Questa lezione introduce il funzionamento di come funziona una rete mobile, spiegando come smartphone, tablet e altri dispositivi possano comunicare attraverso segnali radio.
Viene descritto il ruolo della stazione radio base o BTS, che trasmette e riceve i segnali tra i dispositivi mobili e la rete dell’operatore. La lezione spiega poi il concetto di cella, cioè l’area geografica coperta da una stazione radio base, e chiarisce perché la copertura può variare in base all’operatore, alla distanza dall’antenna, agli ostacoli, alle frequenze usate e alla congestione della rete.
Nella parte finale vengono introdotti il roaming, le bande di frequenza, gli standard mobili come 2G, 3G, 4G e 5G, e le principali caratteristiche del 5G: maggiore velocità, bassa latenza, più capacità e supporto ad applicazioni avanzate
Rete mobile
Una rete mobile è un sistema di comunicazione wireless che consente a telefoni cellulari, smartphone, tablet e altri dispositivi mobili di connettersi tra loro e con il resto del mondo attraverso segnali radio (Kurose & Ross, 2026).
Le reti mobili sono costruite utilizzando una combinazione di infrastrutture di comunicazione.
Una parte fondamentale della rete mobile è la stazione radio base (BS).
La stazione radio base comprende gli apparati che trasmettono e ricevono segnali radio (3rd Generation Partnership Project [3GPP], 2022; Kurose & Ross, 2026).
Le antenne possono essere installate su torri, tralicci, tetti di edifici o altre strutture fisiche.
Di seguito sono descritti i passaggi che avvengono quando un dispositivo invia un pacchetto (3GPP, 2022; Kurose & Ross, 2026):
Questa infrastruttura appena descritta consente agli utenti mobili di effettuare chiamate, inviare messaggi, navigare su Internet e utilizzare una varietà di servizi online ovunque ci sia copertura di rete mobile (Kurose & Ross, 2026).
Ma come funziona la copertura mobile?
Il territorio coperto da una rete mobile è suddiviso in aree chiamate celle.
Una cella è l’area geografica servita da una stazione radio base, cioè da un insieme di apparati e antenne che comunicano via radio con i dispositivi mobili presenti nella zona (3GPP, n.d.; Kurose & Ross, 2026).
È importante distinguere tra la torre e la rete del singolo operatore.
Una torre è la struttura fisica su cui possono essere installate antenne e apparati di uno o più operatori telefonici. Non è detto, però, che tutti gli operatori siano presenti sulla stessa torre (Kurose & Ross, 2026).
Per esempio, su una torre possono esserci antenne e apparati WindTre, ma non Vodafone. In quel caso, nella stessa zona un utente WindTre potrebbe avere copertura, mentre un utente Vodafone potrebbe non averla, oppure potrebbe avere un segnale più debole perché deve collegarsi a una cella Vodafone più lontana (Kurose & Ross, 2026).
Quando uno smartphone si sposta, può passare progressivamente da una cella all’altra. Questo passaggio permette di mantenere la comunicazione anche durante il movimento, per esempio mentre si cammina, si viaggia in auto o si è su un treno (3GPP, n.d.).
Se in una certa zona non è presente una cella utilizzabile dal proprio operatore, lo smartphone cerca un’altra cella dello stesso operatore, anche se più lontana. Se non viene trovata nessuna cella utilizzabile, il telefono può risultare senza servizio, salvo la possibilità di effettuare chiamate di emergenza tramite reti disponibili (European Commission, 2026).
In generale, il dispositivo tende a collegarsi alla cella da cui riceve il segnale migliore, che spesso è anche una delle più vicine.
Tuttavia, la scelta non dipende solo dalla distanza: contano anche la qualità del segnale, gli ostacoli fisici, le frequenze utilizzate, la congestione della rete e la configurazione dell’operatore (3GPP, n.d., 2022).
Le “tacche” mostrate sullo smartphone indicano in modo semplificato la qualità o l’intensità del collegamento radio con la rete mobile. La copertura mobile dipende quindi dalla presenza di torri nella zona, dagli operatori presenti su quei siti, dalle frequenze utilizzate, dagli ostacoli e dalla configurazione della rete (3GPP, n.d.).
Ogni antenna di un operatore mobile utilizza una o più bande radio, cioè intervalli di frequenze, per trasmettere e ricevere segnali (3GPP, 2022).
Le bande radio sono assegnate e regolamentate da autorità pubbliche competenti, per evitare interferenze tra servizi e operatori (International Telecommunication Union, 2024).
Anche i dispositivi degli utenti devono supportare le bande specifiche del proprio operatore, altrimenti non possono connettersi alla rete (3GPP, 2022).
In condizioni normali, un telefono con una SIM di un certo operatore si collega alla rete di quell’operatore.
Può però collegarsi anche ad altre reti quando esistono accordi di roaming (convenzioni commerciali e tecniche stipulate tra operatori telefonici), per esempio all’estero o in casi particolari (European Commission, 2026).
Di conseguenza, nella stessa zona geografica, un utente Vodafone potrebbe avere una copertura migliore di quella di un utente TIM se sono presenti più celle Vodafone o se queste sono configurate in modo più efficace.
Si utilizzano norme e protocolli standardizzati a livello internazionale affinché telefoni cellulari e apparati di rete di produttori diversi possano comunicare correttamente (3GPP, 2022).
Le reti mobili si sono evolute attraverso diverse generazioni di standard, come 2G, 3G, 4G e 5G.
Attualmente il 5G rappresenta una delle generazioni più recenti e avanzate (3GPP, 2022).
Le caratteristiche principali del 5G includono (3GPP, 2022; International Telecommunication Union, 2015):
Il 5G può utilizzare diverse bande di frequenza: alcune più basse o intermedie, con maggiore copertura, e altre più alte, come le onde millimetriche, capaci di offrire prestazioni elevate ma con copertura più limitata (3GPP, 2022).
Nelle bande di frequenza più alte, per compensare la copertura più limitata, il 5G può richiedere una maggiore densità di stazioni base, con celle più numerose e ravvicinate, per garantire una copertura adeguata e prestazioni elevate, soprattutto nelle aree urbane (3GPP, n.d., 2022).
Elementi chiave
Dallo smartphone a Internet
Luca si trova in strada e utilizza la rete mobile per aprire un sito web dal proprio smartphone.
Ricostruisci il percorso seguito dai dati.
Due telefoni, due coperture diverse
Anna e Marco si trovano nello stesso punto della città.
Anna utilizza l’operatore A e il suo smartphone mostra un segnale molto forte. Marco utilizza l’operatore B e il suo telefono mostra invece una sola tacca.
A poche centinaia di metri è presente una torre con alcune antenne.
Analizza la situazione.
Progettare una rete mobile per una città
Un operatore vuole migliorare la propria rete in una grande città.
Nel centro cittadino sono presenti moltissimi utenti contemporaneamente, numerosi servizi di streaming, videogiochi online, dispositivi IoT e utenti che si muovono in automobile o sui mezzi pubblici.
L’operatore vuole utilizzare maggiormente il 5G e deve decidere come organizzare la rete.
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