Rete cellulare, ecco come i nostri device mobili sono sempre connessi

Negli ultimi anni uno dei gesti che più abbiamo “automatizzato”, che facciamo anche inconsapevolmente, è quello di afferrare il nostro smartphone.

Ormai anche per spostarci da una stanza all’altra della nostra casa per prima cosa afferriamo i nostri device mobili e li usiamo per navigare in rete, ma anche per messaggiare e chiamare tutti i nostri contatti.

E del resto l’invenzione del cellulare ha rivoluzionato il mondo della comunicazione: per la prima volta non si dovevano aspettare giorni prima di ricevere una risposta, come accadeva per le lettere, o restare ancorati ad un luogo, come capitava per la telefonia fissa.

In ogni posto ci troviamo, in qualsiasi momento, possiamo chiamare e connetterci potenzialmente a qualsiasi altro luogo del globo.

Ma, naturalmente, per poter attuare una connessione così pervasiva, non è bastato realizzare i cellulari ma si è dovuta creare una rete capace di connettere i segnali di tutti i device.

Una rete di telecomunicazione cellulare altro non è che una rete che permette la telecomunicazione in tutti i punti di un territorio suddiviso in aree di non grandi dimensioni, chiamate “celle”, ognuna servita da una diversa stazione di telecomunicazione.

La prima rete cellulare commerciale, il 1G generazione, è stata lanciata in Giappone da Nippon Telegraph and Telephone (NTT) nel 1979, inizialmente nell’area metropolitana di Tokyo.

La possibilità di usufruire, oltre al servizio di trasmissione vocale, anche di un sistema di scambio dati è stato invece introdotto a partire dalla cosiddetta “seconda generazione” (“2G”) delle tecnologie di telecomunicazione mobile, conosciuta anche con l’acronimo GSM (Global System for Mobile Communication).

A seguire è stata poi sviluppata una tecnologia detta 3G (terza generazione) con l’introduzione dello standard UMTS, Universal Mobile Telecommunications Service, che permette la trasmissione di testo, voce, video, multimedia e dati a banda larga basata sulla trasmissione a pacchetti, ed la 4 G, tecnologia che permette applicazioni multimediali avanzate e collegamenti dati con elevata banda passante.

Si è arrivati infine alla 5 generazione, che proprio in questi mesi si sta diffondendo in tutto il mondo, grazie all’istallazione di apposite antenne per supportarla.

Una rete cellulare è essenzialmente costituita da celle contigue, ognuna presieduta da una specifica stazione radio, che gestisce le connessioni di tutti i telefonini presenti entro una certa distanza.

Le stazioni base sono spesso situate su torri, tetti di edifici o all’interno di strutture già esistenti. In molti uffici vi sono piccole stazioni base all’interno dell’edificio stesso.

La divisione in celle è sempre necessaria perché è impossibile coprire un intero territorio con una singola stazione radio base, a causa dell’enorme potenza elettromagnetica necessaria: è necessario quindi frazionare il territorio da coprire in tante celle ognuna con una propria stazione radio potenziata ridotta.

Ogni cella ha una particolare forma geometrica, a seconda del terreno che copre, ma la maggior parte delle forme ricorrenti sono esagoni, quadrati o cerchi.

La caratteristica fondamentale di una rete cellulare è la possibilità di riutilizzare le frequenze per aumentare sia la copertura e la capacità. Celle adiacenti devono utilizzare frequenze diverse, tuttavia celle sufficientemente distanti possono operare sulla stessa frequenza.

Ogni fornitore di servizi controlla l’intera rete cellulare di una particolare area da una stazione di controllo di base nota come Mobile Tower Switching Office (MTSO), responsabile dell’interconnessione delle chiamate dei telefoni cellulari presenti in celle diverse. 

Gruppi di stazioni radio base di una stessa zona sono poi collegati grazie a una rete in fibra ottica al Mobile Switching Center (MSC), che rappresenta il centro di smistamento delle chiamate.

Quando viene avviata una chiamata dal proprio telefonino, la Stazione Radio Base di competenza invia la chiamata al MSC: questo la commuta e la rinvia a sua volta alla Rete Telefonica Nazionale (RTN) a cui è direttamente collegato.

Generalmente ogni device mobile si connette alla stazione radio base più vicina, ma esistono anche casi in cui questo non avviene, come per esempio in caso di sovraffollamento di utenti collegati oppure in presenza di ostacoli naturali o artificiali che impediscono la connessione. 

Ciò che accade quando l’utente si sposta da una cella ad un’altra è che con il suo terminale mobile deve sintonizzarsi su una nuova frequenza, tipicamente quella ricevuta meglio tra tutte le frequenze della nuova cella: questa operazione prende il nome di handover.

Come è facile intuire, la potenza e la qualità del segnale degrada in maniera proporzionale alla distanza a cui ci si trova dall’antenna: sullo schermo dei nostri device sono per queste segnalate le famose “tacche” della linea, che ci aggiornano in continuazione su quanto sia forte la connessione con l’antenna di riferimento.

Nel caso si abiti o si lavori in zone che non abbiano abbastanza copertura, si può comunque ricorrere ai ripetitori.

I ripetitori amplificatori di segnale 2G 3G 4G sono utilizzabili per edifici residenziali, uffici, aziende, dove il segnale degli operatori telefonici non è sufficientemente potente per l’uso di device voce – dati, come il Ripetitore rete cellulare 5 bande Nikrans NS-300-Smart.

Del resto, la scarsità del segnale cellulare è un grande limite per la fornitura di servizi, quindi un buon ripetitore è un’ottima soluzione, soprattutto se si considera che questi migliorano la qualità e potenza del segnale dell’operatore, riducendo anche la potenza delle radiazioni emesse e quindi proteggendo l’utente.

Per essere sicuri di essere o meno in una zona coperta da segnale, ricordiamo che Agcom, l’Autorità per le garanzie nelle comunicazioni, ha pubblicato sul proprio sito diverse mappe sulla copertura delle reti 2G, 3G e 4G in Italia.