Velocità connessioni da cellulare: 3G (UMTS), HSPA, 4G (LTE) e 5G

Come funzionano e quanto sono veloci le linee internet wireless mobile: 2G (GPRS), 3G, UMTS, HSPA, 4G, LTE, 5G

Una delle caratteristiche oggi più importanti, sia nella scelta del cellulare o smartphone da comprare, sia nella scelta dell'operatore telefonico è la capacità di connettività dati.
Sebbene per i nuovi telefonini smartphone, sia grosso modo legato agli standard del momento, è importante sapere cosa significano le varie sigle 5G, 4G, LTE, 3G, GPRS, UMTS, EDGE e HSPA. Conoscendo tali differenze è anche possibile verificare se, nel posto in cui si vive o dove si usa maggiormente il telefono, siano attive tali reti per la connessione veloce su internet dal cellulare.
In questa guida vi mostreremo quindi cosa significano le sigle di connessione che possiamo trovare al giorno d'oggi, come controllare il tipo di rete cellulare utilizzata e cosa fare se il segnale o la connessione non è sufficientemente veloce.
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Tipi di connessione di rete mobile per cellulari

Per questa guida faremo una breve infarinatura sul GSM e vi mostreremo come negli anni le connessioni su reti cellulari hanno subito un incremento di performance, fino a competere con le connessioni via cavo in casa (spesso superiori anche vecchie ADSL).

Cosa significa GSM

Cominciando dalla base, per completezza informativa, vediamo cosa significa GSM.
GSM (Global System for Mobile Communications) ha sostituito, da ormai tanti anni, il sistema di comunicazione mobile analogico di prima generazione. In Italia ed in Europa, le reti GSM sono 2G (seconda generazione) e la connessione dati 2G è quella chiamata GPRS/EDGE.
La loro evoluzione diretta è la connessione UMTS, un tempo molto veloce ma ormai quasi del tutto scomparsa; una ulteriore evoluzione dell'UMTS è HSPA, che garantisce velocità maggiori anche se sta cadendo rapidamente in disuso (esattamente come UMTS).
Le reti LTE restano tra le reti più veloci che possiamo sfruttare, avendo anche una copertura molto ampia.
L'ultima evoluzione delle reti cellulari è il 5G, ormai in rapida diffusione su tutto il territorio italiano con velocità molto elevate.

Frequenze delle reti cellulari

Le reti GSM operano in varie gamme di frequenza per reti 2G e 3G, principalmente sulla banda 900 MHz o 1800 MHz.
In paesi come gli USA e il Canada, dove queste bande erano già occupate, le reti GSM 2G e 3G operano sulle frequenze 850 MHz e 1900 MHz. I telefoni cellulari 'quad-band' usano sono compatibili con tutte e quattro le bande e funzionano in tutto il mondo.
Le frequenze del 4G sono 2,3, 2,5 e 3,5 GHz (2300, 2500, 3500 MHz) e molto veloci.
La tecnologia più nuova è il 5G, che utilizza le frequenze 694-790 MHz, 3,6-3,8 GHz e 26,5-27,5 GHz, arrivando ad oltre 1 Gigabit al secondo di velocità.

Cosa significa la lettera G nel simbolo di connessione?

La G, preceduta dal numero (2G, 3G ecc.), indica in maniera chiara e inequivocabile il tipo di rete che stiamo sfruttando ed è legata alla velocità di trasmissione dati. I cellulari sono come i modem per la connessione internet normale: conoscere il tipo di rete usato significa sapere anche la velocità di connessione massima raggiungibile.
Un cellulare che supporta le reti veloci permette di navigare più veloce dal telefonino / smartphone ed anche di navigare in internet dal computer, usando il cellulare come modem (se hanno la funzione di tethering o hotspot).
Le velocità di trasmissione dei dati in Megabit al secondo (Mbps) delle connessioni di rete mobile espresse in modo teorico sono le seguenti:

NOTA: Un megabit sono 1024 kilobit (Kbps), 1 Megabit vale 1/8 Megabyte.

Con una velocità di 1 megabit/sec, si dovrebbe quindi, idealmente, scaricare 1 megabyte in circa 8 secondi.
Per capire quale connessione stiamo utilizzando, conviene imparare a memoria tutte le sigle che possiamo trovare su un moderno telefono cellulare:

• 1G: I cellulari di una volta, quelli analogici che funzionavano solo per telefonare (AMPS, NMT, TAC) avevano velocità teorica di trasmissione dati di 14,4 kbps quindi praticamente nulla.
• 2G: primi cellulari digitali GSM 9-14.4 kbps.
• 2.5G: è l'evoluzione del GSM oggi utilizzato con trasmissione dati a pacchetto. I telefoni 2,5G si connettono a internet in GPRS con velocità da 20-40 kpbs. Tale velocità era buona per i primi siti web mobile, quelli che usavano la tecnologia WAP, oggi completamente sparita. Il GPRS permette anche l'invio di MMS, quei costosissimi messsaggi multimediali usati per inviare fotografie, che oggi sono di fatto spariti grazie ai social network. Con una rete GPRS è impossibile navigare su internet dal computer, usando il telefono come modem, per la sua lentezza.
• 2.75G: è la rete EDGE diretta evoluzione del GPRS, con velocità di connessione più veloce rispetto al GPRS ma molto più lenta rispetto all'UMTS (da 60 kbps a 180kbps). Quando ci si connette a internet tramite telefono cellulare e EDGE è disponibile, dovrebbe comparire un E ed i siti dovrebbero apparire più velocemente rispetto lo standard GPRS. Questa connessione è troppo lenta per le pagine Internet, ma può essere ancora buona per i messaggi di WhatsApp (solo testo, niente immagini, GIF o video).
• 3G: connessione a banda larga digitale che identifica la connessione UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) con velocità teorica da 380-700 kbps. Con UMTS abbiamo il primo abbozzo di connessione a banda larga su cellulare, visto che possiamo utilizzarlo anche come modem per navigare su Internet dal computer e per scaricare dati con una velocità accettabile dal cellulare. UMTS è quasi del tutto estinta, ma ogni tanto potrebbe ancora comparire in montagna o in posti molto sperduti buona solo per inviare qualche messaggio su WhatsApp.
• 3.5G viene identificata con la connessione HSPA, HSPA+ e HSDPA; Quando è scritto HSPA, si fa riferimento a HSDPA e HSUPA. Teoricamente, i dati HSPA possono essere scaricati alla velocità di 14,4 Mbps, ma le reti attuali sono in grado di fornire massimo 3.6 Mbps per la maggior parte del tempo. Per arrivare alle velocità teoriche, gli operatori telefonici devono aggiornare il software delle celle e trasformare i downlink esistenti alla tecnologia HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) e gli uplink alla tecnologia HSUPA (High Speed Uplink Packet Access). HSPA+ (HSPA Plus) è l'HSPA evoluto per reti a banda larga mobile. La velocità di questa connessione è sufficiente per aprire qualche pagina Web non pesante e anche qualche video, ma deve essere disponibile con segnale forte per poterne apprezzare la velocità (altrimenti vale quanto l'UMTS).
• 4G identifica in maniera univoca la tecnologia LTE ed è attualmente la rete con maggiore copertura e con una buona velocità media con qualsiasi operator: possiamo avere infatti una velocità fino a 150 Mbps, anche se nell'utilizzo quotidiano difficilmente si superano i 20-30 Mbps. Con questa tecnologia potremo fare qualsiasi cosa da smartphone, anche vedere video e serie TV in streaming, ma dovremo sempre controllare che il segnale sia abbastanza forte, così da beneficiare della massima velocità.
• 5G è la tecnologia più nuova, in rapida diffusione anche sugli smartphone (si è partiti dai più costosi, ma ormai sempre più telefoni integrano il modulo per connettersi). La velocità è superiore ai 1000 Mega teorici, ma in realtà molto dipende dalla distanza dall'antenna e dalla potenza del segnale nella zona in cui abitiamo (nella media otterremo velocità tra i 50 e i 150 Mega al secondo). Con questa tecnologia potremo di fatto rimpiazzare anche una connessione casalinga e scaricare file molto grandi, sostituendo di fatto le vecchie ADSL.

Come trovare l'operatore con la tecnologia migliore

Per trovare l'operatore mobile più veloce in Italia, facendo la media per le varie zone, si può far affidamento sul report di Open Signal, che mette a confronto Tre, Vodafone, Wind, TIM ed altri operatori di telefonia mobile in modo da fare una classifica per quello più veloce.


Come si può leggere nel report per il 2019, l'operatore mobile con la migliore copertura LTE/4G è Vodafone (anche se TIM è lì con pochi punti di distacco), ma su tutti gli altri parametri (velocità, latenza, riproduzione dei video in streaming) TIM vince a mani basse su tutti, diventando di fatto il miglior operatore di telefonia in Italia.

Visto che la velocità di connessione cambia in base anche alla regione, possiamo effettuare delle misurazioni fai da te con le App di test per la rete dati cellulare come la stessa OpenSignal o nPerf.
In più vi ricordiamo che per usare Speedtest in modo corretto bisogna seguire la guida per verificare la reale velocità di connessione internet.

Conclusioni

In conclusione si può dire che gli smartphone moderni supportano tutte le connessioni, sia quelle lente che quelle veloci, compreso LTE 4G, così da essere compatibili con le reti disponibili che i diversi operatori offrono. Se abbiamo acquistato uno smartphone nel nuovo anno, dobbiamo controllare se esso fornisce la connettività 5G, così da essere pronti per la nuova rete del futuro.
Le velocità relative agli operatori mobili sono valide anche per le chiavette internet, oltre che per i cellulari. Quando si va all'estero in roaming, oltre al fatto che connettersi da Internet fuori paese costa molto, si noterà di quanto sia raro, in molti paesi, il collegamento LTE.

In un altro articolo vi abbiamo mostrato come verificare la copertura 4G e 3G della rete mobile internet in Italia e nel mondo, per ogni operatore telefonico.