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TEFONIA MOBILE NELLA STORIA

A metà degli anni ottanta incominciò l’era delle chiamate ad apparati mobili, e il primo fu il Teledrin, un cercapersone che poteva ricevere una chiamata acustica o numerica nel raggio di circa trenta chilometri: il bisnonno del cellulare di oggi.

Quando si voleva chiamare un Teledrin, si doveva comporre da un telefono il 168, seguito dal numero assegnato al cercapersone. Un segnale acustico avvisava dell’arrivo di una chiamata, e sul display si visualizzava la provenienza, o un messaggio numerico.

Per esempio: si poteva assegnare il numero 01 quando la chiamata proveniva dall’ufficio, lo 02 alla persona X, e via di seguito.

I primi telefoni mobili analogici (0G) assomigliavano a un “mattone” che pesava qualche chilo, lungo una trentina di centimetri, e s’installava nel bagagliaio della macchina, mentre la cornetta si metteva all’interno dell’abitacolo: oppure, il tutto, si trasportava a tracolla, usando una cinghia.

Quello che si vede nella figura, fu uno dei primi apparecchi che diede inizio all’era dei cellulari, e fece la sua comparsa al Mondiale di calcio del 1990, con l’avvento del servizio radiomobile TACS (Total Access Comunication System) a 900 Mhz.

La dimensione era paragonabile a quella di una normale cornetta telefonica, e la batteria aveva la durata di circa un’ora di conversazione. Il costo dipendeva dal modello: da tre milioni di lire ai quasi quattro. Mentre il canone era di circa 50.000 lire, e la tariffa media variava da circa 450 lire al minuto fino a un massimo di 700 lire nel periodo di punta.

Nel mese di ottobre del 1992 la rete radiomobile analogica TACS, fu affiancata dal sistema digitale paneuropeo GSM (Global System For Mobile Communications).

E con il sistema GSM nel 1996, grazie a una geniale intuizione, TIM (Telecom Italia Mobile, costituita nel 1995) mise sul mercato, prima azienda al mondo, la TIM Card: carta telefonica ricaricabile e prepagata, la quale consentì all’Italia di essere uno dei paesi con più contratti prepagati. E alla fine del millennio, in Italia, si erano contrattualizzati trenta milioni di schede telefoniche, e si ebbe il sorpasso sulle linee telefoniche.

GPRS (General Packet Radio Service) è una delle tecnologie di telefonia mobile che viene convenzionalmente definita di generazione 2.5, una via di mezzo fra la seconda (GSM) e la terza generazione (UMTS).

Nel 1999 la CSELT (Centro Studi e Laboratori Telecomunicazioni. Società del gruppo STET che operava nel campo della ricerca scientifica e dell’innovazione tecnologica), utilizzò il sistema UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) per fare la prima chiamata con il nuovo standard della rete mobile di terza generazione (3G).

HSPA, (High Speed Packet Access) è una famiglia di protocolli per la telefonia mobile che estendono e migliorano le prestazioni dell’UMTS, e include l’HSDPA per la trasmissione dati verso l’utente e l’HSUPA per la trasmissione dati verso la rete.

L’HSPA conosciuto anche come HSPA+ o Internet HSPA è uno standard della rete cellulare a banda larga definito come 3 GPP versione 7.

L’HSPA è in grado di fornire una banda fino a 42,2 Mbit/s in download e 5,76 Mbit/s in upload. Questo tipo di tecnologia migliora la durata della batteria e introduce un’architettura ALL-IP che consente alle stazioni radio base di essere direttamente connesse a Internet. Da non confondere con la tecnologia LTE che utilizza una nuova interfaccia radio.

LTE, (Long Term Evolution), indica la più recente evoluzione degli standard di telefonia mobile GSM/UMTS. Nasce come nuova generazione per i sistemi di accesso mobile a banda larga ( Broadband Wireless Access) e, dal punto di vista teorico, fa parte del segmento Pre-4G, collocandosi in una posizione intermedia fra le tecnologie 3G come l’ UMTS e quelle di quarta generazione pura 4G. Nonostante ciò, con l’intento di porre fine alla confusione tra l’utilizzo nel marketing il termine 4G e la vera classificazione come 4G LTE Advanced, nel 2010 l’Unione internazionale delle telecomunicazioni ha autorizzato l’utilizzo della denominazione 4G (quarta generazione) per tecnologie quali LTE, che è stata scelta per lo sviluppo dalle reti mobili italiane.

In Italia la rete LTE, che chiameremo 4G, è realizzata sfruttando in parte le frequenze liberate dalla televisione analogica grazie al passaggio al digitale terrestre, e permette, tecnicamente, fino a 326Mbps in download e 86Mbps in upload, e la LTE ADVANCED con possibilità di download fino a 3,3Gbps.

Ora vediamo come si differenziano le varie categorie di LTE con cui le aziende identificano i loro Smartphone, e la velocità di navigazione.

Per le velocità raggiunte così diverse e di conseguenza le categorie c’è una spiegazione tecnica, e riguarda l’aggregazione dei canali che permettono all’LTE Advanced, dalla categoria 6 in su, di utilizzare contemporaneamente più canali in upload e/o download per raggiungere tali velocità.

Nel 2010, nei laboratori della CSELT, si sperimentò il nuovo standard LTE (Long Term Evolution, 4G), collegandosi in videochiamata ad alta definizione tra il centro di Torino e la sede di via Reiss Remoli. Telecom Italia fu il primo operatore italiano a realizzare una video chiamata in ambiente urbano, su una rete ultra banda larga mobile.

ARCHITETTURA SEMPLIFICATA LTE

In LTE tutti i dati, anche quelli voce, viaggiano su protocolli a pacchetto, e l’architettura di rete è semplificata rispetto a quella UMTS. La rete di accesso è costituita da un unico elemento, l’evolved NodeB (eNodeB), che gestisce tutte le operazioni relative alla trasmissione dei segnali sul canale radio. Gli eNodeB sono connessi tra loro tramite le interfacce dedicate e ogni eNodeB è poi connesso alla core network attraverso un’interfaccia specifica.

L’eNodeB si occupa quindi di modulazione/demodulazione, misure di qualità sul canale radio, controllo di potenza, ma anche di gestione della chiamata, controllo del carico di cella, e gestione delle procedure di handover.

HSS: Home Subscriber Server è un database con tutte le informazioni utili per gestire un utente mobile.

S-GW: Serving Gateway è il nodo d’interfaccia con la rete di accesso E-UTRAN e con le altre reti UMTS/GPRS, e si occupa della gestione della mobilità di un terminale mobile che si sposta da un eNodeB a un altro.

P-GW: PDN Gateway si occupa dell’allocazione degli indirizzi IP agli UE e della gestione dei flussi informativi, in conformità a specifiche di QoS.

MME: Mobility Management Entity è il principale nodo di controllo della core network. Gestisce la segnalazione tra il terminale mobile e Core Network e si occupa delle procedure d’instaurazione della connessione per un terminale che si connette per la prima volta alla rete. Inoltre tiene traccia della posizione del terminale mobile, gestisce le operazioni di paging e si occupa dell’assegnazione delle identità temporanee ai singoli terminali mobili.

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LTE ADVANCED PRO (4,5 G)

LTE-Advanced Pro è una versione dello standard LTE anche noto come “4.5G” e lo possiamo considerare come un “Pre 5G”, il quale è in grado di fornire un notevole aumento della velocità dei dati. I prodotti LTE-Advanced Pro hanno iniziato ad arrivare dal 2018 e stanno aumentando notevolmente le possibilità di velocità di download, con la CAT 12 può arrivare fino a 600 Mbps e con la CAT 18 fino a 1,2 Gbps. Altri vantaggi offerti da LTE-Advanced Pro rispetto alle precedenti tecnologie LTE includono una maggiore durata della batteria (fino a 10x) e include nuove tecnologie associate al 5G, come la modulazione 256-QAM, Massive MIMO, LTE-Unlicensed e LTE IoT, che consentono di sfruttare le reti esistenti quando passeranno allo standard 5G.

RIASSUNTO DELLE MASSIME VELOCITA’

TECNOLOGIA 5G

5G (5 th (Fifth) Generation) indica le tecnologie e gli standard di quinta generazione.

Con il 2G si erano focalizzati sugli standard che regolavano la telefonia mobile.

Con il 3G si concentrarono sul miglioramento della voce, su Internet, sulle videochiamate, e TV: in mobilità.

Con il 4 G perfezionarono la telefonia in VOIP, la videoconferenza, il Cloud Computing, il gioco on line, e il video in streaming.

Con il 5G ci sarà uno stravolgimento in positivo, non paragonabile alla precedente generazione.

L’intelligenza artificiale, internet, blockchain, pagamenti digitali e digitalizzazione hanno la necessità di sempre più performanti linee di comunicazione. Ecco quindi che il 5G diventa fondamentale per l’economia e la tecnologia attuale.

Per non ricreare la confusione che si ingenerò all’epoca del lancio delle soluzioni di connettività 4G/LTE, l’organizzazione internazionale ITU (International Telecommunication Union) che si occupa della definizione degli standard nelle telecomunicazioni e nell’uso delle onde radio ha stabilito che la banda di picco di una singola cella LTE che oggi può trasferire 1 Gbps, con il 5G dovrà sostenere almeno 20 Gbps in ricezione e almeno 10 Gbps in trasmissione, dovrà permettere la connessione di almeno un milione di dispositivi per chilometro quadrato e la latenza non dovrà superare i 4 ms, oggi con LTE, se va bene, è tra i 70 e i 100 ms. A parte le performance “di picco”, secondo l’ITU le reti 5G dovranno consentire il trasferimento dei dati ad almeno 100 Mbps in ricezione e 50 Mbps in trasmissione per ciascun utente connesso.

TIM ha recentemente presentato, tra l’altro, la prima rete al mondo vRAN LTE Advanced, fondamentale per lo sviluppo del network 5G.

I blocchi messi all’asta il 2/10/2018 dal MISE sono state suddivisi in base alle frequenze: 5 lotti per la banda 700 MHz FDD, 4 lotti per la banda 3.700 MHz , 5 lotti per la banda 26 GHz, e 3 lotti per le frequenze 700 SDL (Supplemental Down Link) che essendo meno interessanti rispetto a tutte le altre nessun operatore ha presentato offerte.

Le bande di frequenze in Italia, dopo l’asta sono state così suddivise.

Frequenze 5G Banda 700 MHz FDD

700 MHz blocco riservato (10 MHz) Iliad
700 MHz blocco generico (5 MHz) Vodafone
700 MHz blocco generico (5 MHz) TIM
700 MHz blocco generico (5 MHz) TIM
700 MHz blocco generico (5 MHz) Vodafone

Frequenze 5G Banda 3.700 MHz

3.700 MHz blocco specifico (80 MHz) TIM
3.700 MHz blocco generico (80 MHz) Vodafone
3.700 MHz blocco generico (20 MHz) Wind Tre
3.700 MHz blocco generico (20 MHz) Iliad

Frequenze 5G Banda 26 GHz

26 GHz blocco generico TIM
26 GHz blocco generico Iliad
26 GHz blocco generico Fastweb
26 GHz blocco generico Wind Tre
26 GHz blocco generico Vodafone

Tra pochi anni si prevede che alcuni miliardi di persone avranno a disposizione un telefono cellulare, e alcuni milioni utilizzeranno più di 20 GB di dati mensilmente spalmati su diversi dispositivi intelligenti, usati nella routine giornaliera come le fabbriche intelligenti, l’auto senza conducente, accesso alla larga banda, ecc. e per fare questo sarà necessario reti wireless che siano in grado di gestire il futuro interconnesso.

Le trasmissioni del 5G dovranno affrontare non solo i limiti di capacità della rete esistente ma anche l’affidabilità, la copertura, la latenza, ecc., e potrebbe avvenire attraverso le onde millimetriche EHF (Extremely High Frequency) o e MiMo (Multiple Input-Multiple Output): in italiano entrate multiple e uscite multiple.

L’EHF utilizzano una fascia di onde radio che va dai 30 ai 300 Ghz con una lunghezza d’onda tra 1 e 10 mm. Questo tipo di onde radio, rispetto alle frequenze più basse, hanno un’alta attenuazione e vengono assorbite dai gas nell’atmosfera. Il suo raggio di azione è di circa un chilometro, e per usarlo nelle telecomunicazioni necessita di avere molte più antenne sulla breve distanza.

Con MiMo si indica il sistema di antenne multiple, sia dal lato trasmittente che da quello ricevente. Lo scopo è quello di migliorare le prestazioni del canale di comunicazione in termini di velocità dei dati e affidabilità. Inoltre permette di non consumare più spettro radio o causare interferenze in un’area densa di utenti, che si traduce a un minor numero di chiamate interrotte e una trasmissione di qualità. Per ultimo, ma non banale, può essere più conveniente il costo delle infrastrutture.

Le offerte di TELEFONIA MOBILE, nella maggior parte dei casi, si dividono in:

PROFILI RICARICABILI. Offerta rivolta ai clienti che cercano uno strumento flessibile che offre il controllo della spesa attraverso il meccanismo della ricarica del credito e del risparmio, in quanto, non si paga la tassa di concessione governativa.

PROFILI ABBONAMENTO. Nei profili in abbonamento, dal 1995, è previsto il pagamento della Tassa di Concessione Governativa che, per i clienti affari (aziende, ditte individuali, ecc.), è stabilita in 12,91 euro per singola linea, e 5,16 euro per i privati.

Per i clienti affari, la tassa di concessione consente al cliente di scaricare i costi della bolletta fino all’80% e l’IVA fino al 100%.

Se nella proposta esiste la possibilità di sostituire lo Smartphone dopo un anno, sappiate che il contratto si rinnova partendo dalla data della sostituzione.

SIM

Le carte SIM contengono due codici segreti chiamati: valore IMSI e il valore di Ki, che consente all’operatore di conoscere il numero di cellulare e l’autenticazione del cliente, questi codici sono legati ai numeri di cellulare che gli operatori hanno nel loro database, ed è sulla base di queste chiavi segrete che avviene la fatturazione. Le schede SIM sono realizzate sulla base di tre algoritmi COMP128v1, COMP128v2 e COMP128v3.

Le informazioni contenute nella SIM sono protette da un codice PIN (Personal Identification Number) composto da almeno 4 cifre e e può essere modificato dal proprietario della scheda. Se la SIM viene configurata in modo da chiedere l’immissione del PIN ogni volta che si accende l’apparecchio, dopo 3 tentativi errati la tessera si blocca. Per essere sbloccata va inserito un ulteriore codice: il PUK rilasciato dal venditore insieme alla SIM.

eSIM

La eSIM sostituisce la classica schedina con un piccolo dispositivo installato nello Smartphone in grado di contenere tutti i dati che di solito sono conservati nella classica tesserina.

Per le caratteristiche dei telefoni cellulari andate alla pagina Smartphone .

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