L'onda millimetrica (mmWave), nota anche come banda millimetrica, è un intervallo di frequenze elettromagnetiche compreso tra i microonde e l'infrarosso. Il suo spettro di frequenza viene utilizzato per le comunicazioni wireless ad alta velocità. Viene anche definita banda di estremamente alta frequenza, o EHF, dall'Unione Internazionale delle Telecomunicazioni.
Uno degli usi predominanti delle onde mm è per il 5G. Le comunicazioni basate su questa banda di frequenze sono veloci e offrono una maggiore larghezza di banda, rendendo ideale per i gestori di rete fornire un servizio più veloce alle applicazioni ad alta larghezza di banda. La banda mmWave contiene lunghezze d'onda comprese tra 10 millimetri a 30 gigahertz e 1 millimetro a 300 GHz.
Quando vengono utilizzate per i segnali 5G, le onde mm vengono prodotte utilizzando piccole celle a bassa potenza chiamate piccole celle. Le piccole celle sono distribuite come rete in cluster per fornire una copertura accettabile in un'area.
A causa dell'alta frequenza delle onde mm, hanno una portata limitata. E a causa di questa gamma limitata, il 5G utilizza anche bande di frequenza più bassa chiamate Sub-6 5G, che non sono nel range delle onde mm. Il 5G sub-6 è ancora in genere più veloce della media delle velocità 4G LTE.
I vantaggi dell'utilizzo delle mmOnde includono i seguenti:
- Consente velocità di trasferimento dati superiori rispetto alle frequenze più basse quando utilizzate nelle telecomunicazioni, come quelle utilizzate per Wi-Fi e reti cellulari attuali.
- L'intervallo di frequenza più alto ha una grande tolleranza alla larghezza di banda.
- Offre meno latenza grazie alle sue alte velocità e larghezza di banda.
- C'e' meno interferenza, perche' le onde mm non si propagano e interferiscono con altri sistemi cellulari vicini.
- La breve distanza di propagazione delle mmOnde può aumentare il numero di punti di accesso per coprire un'area ampia.
- Le piccole celle facilitano il riutilizzo dei canali in tutte le aree di copertura delle reti locali wireless (WLAN).
- Le antenne per dispositivi mmWave sono più piccole rispetto ad altre frequenze, rendendole più adatte per piccoli dispositivi Internet of Things o IoT.
- Offre capacità di dati aumentate, il che significa che le reti mmWave possono gestire più traffico rispetto ad altre frequenze.
Nonostante l'aumento notevole di velocità che mmWave offre, presenta anche svantaggi evidenti. Questi includono i seguenti:
- Le onde millimetriche viaggiano in linea retta e vengono bloccate o degradate dagli oggetti fisici come alberi, muri e edifici. La loro propagazione è inoltre influenzata dalla vicinanza agli esseri umani e agli animali, principalmente a causa del loro contenuto d'acqua.
- Le onde millimetriche vengono assorbite dai gas e dall'umidità nell'atmosfera, il che riduce la portata e l'intensità delle onde. La pioggia e l'umidità riducono la loro forza del segnale e la distanza di propagazione, una condizione nota come attenuazione della pioggia. La distanza di propagazione alle frequenze più basse arriva fino a 1 chilometro, mentre le frequenze più alte viaggiano solo pochi metri.
- I costi associati alla produzione di hardware compatibile con mmWave sono più alti. Per fornire un'adeguata copertura, devono essere installate anche reti di piccole celle in cluster.Le onde millimetriche possono essere utilizzate in un'ampia gamma di Prodotti e servizi, come WLAN ad alta velocità, punto a punto e accesso a banda larga. Altri utilizzi delle onde millimetriche includono quanto segue:
- Nelle telecomunicazioni cellulari 5G, poiché le reti cellulari utilizzano mmOnde nelle bande da 24 a 39 GHz. Le bande mmOnda 5G forniscono capacità ad alta larghezza di banda, il che è utile in ambienti con molti utenti, come negli stadi.
- nelle telecomunicazioni, le mmWave sono utilizzate per le WLAN ad alta larghezza di banda e le reti di corto raggio.
- I dispositivi IoT utilizzano mmOnde, poiché la loro elevata capacità di larghezza di banda è ideale per applicazioni come la trasmissione senza fili a corta distanza di video in ultra-alta definizione e comunicazioni.
- I veicoli autonomi possono utilizzare le onde mm, poiché la limitata distanza di propagazione e le elevate velocità di trasmissione rendono le onde mm ideali per le comunicazioni tra questi veicoli.
- Gli scanner di sicurezza degli aeroporti possono utilizzare mmOnde per scandagliare i corpi con precisione e causare meno danno ai soggetti. Operano in una gamma di frequenze compresa tra 70 e 80 GHz.Al contrario, Wi-Fi utilizza attualmente frequenze nelle bande da 2,4 GHz, 5 GHz e 6 GHz, note come bande microonde. Le reti cellulari utilizzano frequenze nelle bande da 600 a 700 megahertz e da 2,5 a 3,7 GHz. Queste bande si propagano più lontano delle mmOnde, ma supportano bande passanti inferiori. Le frequenze superiori alle mmOnde sono nello spettro infrarosso basso e sono limitate alle comunicazioni a breve raggio e a vista.
Gli spettri 5G sono divisi in mmWave (alta banda) e Sub-6 5G (bassa e media banda). Le bande basse sono più lente delle mmWave sotto 1 GHz, ma comunque più veloci di alcune velocità di 4G LTE.
Le bande medie, al confronto, vanno da 3,4 a 6 GHz. La banda media 5G è più veloce della bassa banda, e -- anche se non è altrettanto veloce -- ha una copertura maggiore rispetto alla mmWave.
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