EO_509

COMM WIRELESS sviluppato velocità dati avanzate per il GSM Evolution o tecnologia 2.75 nell’anno 2003. La terza generazione wireless, ovvero il 3G ha iniziato a evolversi nell’anno 2000 per fornire servizi di comunica- zione wireless con velocità più elevate, migliore copertu- ra emaggiore capacità di rete rispetto alle reti precedenti. 3G ha combinato l’accesso mobile ad alta velocità con ser- vizi basati su IP (Internet Protocol). Le caratteristiche di base delle reti 3G includono lo spettro ad alta frequenza, antenne adattive e tecnologia radio software nella sta- zione radio base, canale radio a banda larga per suppor- tare servizi ad alta velocità, trasmissione multiservizi e multi-rate e controllo veloce della potenza. I sistemi 3G hanno una maggiore larghezza di banda e comunicazioni avanzate rispetto al 2G. Per avere un’evo- luzione regolare ed efficace delle reti 3G, nel 2003 è stato sviluppato il protocollo HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access), noto anche come “3.5G”. Rispetto al 3G, 3.5G utilizza una struttura di rete simile ma fornisce ve- locità di trasmissione dati più elevate di circa 15 Mbps. In aggiunta all’HSDPA, nel 2003 è stato sviluppato anche “High-Speed Uplink Packet Access” o “3.75G” come mi- glioramento delle reti 3G esistenti. 3.75G ha migliorato le applicazioni dati da utente a utente fornendo velocità di trasmissione dati più alte e simmetriche. La quarta generazione di comunicazione wireless, ovve- ro il 4G, si è evoluta dal 2005 e infine implementata nel 2010 e ha introdotto principalmente l’IP unificato e una combinazione perfetta di banda larga, LAN/WAN/PAN e WLAN. I sistemi 4G dispongono di un’architettura wireless aper- ta che supporta più interfacce aeree wireless in una piat- taforma ad architettura aperta e consente un’efficienza spettrale estremamente elevata e velocità di trasmissio- ne dati da 100 Mbps a 1 Gbps. Ha inoltre un’elevata lar- ghezza di banda, un’elevata affidabilità e comunicazioni a lungo raggio con una copertura approssimativa da 10 a 50 km. Si prevede che il numero di dispositivi connessi a livello globale aumenterà fino a oltre 25 miliardi entro il 2025, il che sottolinea la necessità di una migliore coper- tura, connettività ad alta efficienza e reti affidabili. I problemi di connettività stanno diventando più gravi a causa del progresso dei sensori intelligenti o in partico- lare a causa dell’elevata richiesta di più dati per ottenere informazioni utili. La tecnologia wireless di quinta generazione, ovvero il 5G, sta già affrontando questi problemi e fornirà connet- tività e mobilità senza interruzioni nelle reti wireless. La latenza end-to-end in una rete 5G può ridursi a meno di 1 ms e supporterebbe una copertura massiccia con una lar- ghezza di banda migliorata e una connettività ultra affi- dabile. Il 5G promette una velocità massima di 20 Gbps rispetto alla velocità massima teorica di 1 Gbps del 4G. Le tecnologie wireless industriali Dalla metà degli anni 90, le tecnologie di comunicazione industriale si sono sempre più orientate verso le tecno- logie tradizionali. Queste soluzioni tradizionali, in parte adattate, sono state incorporate nelle attività di automa- zione dell’industria manifatturiera. Esempi di questo in- cludono la tecnologia Ethernet e WLAN, ma anche il PC industriale. Una delle ragioni di questa tendenza è rappresentata dalle economie di scala che possono essere ottenute, ad esempio, utilizzando tecnologie standard dell’ambien- te IT (tecnologie dell’informazione) che consentono di ricorrere ad hardware più convenienti come chip e di- spositivi. Un altro motivo è che le tecnologie tradiziona- li sono supportate da un numero enorme di ricercatori e sviluppatori che forniscono prestazioni ingegneristiche che non sarebbero fattibili per soddisfare le esigenze di un singolo settore. In figura 1 viene schematizzato il controllo wireless 5G di missioni critiche dell’automazione industriale. La situazione è simile alla tecnologia della comunica- zione mobile. Ha origine dalle ICT (tecnologie dell’in- formazione e della comunicazione) ed è stata utilizzata nella sua evoluzione, prima per la comunicazione vocale e poi sempre più per la comunicazione di dati. Oggi, que- Il 3G, che ha iniziato ad evolversi nell’anno 2000, è caratterizzato da maggiore ampiezza di banda e comunicazioni avanzate rispetto al 2G ELETTRONICA OGGI 509 - APRILE 2023 55