GSM on the Ship & Friends

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1 NUOVI SERVIZI GSM on the Ship & Friends ELISA PATRIZI MASSIMILIANO PANELLA L articolo descrive il nuovo servizio TIM GSM on the Ship che permette di utilizzare il proprio telefonino anche in mare aperto, come ad esempio è stato realizzato sulle navi di Costa Crociere. Si espone inizialmente l architettura di rete e le principali innovazioni, quali lo specifico sistema radio base utilizzato, il processo di compressione della voce GSM e la trasmissione via satellite, evidenziando poi alcuni dettagli progettuali. Sono quindi illustrate le caratteristiche del servizio, con gli scenari di chiamata e la gestione del traffico dati, presentando i risultati finora ottenuti. L articolo si conclude con un nuovo scenario di servizio, l ecar, un particolare veicolo allestito per offrire rapidamente e ovunque un accesso GSM, GPRS e WiFi. 1 Introduzione 2. Il servizio GSM on the Ship Al secolo GSM on the ship, in arte GOS, è il nuovo servizio di TIM che consente di parlare con il proprio telefonino in mare aperto dalle navi e che, per ora, è disponibile sulla flotta di Costa Crociere con cui TIM ha sottoscritto un accordo a partire dal settembre Nell articolo si espongono l architettura ed i servizi di questa soluzione innovativa che permette ai crocieristi e all equipaggio, di utilizzare il proprio telefonino GSM per comunicare in mare aperto con qualsiasi numero di rete fissa e mobile, con semplicità e naturalezza. La sfida è quella di proporre un architettura che abiliti un servizio economicamente sostenibile, nonostante le difficoltà di copertura di un ambiente complesso come una nave da crociera e l impiego di un vettore oneroso per l interconnessione quale il satellite. La risposta della clientela non solo ha fugato le incertezze della vigilia, ma ha stimolato ulteriori soluzioni per scenari diversi per ribadire un vecchio, ma pur sempre valido slogan del radiomobile any time, any where. Nel novembre 2003 Costa Crociere e TIM hanno brindato insieme al varo della nave più grande della flotta, la Costa Fortuna, e al neonato GSM on the Ship, il nuovo servizio che permette di utilizzare il telefonino a spasso per i sette mari. Visto il successo dell iniziativa si sta procedendo all estensione del servizio a tutta la flotta Costa (attualmente composta da nove navi) e ci sono state molte dimostrazioni di interesse da parte di altri armatori. Il GOS è stato un progetto complesso trasversale alla TIM, nel quale la Rete TIM ha svolto un ruolo di rilievo. La sfida è stata particolarmente stimolante perché ha coinvolto numerose tematiche innovative quali: la copertura indoor di un ambiente nuovo e articolato come una nave da crociera; l utilizzo di collegamenti satellitari per l interconnessione verso la rete cellulare PLMN (Public Land Mobile Network) di TIM; la tariffazione del traffico originato dalle navi ad un costo diverso da quello a terra, ma molto 30 NOTIZIARIO TECNICO TELECOM ITALIA Anno 13 n. 1 - Giugno 2004

2 minore rispetto a quello delle telefonate convenzionali tramite IMMARSAT 1. I servizi offerti dal GSM on the Ship sono quelli tipici di una rete GSM pubblica (traffico voce, SMS, servizi di rete intelligente,...) con l aggiunta sia di servizi corporate per l equipaggio, le cui chiamate transitano per un wireless PBX (Private Branch exchange) con accessi radio GSM, sia dei servizi dati GPRS (MMS, traffico web,...). I servizi GSM presenti a bordo della nave saranno accessibili agli utenti dotati di telefonini con SIM TIM e anche a tutti gli utenti di altri operatori mobili che hanno accordi di roaming con TIM. Dovendo circoscrivere l emissione radio all interno della nave, in modo da non sottrarre traffico agli operatori locali in prossimità dei porti né interferire con le loro reti radiomobili, si è sviluppato, con il supporto di Telecom Italia Lab, un sistema automatico che in base alla posizione della nave inibisce il servizio ai crocieristi (lasciandolo attivo solo per l equipaggio) e abbassa la potenza di uscita delle antenne quando la nave è entro le acque territoriali. Queste tematiche sono state affrontate con uno studio di sistema che ha portato alla realizzazione dell architettura descritta nella figura 1. Nell architettura classica di una rete GSM (vedi riquadro a pagina 33), le interfacce tra BTS (Base Station Transceiver) e (Base Station Controller) - interfaccia A bis - e tra e (Mobile Switching Center) - interfaccia A - sono realizzate, tipicamente, con collegamenti su cavo; nell architettura del GSM on the Ship dovendo remotizzare via satellite una parte di rete e dovendo fronteggiare dei costi molto alti sull affitto di banda su satellite, si è reso necessario un processo di compressione dell informazione da trasmettere (vedi riquadro a pagina 34) che ha imposto quindi la scelta dell interfaccia A (essendo attualmente l unica in grado di essere compressa). Vista la numerosità e la ricchezza dei profili di servizio da offrire, uno per tutti la funzione di wireless PBX per l equipaggio, la scelta sistemistica è caduta sulla realizzazione di una mini rete GSM. È stata scelta una piattaforma che racchiude (1) IMMARSAT è il sistema attualmente unimpiegato sulle navi per permettere le comunicazioni con la terra. Il sistema si basa su un gruppo di satelliti geostazionari. E1 Impianto di distribuzione NIB Eth Eth Eth Compressore Rete IP TIM NMS PC TIM-ONE NAVE 1 Pc Switch Modem NMC TIM FW OMC Server Eth Ethernet FW Firewall IP Internet Protocol Mobile Switching Center sistema completo BSS (Base Station Sub-System) e funzionalità di NSS (Network and Switching Sub- System) in un unico apparato delle dimensioni di un PC tower (figura 2) detto NIB (Network In a Box). Nel NIB [1] le differenti funzionalità BTS, e NSS sono realizzate su piastre dedicate limitando notevolmente lo spazio necessario. In particolare, oltre la parte BTS che permette di gestire fino a due portanti GSM con la possibilità di collegare altre due BTS esterne ciascuna con ulteriori tre portanti, è presente la parte di controllo e transconding e un database (Home Location Register) locale che permettono di distinguere tre categorie di utenti: utente pubblico: registrato solo sull pubblico, accede alla rete GSM ma non ai servizi locali; le chiamate transitano sulla rete GSM pubblica PLMN; utente privato: registrato solo nell del NIB, accede solo ai servizi locali; utente ibrido: registrato negli di NIB e PLMN, accede ai servizi locali e pubblici; le chiamate possono transitare sulla centrale telefonica locale PBX o sulla rete pubblica terrestre PSTN (Public Switched Telephone Network) o sulla PLMN. Agli utenti privati e ibridi è associato un numero breve per consentire la funzionalità di NSS quando due di questi (entrambi all interno dell area di OMC Client NAVE 9 Rete di supervisione TIM Eth 2 Mbit/s Eth NIB Network In a Box NMS Network Management System OMC Operation Management Center SDH Synchronous Digital Hierarchy FIGURA 1 L architettura di rete del progetto GSM on the Ship. SATELLITE FW Modem Compressore TELEPORTO E1 TIM Core Eth Modem Compressore E1 SDH TIM NOTIZIARIO TECNICO TELECOM ITALIA Anno 13 n. 1- Giugno

3 TRAU POWER FAN UNIT POWER TRX UNIT TRX UNIT Base Station Controller Home Location Register Mobile Switching Center TRAU Transcoding and Rate Adaptation Unit FIGURA 2 Il NIB (Network in a Box). copertura del NIB) si chiamano tra loro. Il numero breve può coincidere anche con il numero del derivato della centrale telefonica locale (PBX). Si può anche realizzare una rete privata per i soli utenti privati e ibridi attuando la funzionalità di accesso esclusivo : in tal modo si impedisce l accesso alle risorse radio del NIB agli utenti pubblici. Se all utente privato (o ibrido) è associato un numero breve uguale al suo derivato PBX, questi può essere raggiunto mediante un unico numero breve, sia sul terminale mobile, sia sul derivato PBX. Sul NIB si possono stabilire delle priorità nella modalità di ricerca dell utente: lo si prova a rintracciare prima sul derivato del PBX e, in caso di mancata risposta dopo un certo numero di squilli, si provvede a re-instradare la chiamata verso il terminale mobile cercandolo prima all interno dell area di copertura del NIB e poi nella PLMN. Infine il NIB permette di distinguere la sua copertura da quella pubblica mediante l invio di messaggi di Cell Broadcast personalizzabili e identificativi della cella radio che realizza. Oltre al NIB, l architettura a bordo nave prevede i dispositivi necessari alla diffusione del segnale a radiofrequenza, il collegamento satellitare con la centrale di TIM e il tool di Tilab per l attivazione/disattivazione automatica del servizio. Per la diffusione del segnale a radiofrequenza sulla nave è stato necessario un sistema di distribuzione misto fibra ottica/cavi RF. In particolare, il sistema prevede l utilizzo di hub locali posizionati vicino il NIB che trasportano su fibre ottiche il segnale GSM, evitando così le cospicue attenuazioni che avrebbero presentato i cavi coassiali, visto le distanze in gioco dell ordine di centinaia di metri; in prossimità delle antenne che realizzano la copertura sono posizionati poi degli hub remoti che effettuano la conversione da fibra ottica a cavo RF. Il sistema utilizzato permette di circoscrivere la copertura radio nell area della nave con un livello del segnale ricevuto di circa -75/-85 dbm realizzando, a seconda della grandezza della nave, una o due celle GSM. La consistenza dell impianto di distribuzione dipende fortemente dalla dimensione della nave; ad esempio, per la Costa Fortuna (la nave più grande della flotta) sono stati utilizzati 22 hub remoti e 7 hub locali, 72 antenne, circa 4000 metri di cavo RF e 5000 metri di fibra ottica, mentre per la Costa Tropicale (la più piccola fra le navi equipaggiate) sono stai utilizzati 11 hub remoti e 3 hub locali, 36 antenne, circa 1800 metri di cavo RF e 2100 metri di fibra ottica. Per quanto riguarda il sistema lato terra, il punto di raccolta del traffico (Teleporto) si trova al Fucino presso la Telespazio S.p.A. da dove è stato attivato un CDN (Circuito Diretto Numerico) per ogni nave verso l TIM sito nella Centrale Telecom di Roma Laurentina (CTRL). Il Teleporto è realizzato con un antenna parabolica di 28 metri di diametro che permette di collegare le 9 navi Costa in tecnologia FDMA/SCPC (Frequency Division Multiple Access/Single Channel Per Carrier), utilizzando un satellite Intelsat 907 a 332,5 Est, scelto in modo da far convergere la soluzione TIM con quella già installata sulla nave per le comunicazioni telefoniche via satellite dalle cabine e per quelle dati dagli internet cafè presenti a bordo. L utilizzo della banda C e di antenne così grandi si è reso necessario a causa della copertura molto più estesa dell area europea, dal momento che le navi effettuano la navigazione anche nei Mari del Nord, nei Caraibi e nell America del Sud (figura 3) [2]. Nella figura è evidenziata, a seconda del BER (Bit Error Ratio) e della percentuale di disponibilità del FIGURA 3 La copertura del satellite Intelsat NOTIZIARIO TECNICO TELECOM ITALIA Anno 13 n. 1- Giugno 2004

4 LA RETE GSM La struttura del sistema GSM (figura A) può essere suddivisa in tre entità di rete [3]: il BSS (Base Station Sub-System) è il sottosistema radio che rende possibile l accesso al servizio; il BSS comprende l insieme delle stazioni radio base o BTS (Base Station Transceiver) che fanno capo ad un controllore di stazioni o (Base Station Controller). La BTS invia tramite l antenna il segnale radio GSM che realizza la copertura della cella. Il ha funzioni di supervisione e controllo delle risorse radio, sia nella fase di instaurazione della chiamata, sia in quella di mantenimento; il è inoltre l interfaccia con la centrale di commutazione (Mobile Switching Center); l NSS (Network and Switching Sub-System) è il sottosistema che realizza il core della rete; l NSS è costituto dall e dai data base (Home Location Register) e VLR (Visitor Location Register). L fornisce le funzionalità necessarie per la commutazione telefonica, per il controllo e la gestione delle chiamate, per i servizi supplementari e la tassazione. L contiene tutte le informazioni relative ai clienti di cui ha competenza. Le informazioni possono essere sia di tipo permanente (ad BTS G MS VLR /VLR area esempio il numero telefonico, il profilo di servizio, ), sia di tipo temporaneo (ad esempio l indirizzo del VLR che ospita temporaneamente il cliente); l è interrogato quando è necessario individuare la posizione di un cliente. Il VLR permette all di gestire i clienti temporaneamente registrati nella sua zona di competenza. L interconnessione con le /VLR area G MS VLR BTS Base Station Controller Base Station Transceiver Gateway Mobile Switching Center Home Location Register Mobile Station Mobile Switching Center Visitor Location register FIGURA A L architettura della rete GSM. cella i/f A altre reti è realizzata da particolari che sono detti G (Gateway ); l OSS (Operation and Support Sub-System) è il sottosistema che realizza il centro gestionale di rete; l OSS genera statistiche e report per la supervisione degli impianti e consente di intervenire da remoto sui nodi di rete. i/f A bis area Altre reti /VLR area servizio, l area di copertura del satellite (i cerchi con epicentro sull Oceano). Nel nostro caso l area sarà quella delimitata dal secondo cerchio che assicura una disponibilità del 99,5 per cento e un BER migliore di Per un maggior dettaglio sui collegamenti satellitari si rimanda al riquadro a pagina 36. Per quanto concerne l antenna sulla nave, è stata utilizzata quella già presente a bordo normalmente di diametro intorno ai 2,4 metri e dotata di un preciso sistema servoassistito per il puntamento ottimale del satellite a seguito sia dei cambiamenti di rotta ma soprattutto delle oscillazioni della nave. Ai ricetrasmettitori già presenti si è NOTIZIARIO TECNICO TELECOM ITALIA Anno 13 n. 1- Giugno

5 LA COMPRESSIONE DELLA VOCE connessione e in tal caso per motivi di sincronizzazione viene riempito con una sequenza periodica denominata idle pattern, oppure può essere impegnato in connessione e in L impiego di tratte satellitari riveste da sempre notevole interesse per gli operatori di reti GSM soprattutto in virtù della flessibilità di attivazione rispetto ai tradizionali collegamenti in cavo o tramite ponte radio. Tuttavia l elevato costo della banda su satellite ne ha finora limitato l utilizzo alle applicazioni di breve periodo. La compressione della voce, riducendo la necessità di banda, apre nuovi scenari di mercato sia per gli operatori satellitari, sia per gli operatori GSM. Tale compressione è resa possibile dalle caratteristiche di intermittenza della fonia, quali la quasi alternanza tra parlare e ascoltare, le pause tra le parole e le pause tra le sillabe. In presenza di tali eventi l informazione da trasmettere è soltanto il rumore ambientale le cui caratteristiche possono essere rappresentate con un numero modesto di bit. Tale rumore, anche se all apparenza potrebbe essere eliminato, dà il senso di continuità della connessione e perciò viene detto comfort noise. In generale in un flusso digitale ciascun TS (Time Slot) può essere libero (idle), cioè non impegnato in SID SIlence Descriptor FIGURA B Il flusso digitale compresso. LAPD SID TS Link Access Protocol - channel D SIlence Descriptor Time Slot FIGURA A Il flusso digitale non compresso. tal caso può trasportare segnalazione, voce o pause della voce. Quanto detto è esposto in figura A [4]. La trasmissione è detta sincrona quando nel flusso digitale una connessione venga trasportata sempre dallo stesso TS assegnato all inizio. Un modo più efficiente di sfruttare la risorsa trasmissiva è di etichettare ciascun segmento voce con l indirizzo del mittente e del destinatario e trasmetterlo in un qualunque TS del flusso trasmissivo (trasmissione asincrona). Così facendo e intercalando t Time Slot trasmessi trama voce bit di controllo delle trame di idle e SID trame asincrone capacità non utilizzata t TSi Time Slot assegnati trame voce trame di idle e SID sulla voce trame LAPD canali in idle opportunamente i vari segmenti voce degli utenti attivi si avranno meno frammentazioni rispetto al caso sincrono e, di conseguenza, sarà sufficiente un vettore con un numero inferiore di TS, quindi una minore capacità trasmissiva. Ovviamente, a destinazione, il flusso va riordinato e questa operazione implica dei ritardi. Il rapporto di compressione deve non essere così elevato da inserire un ritardo intollerabile. Per quanto riguarda i segmenti di voce attiva, l effetto della compressione si nota nel passaggio dall area gialla frammentata di figura A a quella più continua di figura B. I dati rilevanti (bit di controllo, bit di allineamento e campo dati) delle trame SID (Silence Descriptor) che portano l informazione di descrizione del comfort noise, così come i dati rilevanti sulla segnalazione che vengono estratti dalle trame LAPD (Link Access Protocol Channel D), venendo trasmessi in modo asincrono, possono essere spalmati sul flusso andando a riempire i buchi lasciati dalla voce. In altre parole, sfruttando in modo ottimizzato la capacità trasmissiva non utilizzata. 34 NOTIZIARIO TECNICO TELECOM ITALIA Anno 13 n. 1- Giugno 2004

6 affiancato quello per il servizio TIM con banda compresa fra 192 kbit/s e 384 kbit/s. Un punto cruciale è stato la gestione del ritardo nella trasmissione via satellite (circa 600 ms) molto superiore a quello delle reti terrestri che avrebbe comportato difficoltà nella gestione dei messaggi di segnalazione SS7 (Signaling System n 7). Per risolvere questo problema si è proceduto con l introduzione in della funzione chiamata PCR (Preventive Cyclic Retrasmission) che consiste nella ritrasmissione ciclica delle trame SS7 senza aspettare l attivazione del time out, come avviene normalmente nella trasmissione GSM terrestre. Infine, per inibire il servizio pubblico all interno delle acque territoriali, il tool TIM Cruise, sviluppato con Tilab, all ingresso della nave nei porti ne rileva la posizione con il GPS (Global Positioning System) posto sul ponte superiore e la confronta con le coordinate dei porti in cui l armatore può attraccare, verificando se la distanza fra la nave ed il porto risulti maggiore del limite delle acque territoriali (13 miglia nautiche). Se si rileva l ingresso nelle acque territoriali il tool: attiva la funzionalità di accesso esclusivo che consente ai soli dipendenti Costa di utilizzare il NIB, mentre i crocieristi sono vincolati ad utilizzare la rete degli operatori locali; riduce la potenza di uscita delle antenne dei ponti superiori per evitare interferenze con le reti GSM locali. All uscita dal porto vengono ripristinate le condizioni di funzionamento che consentono ai crocieristi la piena operatività, disattivando l accesso esclusivo e riportando alla potenza nominale le antenne dei ponti superiori. Nella figura 4 è riportata la vista di insieme dell applicativo TIM Cruise. L applicativo consiste in un interfaccia a finestre multiple che gestisce le comunicazioni tra il GPS e il PC e tra il PC e il NIB e le informazioni relative ai porti nei quali attivare le procedure automatiche (segnati con dei cerchi sulla mappa del luogo) [5]. La gestione del sistema, sia per l accesso radio che per la core network, è svolta dall OMC (Operational Management Center), basato su un architettura di tipo client-server. La banda per l invio dei dati di supervisione sul satellite è sempre di 64 kbit/s. La supervisione h24, sia degli apparati installati sulle navi che di quelli presenti presso il teleporto (figura 1), sarà effettuata presso l NMC (Network Management Center) di TIM mediante l integrazione dell OMC server nel sistema multivendor di supervisione allarmi. Sulla nave, il routing IP dei dati di supervisione, sia del NIB che dell impianto di distribuzione, i cui allarmi sono connessi agli allarmi esterni del NIB, viene effettuato dal compressore che instrada i pacchetti IP dall interfaccia satellitare seriale V.35H verso la porta Ethernet e viceversa. Il compressore, il PC e lo switch ethernet sono gestiti da remoto via protocollo standard di gestione di nodi di rete su rete IP: SNMP (Simple Network Management Protocol). Sul lato terra le interfacce Ethernet dei vari compressori sono concentrate tramite uno switch ethernet e instradate tramite un collegamento dedicato, via firewall, verso la rete di supervisione TIM. Nel sito NMC di TIM, i pacchetti IP di supervisione vengono trasportati fino al rack apparati che include OMC server e client. L interfaccia grafica dell OMC verrà remotizzata sui PC della rete TIM- ONE (rete che raccoglie tutti gli allarmi degli apparati di rete TIM) presenti presso l NMC. A breve sarà disponibile anche il servizio GPRS, che permetterà agli utenti di usufruire in mare aperto e con le stesse modalità dei servizi disponibili a terra, dei servizi di MMS, navigazione web, , Il progetto ecar FIGURA 4 L interfaccia grafica dell applicativo TIM Cruise. Il progetto ecar (easy Coverage All Road) è l applicazione su strada della stessa architettura di rete del GSM on the Ship; come di può vedere nella figura 5, tale progetto consiste nell allestimento di un pick-up con apparati di rete e sistemi d antenna che consentono la realizzazione di una cella GSM/GPRS e di un hot spot pubblico WiFi. NOTIZIARIO TECNICO TELECOM ITALIA Anno 13 n. 1- Giugno

7 LA TRASMISSIONE VIA SATELLITE L architettura di un sistema di trasmissione satellitare [6] si compone di due parti, denominate segmento spaziale e segmento terrestre. Il segmento spaziale è costituito dal satellite in orbita e dalla stazione di controllo a terra. Quest ultima è responsabile di tutte le operazioni necessarie per il controllo del satellite, come ad esempio il tracking, la telemetria e la guida del satellite. Il segmento terrestre è costituito da tutte le stazioni di terra generalmente connesse ai terminali di utenti finali tramite reti terrestri fisse. Essenzialmente si possono distinguere due casi: sistemi VSAT (Very Small Aperture Terminal), in cui le stazioni di terra sono generalmente di piccole dimensioni (antenne con diametro massimo di qualche metro) e adatte a supportare un traffico moderato; sistemi di tipo Teleporto, in cui le antenne hanno dimensioni molto più grandi (fino a 30 m) e sono adatte nel caso di trasporto di flussi aggregati di più stazioni mobili. L utilizzo di uno o dell altro sistema dipende da molteplici fattori quali, ad esempio, la frequenza e quindi il satellite utilizzato, la banda di trasmissione, la tecnica di accesso al satellite,... La traiettoria piana definita dal satellite nella sua rivoluzione intorno alla terra definisce l orbita del satellite che può essere di due tipi: ellittica o circolare. A seconda dell inclinazione dell orbita e della distanza del satellite dalla terra si avranno diverse tipologie di satelliti: LEO (Low Earth Orbit); GEO (GEOstationary orbital ring); HEO (Highly Elliptical Orbit). Per le applicazioni di interesse si sono sempre considerati i satelliti con orbita circolare con inclinazione nulla rispetto all equatore e posti ad una distanza di km (satelliti geostazionari). Il moto di rivoluzione del satellite avviene con periodo uguale al periodo di rotazione della terra e nella stessa direzione. In tal modo il satellite appare come un punto fisso nel cielo ed assicura un servizio continuo nell area di visibilità del satellite pari circa al 43 per cento della superficie terrestre. Fra le tecniche di accesso multiplo le più interessanti per le applicazioni in oggetto sono: la tecnica FDMA (Frequency Division Multiple Access) e quella TDMA (Time Division Multiple Access). Con la tecnica di accesso FDMA la banda disponibile è divisa in canali di larghezza opportuna ciascuno dei quali è assegnato a una portante a radiofrequenza. Il TDMA opera nel domino del tempo e, per ogni istante, solo una determinata stazione di terra accede a tutta la banda allocata con periodicità opportuna. Un collegamento dedicato SCPC (Single Channel Per Carrier) che metta a disposizione di una coppia di stazioni terrestri una capacità full time, risulta sicuramente non ottimizzato nei periodi in cui la trasmissione non avviene alla massima velocità possibile. Conviene quindi l SCPC per grandi direttrici di traffico con comportamento stazionario, mentre si preferisce il TDMA per un elevato numero di stazioni a basso traffico di tipo discontinuo. Gli scenari di utilizzo dell ecar sono diversi e possono essere legati o a improvvise esigenze di copertura o ad ampliamenti di capacità: emergenze civili, dimostrazioni, fiere, congressi, manifestazioni sportive,... Dal punto di vista dell architettura di rete, le differenze con il GSM on the Ship consistono nel segmento satellitare e nella presenza della parte necessaria per la trasmissione dati con accesso WiFi. Come segmento satellitare è stata utilizzata una piattaforma TDMA (Time Division Multiple Access) multi-carrier e multi-rate denominata Linkway, che opera attraverso i satelliti EUTEL- SAT per offrire un accesso a larga banda a migliaia di terminali. L utilizzo del Linkway nell applicazione specifica dell ecar offre due sostanziali vantaggi: da un lato la connettività con un singolo hop (non è necessario passare per un hub centrale) limita il ritardo ai circa 500 ms di una tratta satellitare, dall altro consente l utilizzo di antenne con ingombri minori (sistemi VSAT, Very Small Aperture Terminal). Oltre agli apparati di rete necessari per offrire il servizio GSM/GPRS, nell ecar sono stati aggiunti un AP (Access Point) e un router per consentire la trasmissione su satellite di dati IP. Pertanto, nell area di copertura WiFi dell ecar, è possibile offrire i servizi di web browsing e di accesso alla intranet aziendale. L ecar è stata allestita con tutti gli accorgimenti del caso: un sistema di stabilizzazione telecomandato, realizzato da 4 martinetti idraulici, che consente di mettere il veicolo in piano; un sistema di motorizzazione per il puntamento dell antenna satellitare da 120 cm; un palo telescopico pneumatico per elevare ad oltre 7 metri il sistema d antenna GSM; una coppia di antenne omnidirezionali in banda 2.4 GHz per consentire la copertura WiFi; un gruppo elettrogeno che consente di alimentare tutti gli apparati presenti a bordo; un condizionatore che garantisce l intervallo di operatività termica degli apparati. 36 NOTIZIARIO TECNICO TELECOM ITALIA Anno 13 n. 1- Giugno 2004

8 ABBREVIAZIONI FIGURA 5 La ecar. 4. Conclusioni Il progetto GSM on the ship, materializza tangibilmente la consueta attenzione di TIM all innovazione tecnica e alla proposta di servizi attraenti per il cliente. Qualche numero: ogni giorno per ogni nave risultano registrati sul sistema circa utenti e si hanno 400 chiamate tra entranti e uscenti e più di SMS. L esperienza acquisita nei sette mari, facilita l estensione del paradigma ad ulteriori contesti (per esempio nella ecar) per fornire sempre più servizi attraverso accessi radio variegati confermando la Tim leader nella tecnologia e nei servizi. Gli autori desiderano ringraziare Paolo Semenzato di TIM per il prezioso aiuto fornito nella fase di impostazione e revisione del presente articolo. Si ringraziano inoltre i colleghi di TILab per il valido supporto tecnico fornito. AP Access Point BER Bit Error Ratio Base Station Controller BSS Base Station Sub-System BTS Base Station Transceiver CDN Circuito Diretto Numerico FDMA Frequency Division Multiple Access GEO GEOstationary orbital ring G Gateway Mobile Switching Center GPRS General Packet Radio Service GPS Global Positioning System GSM Global System for Mobile communications HEO Highly Elliptical Orbit Home Location Register IP Internet Protocol LAPD Link Access Protocol Channel D LEO Low Earth Orbit MS Mobile Station Mobile Switching Center MMS Multimedia Messaging Services NIB Network In a Box NMC Network Management Center NMS Network Management System NSS Network and Switching Sub-System OMC Operational Management Center OSS Operation and Support Sub-System PBX Private Branch exchange PCR Preventive Cyclic Retrasmission PLMN Public Land Mobile Network PSTN Public Switched Telephone Network RF Radio Frequency SCPC Single Channel Per Carrier SID SIlence Descriptor SDH Synchronous Digital Hierarchy SIM Subsciber Identity Module SMS Short Message Service SNMP Simple Network Management Protocol SS7 Signaling System n 7 TDMA Time Division Multiple Access TRAU Transcoding and Rate Adaptation Unit TS Time Slot VLR Visitor Location Register VSAT Very Small Aperture Terminal NOTIZIARIO TECNICO TELECOM ITALIA Anno 13 n. 1- Giugno

9 BIBLIOGRAFIA [1] Interwave: NIB Tecnical Description ver.6.5. Maggio [2] Sito internet: [3] Achler, A.: easy GSM. Scuola Superiore G. Reiss Romoli, estate 1997, capitolo 3. [4] Alcatel Space: Cellular Network Backhaul by Satellite 9763 E1 Compressor Technical Description. Ottobre [5] Squizzato, V.; Ubicini, M.: Software TIM Cruise Manuale d utente. Gennaio 2004 [6] Sacchi, C.: Comunicazioni Satellitari Corso d introduzione alla comunicazioni mobili. Elisa Patrizi ha conseguito la laurea con lode in Ingegneria Elettronica presso l Università degli studi di Tor Vergata di Roma. Dal 1996 al 2000 ha lavorato presso la Direzione Tecnica di Stream S.p.A (oggi SKY Italia) occupandosi della formulazione dei requisiti, della stesura delle specifiche e dell integrazione di piattaforme per i servizi televisivi digitali. Dopo una esperienza presso l Alenia Spazio, opera in TIM dal 2001 nell ambito della funzione Access Network. Qui segue le tecnologie Wireless Office e in particolare il progetto GSM on the Ship per quanto attiene alla progettazione e alla messa in esercizio dell intero sistema. È punto di competenza per la soluzione Wireless LAN TIM in ambito Corporate e in ambito pubblico. Massimiliano Panella si è laureato in Ingegneria Elettronica presso l Università dell Aquila nel Ha iniziato la sua attività collaborando con la Scuola G. Reiss Romoli di L Aquila (oggi Telecom Italia Learning Services), occupandosi di sincronizzazione delle reti SDH e sviluppando un software in linguaggio Java per scopi didattici. A partire dal 2000 opera in TIM nell ambito della funzione Access Network, dove cura lo sviluppo di elementi della rete di accesso radio definendo gli scenari d impiego, le specifiche tecniche e le caratteristiche di prodotto. Si occupa in particolare di soluzioni d antenna e stazioni radio base per le reti GSM e UMTS. A partire dal 2003 collabora nel progetto GSM over Satellite nel cui ambito ha partecipato alla realizzazione del servizio GSM on the Ship e ha coordinato la sperimentazione ecar. 38 NOTIZIARIO TECNICO TELECOM ITALIA Anno 13 n. 1- Giugno 2004