezze d’onda vengono fa- cilmente assorbite da ostacoli solidi come muri, edifici oppure oggetti in movimento, come auto e camion, o da finestre e finestrini con rivestimenti a bassa emissione energetica utilizzati in abitazioni e veicoli. Ovviamente, le trasmissioni non possono girare dietro gli angoli di uf- fici e corridoi. Con le onde millimetriche del 5G, lo spa- zio di trasmissione verrà compartimentato utilizzando stazioni base molto piccole, ad esempio ponendo una di esse lungo la strada orientata da nord a sud per la lunghezza di uno o due blocchi di edifici e installandone un’altra per la stessa lunghezza su una strada orientata da est a ovest. È possibile implementare un numero mol- to maggiore di queste stazioni base all›interno di una topologia di rete a densità molto più elevata, avvicinan- do quindi i punti di collegamento per la trasmissione a onde millimetriche agli utenti finali e consentendo un numero molto maggiore di connessioni utente e velocità di trasferimento dati più elevate. Questo aumento della prossimità provoca un (terzo) ulteriore aumento pari a 10 volte in termini di capacità, rendendo l’incremento della capacità totale delle reti 5G a onde millimetriche 1000 volte superiore rispetto a quanto oggi disponibile (10 volte per via dello spettro maggiore, 10 volte grazie ai transceiver direzionali e 10 volte per l’aumento del numero di stazioni base). Se si aggiungono questi in- crementi di capacità al di sopra dei 24 GHz a quelli resi possibili dal MIMO massivo nell’area Sub-6 GHz, appare chiaro come la capacità del 5G sia di gran lunga mag- giore rispetto a quella oggi disponibile. Requisiti dei circuiti integrati L’implementazione delle stazioni base utilizzando fre- quenze in GHz a onde millimetriche richiederà ancora alcuni anni, ma l’esecuzione di prove sul campo avver- rà ben prima. Entro l’inizio del prossimo decennio, si prevede che entrino in funzione le prime installazioni commerciali del 5G a onde millimetriche. Anche prima di allora, i servizi a banda larga dell’ultimo miglio per le abitazioni verranno resi possibili dalla connettività a onde millimetriche grazie ai vantaggi, in termini di costi e implementazione, rispetto alle tradizionali con- nessioni in rame o in fibra ottica. Fig. 4 – Schema con dimensioni della cella, capacità di trasferimento e frequenza di mmWave