Come funziona la telefonia mobile?

Pubblicato il: 05/02/2025

di Edoardo Stigliani

In 30 sec.

Oggi gran parte delle nostre comunicazioni quotidiane viaggia sulla rete di telefonia mobile:

questa rete è composta da antenne, dispositivi mobili e cavi sotterranei che gestiscono e instradano il traffico;
il territorio è diviso in celle telefoniche che permettono di mantenere la connessione anche quando ci si sposta;
il settore di telefonia mobile si è evoluto rapidamente, con la successione di diverse generazioni e standard di telefonia, che hanno migliorato velocità, qualità e servizi disponibili;
il 5G, la quinta generazione, offre connessioni ultra-rapide, bassa latenza e supporta tecnologie avanzate come IoT e realtà aumentata.

I sistemi di telefonia mobile gestiscono molte delle nostre comunicazioni quotidiane: ogni volta che facciamo una telefonata o utilizziamo un servizio internet, utilizziamo una rete articolata che negli anni è diventata estremamente efficiente. La rete di telefonia mobile ha iniziato a svilupparsi negli anni Novanta, con la comparsa sul mercato dei primi telefoni cellulari. Da allora, la sua diffusione ha permesso di coprire l'intero territorio nazionale e la sua evoluzione tecnologica ha reso possibile comunicazioni sempre più veloci e di alta qualità. Ma come funziona la telefonia mobile e cosa succede quando si fanno telefonate o si naviga su internet?

Com'è strutturata la rete di telefonia mobile

La rete di telefonia mobile è costituita da diversi elementi che interagiscono tra loro e che, insieme, permettono di telefonare e navigare senza fili e anche quando si è in movimento.

Le componenti essenziali di questo sistema sono tre:

le antenne telefoniche, che inviano e ricevono i segnali;
i dispositivi mobili, che sono il punto di origine e di destinazione del traffico voce e dati;
i cavi sotterranei attraverso cui viene instradato il traffico.

La rete di telefonia mobile è un vero e proprio reticolo composto da celle telefoniche adiacenti l'una all'altra. Indicativamente al centro di ogni cella c'è un'antenna, che riceve le onde elettromagnetiche generate dai dispositivi mobili vicini che fanno telefonate o navigano. Le onde generate dai telefoni o da altri dispositivi idonei vengono convertiti dall'antenna in segnali elettrici che vengono trasferiti a destinazione tramite cavi in fibra ottica.

Il sistema di funzionamento delle antenne (mobile switching centre) permette di distinguere tra traffico voce e dati e di identificare il luogo verso cui instradare il traffico: la cella più vicina al telefono che deve ricevere la chiamata oppure la rete internet. L'antenna che riceve il segnale elettrico, a sua volta, lo converte in segnale elettromagnetico, che sarà recepito dall'antenna integrata nel dispositivo mobile ricevente.

Quando siamo in movimento, il traffico non subisce interruzioni grazie al processo di handover, che permette il passaggio dei segnali telefonici e internet da un'antenna all'altra.

Tutti questi passaggi vengono gestiti in frazioni di secondo e, con l'evoluzione delle tecnologie di rete, in maniera sempre più efficace e veloce.

Gli standard di comunicazione usati nel settore della telefonia mobile

Il sistema di celle e di antenne telefoniche funziona secondo precisi standard di comunicazione, che riflettono il tipo di tecnologia utilizzata per la gestione del traffico di rete. I progressi tecnologici fatti a partire dagli anni Ottanta sono rappresentati dal succedersi di diverse generazioni di standard di telefonia mobile.

1G (Prima Generazione): introdotta negli anni '80, è stata la prima rete mobile basata su tecnologia analogica e consentiva esclusivamente chiamate vocali.
2G (Seconda Generazione): lanciata nei primi anni '90, ha segnato il passaggio alla tecnologia digitale grazie allo standard GSM (Global System for Mobile Communications), che supportava anche il traffico dati.
3G (Terza Generazione): diffusa a partire dai primi anni 2000, si basava sullo standard UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) e ha introdotto la navigazione su internet mobile e servizi come le videochiamate. Rispetto alla generazione precedente, sono aumentate sia la sicurezza sia la velocità di navigazione.
4G (Quarta Generazione): implementata a partire dal 2009-2010, utilizza lo standard LTE (Long Term Evolution). Ha permesso una trasmissione dati ancora più veloce, consentendo lo streaming video in alta definizione e un accesso a internet più affidabile.
5G (Quinta Generazione): introdotta dal 2019-2020, utilizza standard avanzati che garantiscono velocità estremamente elevate, latenza bassissima e capacità di connettere simultaneamente un gran numero di dispositivi. Questa generazione supporta applicazioni come l'Internet delle cose (IoT), la realtà aumentata e virtuale, e le smart cities.

Nella tabella seguente abbiamo raccolto le caratteristiche essenziali delle generazioni di telefonia mobile che abbiamo avuto fino a oggi. Osservando i dati relativi alle velocità di trasmissione e ai servizi supportati è evidente come il settore della telefonia mobile si sia evoluto molto rapidamente e che il miglioramento tecnologico ha reso possibile l'introduzione di servizi sempre nuovi.

Generazione	Standard tecnologico	Velocità	Applicazioni supportate
1G	Analogico	Fino a 4,2 Kbps	Solo traffico voce
2G	GSM	Fino a 384 Kbps	Telefonate, SMS e MMS
3G	UMTS	Fino a 42 Mbps	Internet mobile, videochiamate, streaming
4G	LTE	Fino a 1 Gbps	VoIP, streaming in alta qualità
5G	NR (New Radio)	Oltre 10 Gbps	IoT, realtà aumentata, smart cities

L'evoluzione degli standard di comunicazioni usati nelle reti mobili ha trasformato il nostro modo di comunicare e di accedere alle informazioni. Ogni nuova generazione ha migliorato velocità, affidabilità e qualità del servizio, rendendo la rete mobile uno strumento sempre più centrale nella nostra vita quotidiana.

Con l'avvento del 5G, l’internet mobile ha raggiunto livelli di efficienza senza precedenti, offrendo comodità e possibilità che solo pochi anni fa erano impensabili. Per poter iniziare subito a sfruttare i vantaggi del 5G è necessario avere copertura, cioè trovarsi all'interno di una cella in cui si trova un'antenna 5G, avere un cellulare che supporta questo standard di comunicazione e avere un'offerta internet mobile dedicata.