Trasmissione dati via rete elettrica

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1 Università degli Studi della Tuscia di Viterbo Facoltà di Economia Corso di Organizzazione dei Sistemi Informativi Aziendali Prof. Tommaso Federici A.A. 2002/03 Trasmissione dati via rete elettrica IL RUOLO DELLE POWERLINE COMMUNICATIONS A cura di: CATALANO Francesca VERSCHAEVE Amandine VINCENZI Vittoria

2 INDICE Introduzione pag. 4 CAPITOLO PRIMO DALLE ORIGINI AD OGGI NEI VARI PAESI 1.1 Le origini >> Anni 20 >> Anni 50 >> Gli ultimi trent anni >> Breve panoramica dei più significativi tra questi progetti >> Il caso inglese >> Progetti più recenti >> Il caso giapponese (cenni) >> Il caso statunitense >> Il caso francese >> Il caso tedesco >> Il caso svizzero >> Il caso israeliano (cenni) >> 25 CAPITOLO SECONDO POWER LINE COMMUNICATION 2.1 Premessa >> La tecnologia >> Non solo internet >> Problemi legati alle PLC >> Gli standard frequenziali >> Disturbi dovuti alle PLC e le emissioni elettromagnetiche >> Conclusioni >> 35 1

3 2.5 Gli standard presenti sul mercato >> X-10 >> Intellon CEBus >> Echelon LON-works >> Intelogis PLUG-in >> HomePlug Powerline Alliance >> Internet Hibox DV >> Konnex (KNX) >> Jini >> HaVi >> UpnP >> Bluetooth >> EHS >> 55 CAPITOLO TERZO COME E DOVE SI COLLOCANO LE PLC NELLO SCENARIO DELLE TLC 3.1 Premessa >> ISDN >> ADSL >> Fibra ottica >> Internet via satellite >> UMTS >> WIFI >> PLC >> Schema riepilogativo >> 72 CAPITOLO QUARTO LE PLC IN ITALIA 4.1 Premessa >> Gli esperimenti di Enel.it >> 75 2

4 4.2.1 La sperimentazione Power Line Communications a Grosseto >> La tecnologia utilizzata nelle PLC a Grosseto >> Commenti di chi utilizza le PLC a Grosseto >> Il Caso Grosseto presentato al FORUM-P.A. >> Conclusioni >> L'Enel estenderà l'esperimento di Grosseto? Intanto lancia >> L offerta commerciale >> 86 CAPITOLO QUINTO Conclusioni >> 89 BIBLIOGRAFIA >> 91 3

5 INTRODUZIONE Internet ad alta velocità in ogni presa di corrente della vostra casa: per connettersi basta semplicemente inserire la spina! Con questa affermazione si potrebbe riassumere quello che è l'obiettivo finale degli attuali progetti che riguardano le comunicazioni su linee elettriche, indicate con l acronimo inglese: PLC (PowerLine Communications). Si tratta chiaramente di una, allettante, semplificazione che lascia però facilmente intuire l'enorme potenzialità, anche in termini economici, di questo tipo di sistemi. L'interesse "storico" da parte del mondo delle telecomunicazioni all'utilizzo delle linee elettriche come possibile mezzo di trasmissione nasce proprio dal vantaggio di sfruttare un mezzo già cablato, quindi senza nessun costo di istallazione, e di capillare diffusione come nessun altro. Pensate non solo al numero di prese che avete nella vostra casa, o al minuscolo paese sperduto in una zona difficile da raggiungere (che però ha sicuramente la fornitura di energia elettrica) ma anche a nazioni più povere o del terzo mondo dove il servizio elettrico è uno dei pochi, se non l'unico, garantito quasi dappertutto: avrete così un'idea dell'enorme bacino di utenti potenzialmente interessati. Il cliente, utilizzando la rete elettrica anche per la comunicazione, ha il vantaggio di usufruire di un servizio di connessione illimitato nel tempo. Questa tecnica rappresenta un complemento o addirittura un alternativa interessante rispetto alle attuali connessioni a larga banda. Infatti l utente ha la possibilità di connettersi con un altro utente all interno di uno stesso edificio, sia accedere al mondo esterno sulla rete internet. Le difficoltà legate però all'utilizzo di un mezzo concepito originariamente per un altro scopo (la distribuzione dell'energia elettrica) sono sempre state notevoli e hanno finito per produrre realizzazioni caratterizzate da bit rate piuttosto bassi e quindi relegate a piccole nicchie di mercato. 4

6 Recentemente l'interesse attorno alle PLC sembra aver ripreso vigore con progetti, caratterizzati da altissimi bit rate per bande di lavoro fino a 20 / 30 MHz, aventi come obiettivo finale proprio quanto affermato all'inizio di questa introduzione. In particolare la maggior parte dell'attenzione è rivolta alla parte in bassa tensione della rete elettrica come possibile via per la realizzazione di LAN (Local Area Network) private all'interno di ogni abitazione o ufficio, con una copertura cioè che potremmo definire dell' "ultimo metro". In Italia ENEL conduce esperimenti sulla rete PLC da circa due anni e non rivolgerà la propria offerta solo agli utenti privati ma anche a quelli pubblici. La velocità assicurata dovrebbe essere uguale, se non superiore, a quella garantita dalle connessioni ADSL su cavi di rame. In Italia si profila una situazione di mercato particolare, poiché del gruppo ENEL fa parte la più grande compagnia telefonica concorrente di Telecom Italia: Wind- Infostrada. Di conseguenza, grazie alle caratteristiche delle PLC, ENEL potrebbe contare su una certa indipendenza dalle reti Telecom, diventando cosi un competitore più temibile per il monopolista, sul settore delle telecomunicazioni. Questo lavoro nasce per cercare di capire cosa bolle esattamente in quel grande calderone che sono le PLC e in particolare per cercare di capire le effettive potenzialità della rete elettrica in bassa tensione e le eventuali problematiche legate al suo sfruttamento. Per questo dopo un breve percorso storico e una presentazione dei sistemi ormai affermati e standardizzati, vedremo le caratteristiche di Internet elettrica ed eventuali problemi di compatibilità elettromagnetica, per poi passare allo studio dei casi italiani. Questo lavoro non vuole, e non può essere, un qualcosa di "definitivo" considerando anche il grande fervore e il rapido succedersi di avvenimenti che caratterizzano il mondo delle PLC. Va visto piuttosto come un'introduzione all'attuale "stato dell'arte" dei sistemi di trasmissione su linee elettriche e come piccola guida per eventuali approfondimenti. 5

7 Capitolo primo DALLE ORIGINI AD OGGI NEI VARI PAESI 1.1 Le origini Vediamo le tappe fondamentali che hanno caratterizzato la storia delle PLC per capire il percorso e l'evoluzione logica continua che c'è dietro ai vari progetti, che sono diventati via via sempre più ambiziosi ed arditi avendo beneficiato dei passi da gigante fatti nell'ultimo secolo nel campo dei dispositivi elettronici. Parlare di storia di sistemi che, da un punto di vista di disponibilità sul mercato, in gran parte devono ancora "nascere" può lasciare perplessi, ma in realtà l'idea di sfruttare la rete di distribuzione dell'energia elettrica per scopi diversi da quelli per cui era stata progettata, con indubbi vantaggi economici (si trattava di un mezzo già cablato e disponibile), è piuttosto vecchia Anni 20 I cavi d'alta tensione erano considerati come una possibile alternativa all'installazione di costosi cavi pilota, soprattutto nelle aree più remote dove distanze di alcune centinaia di km erano tutt'altro che rare. La prima esigenza fu: soddisfare il bisogno di un controllo e di un monitoraggio remoto della rete, ma già allora si iniziava a considerare la possibilità di trasmettere anche la voce. La scelta delle frequenze di lavoro è sempre stata fatta cercando di non interferire con altri servizi già esistenti come quelli d'aiuto alla navigazione aerea o di radiodiffusione: solo alle applicazioni che richiedevano brevissimi slot temporali erano consentiti livelli di potenza e frequenze proibite ai sistemi di telemetria o di traffico voce Anni '50 L'uso di sistemi in bassa frequenza su linee di alta tensione, soprattutto per la trasmissione di segnali legati al monitoraggio, al controllo remoto e alla voce, si diffuse nonostante gli alti costi dovuti ai dispositivi di accoppiamento con le linee 6

8 elettriche. Specialmente nelle zone più remote tale soluzione era molto più conveniente dell'utilizzo di cavi pilota. Il costo dei sistemi di accoppiamento in alta tensione dipendeva dal fatto che dovevano essere istallati sia in serie che in parallelo con i circuiti di alta tensione. Le reti utilizzate erano quelle di alto voltaggio con poche o nessuna discontinuità: fornivano la più stabile struttura possibile per le comunicazioni su linee elettriche. Nonostante ciò l'interferenza dovuta al rumore era notevole su tutto lo spettro e molto influenzata, in modo negativo, dalle cattive condizioni atmosferiche. Un'altra sorgente di rumore era costituita dalle operazioni di commutazione ed isolamento, che producevano rumore su larga banda con picchi di notevole ampiezza, ma per la loro brevità questi fenomeni non infastidivano più di tanto. Un altra tecnica, di discreto successo, nacque dallo sviluppo del Ripple Control che inviava toni ad audio frequenza (AF) sul segnale elettrico per trasmettere dei semplici comandi 'on/off'. Questo sistema era utilizzato per accendere o spengere un gran numero di unità simili come lampioni per l'illuminazione pubblica o di attività commerciali, riscaldamenti e contatori multi-tariffa. Diverse audio frequenze erano utilizzate per differenti applicazioni consentendo così di avere un certo numero di servizi sullo stesso sistema. Opportuni circuiti accordati nel ricevitore rilevavano solo i segnali relativi alle loro applicazioni. Sul finire degli anni '50 furono prodotti comunque sistemi più economici, di dimensione e manutenzione più ridotta. Peak Depression ad esempio "segnava" un numero discreto di cicli mediante brevi e precisi cortocircuiti. In pratica in corrispondenza di punti ben precisi si avevano per pochi secondi dei picchi di corrente molto appuntiti. Una serie di questi veniva utilizzata per formare un "telegramma". Questo tipo di modulazione limitata ad una piccola zona si rivelò meno sensibile ai disturbi e alle interferenze provocate dalle variazioni dei carichi sulla linea. Nel 1936 Bell Telephone Laboratories iniziarono a studiare la possibilità di sfruttare le linee elettriche per supportare il servizio telefonico ai clienti sparsi nelle zone più 7

9 rurali degli Stati Uniti. L'idea di lavorare in banda base fu subito scartata perchè sovrastare il rumore richiedeva una potenza troppo elevata. Il sistema era progettato per lavorare sulla tipica rete di distribuzione rurale americana. Il progetto fu abbandonato nel 1941 con l'ingresso degli Stati Uniti nella II Guerra Mondiale e ripreso poi nel Dall'Ottobre del 1946 la Bell iniziò poi lo sviluppo di un sistema telefonico su linee elettriche conosciuto come M1 Carrier Telephone System prodotto dalla Western Electric Company Gli ultimi trent'anni Negli ultimi trent'anni il lavoro di sviluppo, fatto dalle varie compagnie elettriche in collaborazione con alcune università si è concentrato, in particolare, sull'automazione delle funzioni di distribuzione, come lettura automatica del contatore, controllo selettivo del carico e gestione a distanza della rete. Lo scopo di questi lavori in genere era quello di sviluppare un sistema capace di aiutare gli utenti a cambiare la forma della loro curva di assorbimento. Stabilizzando tale curva su tutto l'arco delle 24 ore i produttori di energia elettrica potevano ridurre i costi di produzione: picchi di richiesta, come avviene ad esempio nell'ore dei pasti, richiedono infatti l'uso di impianti veloci nel collegarsi alla rete ma in genere costosi da avviare. Rendere la richiesta di energia il più possibile costante e diffusa su tutto l'arco del giorno consentirebbe l'utilizzo di impianti più economici da gestire, giustificando così con una diminuzione dei costi di produzione le maggiori complessità introdotte da questi sistemi. Tutti questi studi hanno portato sicuramente ad una migliore conoscenza della rete e delle sue caratteristiche ma, salvo rare eccezioni, non sono sfociati in prodotti o servizi dal grande successo commerciale Breve panoramica dei più significativi tra questi progetti Verso la metà degli anni '70 la compagnia elettrica del Wisconsin (USA) iniziò a studiare la possibilità di realizzare un sistema sulle sue linee di distribuzione che 8

10 consentisse una completa gestione dei carichi, ed una lettura remota dei contatori di luce, acqua e gas. Nel 1980 South Eastern Electricity Board (GB) sviluppò un dispositivo nominato CALMS (Credit And Load Management System) che si basava su un terminale domestico "intelligente" in grado di utilizzare diversi mezzi di comunicazione (non solamente le linee elettriche) per aumentare lo scambio di informazioni tra l'utente e il gestore dell'energia. Questo permetteva al gestore di utilizzare al meglio le proprie risorse, mentre i vari consumatori potevano controllare direttamente il costo dell'energia elettrica e modificarne il consumo in modo da sfruttare il vantaggio di una tariffazione su fasce orarie. I servizi offerti erano i seguenti: misura e registrazione della domanda e del suo picco; informazioni sui carichi elettrici e sui consumi per aiutare la pianificazione e il controllo della rete; controllo remoto di consumi e tariffe; pagamenti a distanza; limitazione dei carichi per rientrare in un certo tipo di tariffazione o come servizio minimo di emergenza; supplire alla mancanza di collegamenti di terra nelle abitazioni degli utenti. Verso la metà degli anni '80 THORN EMI, un consorzio inglese costituito da esponenti dell'industria dell'elettricità, del gas e dell'acqua, supportato dal Ministero dell'industria e Commercio, dal Ministero dell'energia e dalla Ewbank Preece Consulting Ltd, inziò il collaudo, con circa 1000 utenti, di un particolare sistema di telecontrollo che si basava su un microprocessore progettato e realizzato direttamente dalla THORN EMI stessa. Il sistema sotto studio offriva le seguenti funzioni: registratore multi tariffa per i contatori acqua, gas, luce; registrazione dell'assorbimento su tutte le 24 ore, a passi di mezz'ora, per l'analisi delle variazioni dei carichi; visualizzazione nel tempo del consumo di luce, acqua e gas con previsione di spesa. I risultati del lavoro di collaudo furono incoraggianti per continuare lo sviluppo del sistema. 9

11 Sul finire degli anni '80 l'enel definì le specifiche per un esperimento sulla propria rete il cui scopo era quello di dimostrare praticamente la possibilità di usare le linee in bassa tensione come mezzo per la trasmissione dati. L'idea di tale progetto, nello sviluppo della cui tecnologia furono coinvolte anche 3 aziende del gruppo IRI-STET (Esacontrol, Italtel-SIT, SGS Microelettronica), era quella di ottimizzare l'uso delle risorse disponibili per generare energia elettrica e controllarne il consumo da parte degli utenti. In particolare il progetto prevedeva l'installazione di tali servizi: lettura remota del consumo continuo degli utenti connessi; aggiornamento giornaliero dei carichi; limitazione al limite contrattuale del consumo di energia dell'utente; limitazione del consumo globale di energia di tutti gli utenti per sopperire a momentanee carenze di disponibilità; rilevazione di eventuali tentativi di manomissione. Tra la fine degli anni '80 e l'inizio degli anni '90 in Olanda fu sviluppato e testato (anche in Svizzera) da Datawatt un sistema, chiamato Robcom. Tale sistema lavorava sia sulle linee a bassa tensione, che su quelle a media Il caso inglese Una delle società che per prime ha voluto tentare la strada delle connessioni a banda larga via rete elettrica è stata Nor.Web, che ha lavorato per quattro anni sul progetto, coinvolgendo aziende elettriche britanniche e tedesche. Anche in Italia, l'aem, in accordo con Nor.Web ha condotto una mini-sperimentazione, con un solo Pc posto in una banca di Piazzale Loreto. Ma partiamo dall inizio: sempre nello stesso periodo (fine anni 80 e inizio 90) NORWEB (una delle 12 compagnie di energia elettrica del Regno Unito), in collaborazione con Open University, iniziò a studiare quello che possiamo considerare a tutt'oggi un riferimento assoluto: il cosiddetto PowerLine Communications. Questo progetto nacque, come tutti gli altri finora visti, con l'intento di realizzare una gestione dei carichi ed una lettura remota del contatore; ben presto però il team di progettazione arrivò alla conclusione che questo tipo di servizi 10

12 da solo non bastava a giustificare la grande quantità di denaro necessaria per istallare le infrastrutture. Per cercare di rendere "vincente" il progetto bisognava offrire dei servizi, che i consumatori avrebbero comprato volentieri, legati al trasferimento di voce e dati! Fu così che NORWEB, per la prima volta, iniziò a studiare la possibilità di usare frequenze più grandi di 1MHz sulla rete a bassa tensione. L'avvio fu promettente e portò alla realizzazione dimostrativa di una rete telefonica su linea elettrica a Manchester (GB), basata su equipaggiamenti telefonici prodotti dalla consociata canadese NORTEL Networks. NORWEB divenne nel frattempo United Utilities e dalla joint venture fra Nortel e United Utilities nacque, nel marzo del 1998, la NOR.WEB DPL (Digital Power Line) Ltd, società che sviluppò la tecnologia DPL per il trasporto di dati digitali su linee elettriche. DPL fu in pratica la prima tecnologia ad essere sperimentata su larga scala ed a interessare grosse compagnie in tutto il mondo. In pratica la società era nata con lo scopo di sviluppare e commercializzare ai vari utenti un servizio di telefonia e di Internet ad alta velocità (cioè a larga banda) su linee elettriche con particolare attenzione rivolta al sistema DPL (già oggetto di numerosi test a partire dal 1995). Il primo positivo test fu la realizzazione nel 1995 di un collegamento Internet per una scuola di Manchester (12 PC connessi in rete dalla stessa presa di corrente). A questo fece seguito la distribuzione di una serie più completa di servizi (telefonia, Internet, lettura remota del contatore, ecc.) a vari utenti. Il test durò circa 2 anni e da un punto di vista di funzionamento ebbe esito positivo. I tecnici si sono imbattuti in numerosi problemi: la trasmissione dati era stabile solo nelle aree in cui la distribuzione elettrica avveniva tramite cavo sotterraneo (e non con cavo sospeso). La stabilità del segnale tendeva inoltre a essere influenzata dall'utilizzo di altri apparecchi di uso comune connessi alla rete elettrica domestica. Se la lavatrice era accesa la connessione si rallentava. Se era acceso anche lo scaldabagno la connessione cadeva. 11

13 Il problema più grave, da un punto di vista di compatibilità elettromagnetica, era costituito dalle irradiazioni. Il cavo trasmetteva a onde lunghe, banda usata dalle comunicazioni militari. Così la Royal Communication Commission ostacolò il progetto adducendo motivazioni di carattere politico e militare. Sembra che nelle zone di funzionamento del DPL certe frequenze fossero disturbate: molto colpiti risultarono la BBC, certi radioamatori e il servizio britannico di emergenza radiodiffuso. Tra le varie cause: la forma dei pali dell'illuminazione pubblica, che finivano per comportarsi come tante antenne irradiando il segnale del DPL, questo oltre a disturbare i servizi finiva anche per rendere facilmente intercettabile il traffico dati. Dopo lunghi dibattiti si stabilì, per le interferenze dovute a PLC, un livello di soglia fisicamente irraggiungibile che portò alla definitiva chiusura di NOR.WEB. Infatti dopo aver avviato progetti pilota in Inghilterra, Germania e Svezia, e soprattutto dopo aver aperto la strada all'uso delle alte frequenze sulla rete di distribuzione dell'energia elettrica, NOR.WEB DPL Ltd chiuse i battenti: nel settembre 99, infatti, Nortel e United Utilities decisero di sciogliere la joint venture ed abbandonare lo sviluppo di soluzioni basate sulle reti elettriche. Quando Nor.Web fu chiusa, anche Samsung si ritirò decidendo di concentrarsi sull'utilizzo delle Plc nei sistemi di Lan domestica. La fiducia in questa piattaforma Internet era ormai incrinata: il problema delle irradiazioni sembrava insormontabile; alcuni analisti manifestavano anche perplessità sull'effettiva maturità del target di riferimento per questi servizi. La diffusione delle connessioni banda larga tramite Adsl per alcuni osservatori del mercato toglieva terreno alle Plc in modo irrimediabile. Questo fece pensare che le PLC erano destinate a rimanere confinate nel ristretto mercato dell'home automation, vincolate come erano per la realizzazione di quei servizi di grande diffusione che sembravano invece caratterizzare il crescente mercato delle telecomunicazioni. 12

14 Da allora è stato tutto un fiorire di annunci e progetti, soprattutto per lo sfruttamento della rete in bassa tensione. Anche se poco di quanto è stato annunciato si è per ora tradotto in prodotti commerciali, e alle luci si alternano ombre come il recente abbandono di Siemens (abbandono parziale). In attesa di qualcosa di sempre più concreto e soprattutto di una più adeguata normativa di assegnazione delle frequenze le PLC sembrano quanto mai vive, fosse altro per i grandi interessi in gioco. 1.2 Progetti più recenti La piattaforma di connessione a Internet non ha avuto un'ottima partenza. Progetti bocciati, sperimentazioni abortite, società prima finanziate per la realizzazione delle infrastrutture e poi chiuse in fretta. All inizio, come abbiamo visto, furono avviati progetti di connessione Internet tramite Plc a banda ristretta (fino a 150 Kbps); poi, però, le aziende si sono rese conto che bisognava puntare sulla banda larga per valorizzare le reti Plc sul mercato. In realtà è dal 1996 che si parla di reti Plc: all'epoca l'annuncio delle sperimentazioni mosse l'interesse degli utenti più smaliziati e informati sulle nuove tecnologie; interesse ben presto calato, notati gli scarsi risultati ottenuti dalle società impegnate nei progetti. La questione sembrava chiusa, le speranze dei consumatori ormai disattese. Ma la svolta è recente: nel 2001 si è tornato a parlare di Plc grazie alle nuove promettenti sperimentazioni e all'arrivo della prima concreta offerta commerciale della RWE. L'interesse intorno a tale tecnologia si è risvegliato d'un tratto, tanto che alcuni utenti e divulgatori hanno salutato la rinascita di questa piattaforma Internet come una novità assoluta, ignari del suo poco felice passato. Al momento una divisione impropria vede l'europa e la Germania in particolare (con esperimenti pilota in corso in diverse città tedesche, e non solo, da parte principalmente di Ascom e di Oneline AG, quest'ultima in collaborazione con Enikia e VEBA) concentrarsi sulle PLC soprattutto in termini di possibile alternativa per "l'ultimo miglio". Mentre gli Stati Uniti sembrano più attratti dall'uso delle PLC all'interno delle varie abitazioni. 13

15 1.2.1 Il caso giapponese (cenni) A dicembre 99 per le reti domestiche si annunciò che presto sarebbe arrivato lo standard perché il più importante consorzio per l'home networking stava per rilasciare le prime specifiche di una tecnologia di connessione proposta come standard. Con la nascita delle cosiddette info appliance, dispositivi intelligenti in grado di svolgere alcuni compiti specializzati e di connettersi ad Internet, le case sono destinate a subire, in futuro, una drastica rivoluzione. Una info appliance non è solo un dispositivo prettamente informatico, ma può essere una lavatrice, un forno a microonde, un televisore od un condizionatore. Ormai quasi tutti gli elettrodomestici casalinghi possono essere comandati da chip ed istruiti via rete. L'home networking in futuro rivestirà un ruolo sempre più preponderante all'interno dell'ambiente domestico. La rete diverrà il nuovo fulcro della casa, nuovo punto di ritrovo di tutta la famiglia e, nel contempo, parte integrante della grande rete Internet. Proprio la consapevolezza del ruolo dell'home networking in futuro ha fatto sì che quattro colossi asiatici come Matsushita, Hitachi, Mitsubishi e Toshiba formassero, nel 97, un consorzio per lo sviluppo di tecnologie e protocolli standardizzati. A fine 99 questo consorzio, denominato Echonet, rilasciò le prime specifiche di una rete a banda stretta per il controllo di network appliance in ambito casalingo e ne promosse la standardizzazione a livello internazionale. Le tecnologie maturate in seno al consorzio offrono soluzioni per il collegamento fra loro di tutti i dispositivi intelligenti della casa attraverso connessioni via rete elettrica ed altri media LON (Local Operating Network). Sono previsti strumenti per il controllo del risparmio energetico di ogni dispositivo, sia esso un condizionatore od un frigorifero, e vengono fornite interfacce verso qualsiasi piattaforma di info appliance, verso l'home Audio Video interoperability (HAVi) e la rete telefonica. Il presidente del consorzio, Sunao Yamada, ha fatto notare come l'intero progetto Echonet sia stato sviluppato come architettura aperta e altamente standardizzabile. Questo è stato possibile anche attraverso l'impiego di un'architettura a layer in grado 14

16 di fasarsi alle tecnologie di più basso livello, come le specifiche fisiche della rete elettrica, che possono variare da paese a paese. Da tempo si parla delle potenzialità delle linee elettriche come mezzo di trasporto dei bit, una soluzione che, sebbene ancora in fase di testing in molti paesi, potrebbe portare l'internet a larga banda in quei luoghi dove le linee digitali non arrivano. A metà settembre 2000, grazie al grande interesse che le PLC attirano su di sé, Mitsubishi sviluppò un nuovo modem "elettrico" in grado di gestire velocità fino a 3 Mbps, prestazioni che sotterrano largamente quelle, elevate ma fino ad oggi inferiori, che ha saputo offrire la tecnologia xdsl. Un modem di questo genere si connette alla linea elettrica di un'abitazione ed è in grado di "filtrare" le informazioni digitali che qui vengono inviate da un fornitore di accesso, in genere lo stesso che fornisce l'elettricità. Al modem di Mitsubishi, commercializzato nel 2001, si possono collegare fino a 5 terminali connessi ad altre prese di corrente all'interno dell'abitazione: in questo modo si può dare vita ad una vera e propria rete domestica dove, in futuro, si troveranno connessi ogni genere di elettrodomestici intelligenti Il caso statunitense Gli Stati Uniti (diversamente dall Europa) sono più attratti dall'uso delle PLC all'interno delle varie abitazioni. Al di là degli specifici interessi dei vari gruppi industriali, questo è dovuto ad un problema di costi difficili da ammortizzare. In pratica tutto è legato al numero di abitazioni che ogni trasformatore serve (dalle 5 alle 10 nel Nord America contro le circa 150 dell'europa); inoltre dato che il segnale delle PLC non può attraversare i trasformatori, in ogni sottostazione di trasformazione deve essere installata un'apparecchiatura per supportare il segnale: per cui a parità di utenti serviti, nel contesto nord americano, i costi di installazione, per consentire la copertura dell'ultimo miglio sono molto più difficili da ammortizzare. Ciò rende questo tipo di applicazione molto meno invitante. Alla fine del 99 e inizi del 2000 negli Usa (New York) una notizia destò grande interesse intorno alle powerline network: si ritorna a parlare delle linee elettriche 15

17 come mezzo di trasporto dati, ma questa volta il progetto è tutto nuovo e promette velocità ben superiori all'adsl. Infatti una start up texana, Media Fusion (società americana), annunciò di aver completato la sperimentazione di una nuova tecnologia che poneva rimedio a tutti i problemi presentati da quella DPL. La nuova tecnologia sviluppata da Media Fusion potrebbe davvero rivoluzionare la connettività casalinga ed aziendale, essa permetterebbe alle tradizionali linee elettriche di trasportare dati digitali alla velocità di diversi megabyte per secondo. Questo consentirebbe di far arrivare in tutte le case e gli uffici, a prezzi estremamente competitivi, una mole di informazioni che ADSL neppure si sogna: Internet, radio, video, High-Definition TV, satellite, ecc. Media Fusion è già pronta a licenziare la sua tecnologia a chi ne farà richiesta, presumibilmente società di comunicazione o di elettricità, ed è in procinto di progettare tutta una serie di info-appliance che ne facciano uso. Il nuovo modo di trasportare informazioni sulla linea elettrica è stato inventato dal capo scienziato di Media Fusion William Steward: la tecnologia, detta PAN (Powerline Area Network) pone rimedio ai grossi limiti con cui si sono scontrati tutti i tentativi precedenti. Il metodo di Steward, (a differenza dei precedenti), si basa sul fatto che le informazioni non vengono trasportate dalla corrente alternata ma da un segnale a microonde che viaggia all'esterno dei cavi e viene guidato proprio dal campo magnetico generato dalla corrente elettrica. In questo modo il segnale è immune da interferenze e può raggiungere frequenze anche molto elevate. PAN si basa sul sistema proprietario ASCM (Advanced Sub-Carrier Modulation, ovvero "modulazione avanzata della sottoportante") che impiega un maser (laser di microonde) per trasportare a grande velocità dati digitali sulle normali linee elettriche senza le interferenze dovute ai trasformatori ed a distanze ben maggiori di quelle concesse da DPL. La tecnologia di Media Fusion mette a disposizione dell'utente finale fino a 2,5 Gigabit al secondo di banda passante e ad un costo davvero basso (circa 60 dollari ad interfaccia). Tale tecnologia è in via di sperimentazione presso alcune grandi compagnie elettriche americane proprio agli inizi del 2000: presto 16

18 dovrebbero essere comunicati i risultati. Inoltre un gruppo svizzero avrebbe offerto 125 milioni di dollari per acquistare una quota azionaria della Media Fusion Il caso francese A metà aprile 2000 a confermare l'imminente boom della tecnologia di networking su rete elettrica, arriva l'annuncio di un patto triennale fra Thomson Multimedia, (società francese che produce apparati e prodotti elettronici di consumo), e Inari, (leader nelle tecnologie per le power line network). La Thomson adotterà la tecnologia di Inari per collegare i suoi dispositivi alle reti domestiche su linea elettrica, cioè grazie a questo accordo, dal 2001 Thomson integrerà in alcune sue linee di prodotti gli adattatori per le reti elettriche con tecnologia a 2 Mbps di Inari. In seguito Thomson includerà nei suoi prodotti di punta i chipset necessari a supportare velocità più elevate, fino a 10 Mbps. Per il momento (anno 2000), Inari è l'unica azienda ad aver commercializzato una soluzione per l'home networking su linee elettriche, ma presto dovrà affrontare concorrenti come Media Fusion e lo standard in via di sviluppo proposto dall'homeplug Power Line Alliance. A luglio 2001 il Governo francese lanciò un obiettivo ambizioso e annunciò un piano straordinario per portare velocità e banda larga in tutto il paese entro i prossimi 5 anni. Per riuscire nell'intento sarà impiegato di tutto, compresa la connettività veloce su rete elettrica. Entro il 2006 la Francia dovrà disporre di un sistema di reti veloci che consenta al paese di "girare su internet" a velocità che oggi sono a disposizione solo di una piccola parte degli utenti. Come confermò un portavoce dell allora primo ministro Lionel Jospin, la direzione è quella di individuare, spingere e finanziare tutti i mezzi che possano garantire banda larga in tutto il paese entro cinque anni. L'annuncio del progetto è stato reso ufficiale il 19/07/2001 e prevede un primo finanziamento di quasi 3 mila miliardi di lire destinato alle comunità locali. Queste potranno attingere a quei fondi per creare le infrastrutture necessarie in 17

19 collaborazione con Parigi. Il Governo centrale avrà numerosi oneri tra cui l'esplorazione delle reali possibilità della connettività veloce su rete elettrica, una potenzialità che in Germania, Gran Bretagna e Italia viene valutata con sempre maggiore interesse. Della "rete elettrica" si occuperà un'agenzia speciale che lavorerà con la società elettrica francese, Electricité de France, per valutare impatti e benefici. Secondo quanto affermato dagli uffici governativi, il costo complessivo delle operazioni di aggiornamento delle linee e di creazione delle nuove infrastrutture arriverà a 30 miliardi di franchi, fondi che solo in parte potranno essere coperti dai privati. "Se ci attenessimo alle logiche del mercato - spiegò un portavoce di Jospin - in 5 anni 1/4 della popolazione francese e il 70-80% del nostro territorio non potrebbero disporre di connettività a banda larga". Con l avvicinarsi delle elezioni del 2005 il governo ha annunciato, a febbraio 2003, di voler attuare il progetto d accesso ad Internet ad alta velocità tramite la rete elettrica. Per questo metterà a disposizione ciò di cui già dispone cioè la rete elettrica. La RTE (impresa per la gestione della rete pubblica dei trasporti e dell elettricità) ha presentato a marzo 2003, un progetto di connessione ad Internet ad alta velocità. La prima esperienza è già iniziata nella regione Midi Pyrénées con l obiettivo di permettere agli utenti delle aeree non coperte dagli operatori, di avere una connessione rapida. Ci si può connettere tramite una spina elettrica ossia CPL (Courants porteurs en ligne), la tecnologia permetterà una portata da 3 a 5 megabits/sec. La RTE dispone già di 2000 km di linea ad alta tensione con fibre ottiche, ciò significa avere una riduzione dei costi. Infatti, l esistenza di queste linee non necessita più di fare lavori di genio civile, che costituivano il primo vincolo allo sviluppo del cavo. I comuni dovranno legare solo le linee agli utenti. La ALTERLANE è un impresa che offre e propone alle scuole un accesso a Internet da ogni spina, senza modificazione della rete elettrica: tutto in brevissimo tempo. Questo tipo di offerta dà la possibilità di collegare da 5 a 20 computer su qualsiasi spina elettrica tramite un modem CPL. Questa ditta si occupa di tutto e il suo servizio 18

20 comprende anche un controllo periodico della rete per un anno. Qualche scuola sta già godendo di questa nuova tecnologia e il Consiglio Generale della Manica (nord della Francia) ha lanciato a marzo 2002 una gara d appalto per attrezzare l insieme dei suoi college della rete CPL Il caso tedesco E partita proprio dalla Germania la nuova rivoluzione nel mondo di Internet e delle telecomunicazioni. La tecnologia di connessione ad internet via rete elettrica agli inizi del 2000 era pronta a rifarsi il trucco per introdursi in e tra le case di tutti i tedeschi. Tale tecnologia è divenuta una realtà a Dusseldorf, dove risiede la compagnia Veba, pronta a tutto pur di riuscire a piazzare la sua creaturina ultraveloce nella Berlinobene. Forse ci riuscirà: su quei cavi i dati corrono. Dopo la presentazione ufficiale alla fiera tecnologica del CeBIT, a marzo 2001, destò enorme interesse, l'offerta "Powerline" di RWE, il colosso dell'energia elettrica tedesco. Un articolo titolava Germania verso la svolta, ipervelocità su rete elettrica e secondo quell articolo dal 01/07/2001 i tedeschi avrebbero potuto collegarsi ad Internet con i servizi ultraveloci del principale fornitore di energia elettrica: RWE. L'azienda faceva le cose sul serio: presentò un intero sito per spiegare che la tecnologia realizzata insieme al partner svizzero Ascom, non solo aveva superato gli ostacoli tecnici che fino a quel momento si erano frapposti per l'offerta di connettività Internet su rete elettrica, ma anche che il prossimo passo per la RWE era la conquista dei mercati europei, latinoamericani ed asiatici. A testimoniare che RWE ed Ascom non scherzavano, c'era anche l'annuncio, sempre al CeBIT, con cui RWE ha confermato l'accordo con la brasiliana Cia Paranaense de Energia Eletrica (Copel) per la fornitura di un sistema di testing per 50 famiglie nello stato del Paranà. Test partito a maggio

INDICE: INTRODUZIONE...6 CAPITOLO

INDICE: INTRODUZIONE...6 CAPITOLO INDICE: INTRODUZIONE...6 CAPITOLO 1 Nascita ed evoluzione delle PowerLine Communication...10 1.1 Introduzione...10 1.2 Cenni Storici...12 1.3 Normativa vigente e regolamentazioni...16 1.4 Standard in commercio...19

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