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1 Dipartimento Provinciale di Milano U.O. Agenti Fisici Via Juvara, MILANO Tel Fax Milano, 10 marzo 2009 Prot. N TIT Alla cortese attenzione del Chiar.mo Rettore Università degli Studi di Milano - Bicocca Piazza dell'ateneo Nuovo, , Milano e c.a. dott. Paolo Gaiardelli Sistemi Informativi Edificio U5 Chiar.mo Prof. Marcello FONTANESI Con la presente si trasmettono i risultati della campagna di misura sui sistemi Wi-Fi presenti in ambienti ad uso pubblico (scuole e biblioteche) promossa dal Comune di Milano Settore Politiche Ambientali in collaborazione con l U.O. agenti Fisici dell ARPA Dipartimento di Milano. Nella relazione tecnica si descrivono brevemente le caratteristiche dei sistemi wireless, con attenzione al Wi-Fi, e la metodologia di misura; si riportano nelle schede sito allegate i risultati delle misure condotte presso i tre AP individuati presso alcuni locali dell Università degli Studi di Milano - Bicocca. Si ringrazia per la disponibilità e si rimane a disposizione per eventuali chiarimenti. Il Direttore Prof. Giuseppe SGORBATI All.to: Relazione Tecnica e tre schede sito Sede Provinciale: Milano Via F. Juvara, 22 tel. 02/ Sede Centrale: Milano Viale F. Restelli, 3/1 tel. 02/

2 RELAZIONE TECNICA Campagna di Monitoraggio dei Campi Elettromagnetici a Radiofrequenza nella Città di Milano nell ambito della convenzione Comune di Milano - ARPA Dip. Provinciale di Milano SISTEMI Wi-Fi Introduzione - Reti Wireless *** I sistemi wireless ( senza fili ) permettono di interconnettere un grande numero di dispositivi senza ricorrere all utilizzo di cavi o di supporti fissi. Questi collegamenti si possono realizzare veicolando l informazione su tre tipologie di supporto fisico, tutte appartenenti alla sfera delle applicazioni pratiche dello spettro elettromagnetico: le onde radio sono utilizzate per realizzare reti che devono coprire ambienti eterogenei con postazioni non necessariamente disposte in condizioni di visibilità, l infrarosso è utilizzato per collegare dispositivi visibili direttamente (sono sistemi lenti) e i fasci laser sono utilizzati per collegare sottoreti basate sull utilizzo di altre tecnologie, wireless o wired (sono molto sensibili alle condizioni meteorologiche e alle vibrazioni e per questo motivo non sono troppo utilizzati). Una rete di elementi interconnessi da un mezzo fisico che scambiano informazioni attraverso un medesimo linguaggio, chiamato protocollo di comunicazione, identifica una rete network. Le reti network vengono classificate in relazione alla loro dimensione e alla destinazione d uso; le caratteristiche di base della tipologia di rete, del suo utilizzo e conseguentemente dei parametri che ne caratterizzano il livello fisico (frequenza di portante, occupazione spettrale, modulazione, massima potenza impegnabile) sono normate da standard pubblicati dall IEEE (Institute of Electrical & Electronics Engineers, ente che definisce protocolli standard in molti ambiti tecnici, in particolare quelli relativi alle comunicazioni) e dall ETSI. Si distinguono: reti WPAN (Wireless Personal Area Networks); si tratta di collegamenti destinati ad uso personale, normati dai documenti IEEE ; tra questi i più importanti sono il Bluetooth (standard IEEE a) che consente la connessione a basso costo di dispositivi quali auricolari, stampanti, mouse con computer o telefoni cellulari posti in prossimità, l UltraWideBand (standard IEEE a) e lo ZigBee (standard IEEE ). I sistemi di tipo WPAN (Wireless Personal Area Network) mirano a soddisfare richieste di collegamenti wireless a distanze ridotte (pochi metri) e a velocità relativamente alte. Reti WLAN (Wireless Local Area Networks); si tratta di collegamenti di tipo puntomultipunto o punto-punto destinati ad applicazioni confinate, ad esempio per costruire reti locali all interno di un edificio, di un azienda o di un centro commerciale; sono normati dai documenti IEEE I dispositivi ricetrasmittenti vengono genericamente indicati con l acronimo Wi-Fi (Wireless Fidelity). reti WMAN (Wireless Metro Area Networks); si tratta di collegamenti di tipo puntomultipunto destinati ad applicazioni in spazi aperti, ad esempio in alternativa al doppino nella copertura dell ultimo miglio, oppure per portare banda larga in regioni periferiche e

3 prive di connettività cablata. Attualmente sono disponibili due tecnologie: HIPERLAN, standard dell ETSI basato su tecnologia analoga a quella delle WLAN (IEEE e derivati) e Wi-Max (Worldwide Interoperability for Microwave Access), standard IEEE basato sui documenti derivati da IEEE La particolarità più importante di WiMax consiste nel superamento di due limiti tecnologici caratteristici dei sistemi WLAN e HIPERLAN: il mantenimento della connessione anche in assenza di linea di vista diretta e la possibilità di ricezione in movimento. Reti WWAN (Wireless Wide Area Networks); si tratta di collegamenti di tipo punto-punto fortemente direttivi destinati a realizzare connessioni chilometriche, basati su tecnologia di tipo WMAN e caratterizzati dall utilizzo di trasmettitori a bassa potenza e ricevitori ad altissima sensitività. Figura Esempi di applicazioni wireless Tipologie di collegamenti senza fili, ognuna individuata da uno standard specifico di riferimento - Disegno tratto da documento pubblicitario di Agilent Technologies Wireless Connectivity Testing Lo standard IEEE x definisce un insieme di specifiche per la realizzazione di una Wireless Local Area Network (WLAN) ed è la tecnologia standard per le comunicazioni informatiche senza fili WiFi. Nella prima versione di IEEE si sono impiegate le tecniche FHSS e DSSS (Direct Secuence Spread Spectrum) con velocità massima garantita di bit-rate pari a 1 o 2 Mbps. I successivi nuovi standard, identificati da una lettera dell alfabeto a seguito della sigla IEEE , garantiscono maggiore affidabilità a velocità maggiori (54 Mbps). Questa tecnologia opera nella banda ISM a 2,4 GHz. Lo standard IEEE802.11g impiega la tecnica OFDM (Orthogonal Frequency

4 Division Multiplexing) tipo di modulazione multiportante che utilizza un elevato numero di sottoportanti ortogonali fra loro e consente di raggiungere velocità di trasmissione di 54 Mbps; l ultima evoluzione dello standard è l n che, grazie alle tecniche MIMO (multiple input multiple output) consente di aumentare la velocità di trasmissione fino a 125 Mbit/s nella banda 2.4 GHz. La tabella seguente riassume le principali caratteristiche tecniche dello standard IEEE802.11b e IEEE802.11g. IEEE802.11b IEEE802.11g Banda operativa ISM: 2,400-2,485 GHz 2,400-2,485 GHz Modulazione DSSS+CCK OFDM Capacità di trasmissione 1, 2, 5.5, 11 Mbps 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps Potenza Max in uscita (EIRP) 100 mw 100 mw Le reti su standard IEEE prevedono quattro componenti fisici principali indicati in figura: sistema di distribuzione, Access Point, Mezzo Wireless e Stazione/Utente. Il campo di interesse della campagna effettuata è stata la misurazione dell intensità dei campi del Mezzo Wireless generati dagli AP. *** Come previsto dall art. 2 della convenzione tra ARPA e il Comune di Milano Fasi lavori e prodotti attesi - al fine di Effettuare campagne di rilevamento in ambienti interni ed esterni con copertura WiFi o, se disponibili, sperimentalmente in aree coperte da altri sistemi wireless digitali (circa 15 postazioni) si sono individuati ambienti ad uso pubblico (scuole e biblioteche) in cui fossero installate reti WiFi. Nello specifico si sono contattati il preside del Liceo Classico Parini, i rettori dell Università Cattolica del Sacro Cuore e dell Università degli studi di Milano Bicocca e il responsabile del Servizio Informatico Settore Biblioteche di Milano richiedendo la disponibilità e la collaborazione ad effettuare i rilievi di campo elettromagnetico in prossimità degli AP (Access Point) delle rete wi-fi installate. Le misure sono state eseguite con strumentazione a banda larga costituita da un misuratore PMM 8053B abbinato alla sonda isotropa per campo elettrico EP333 (intervallo di frequenza 0.3

5 3500 MHz). La sonda fornisce una misura caratterizzata da una incertezza tipica pari a ± 2 db e una sensibilità, ovvero il valore minimo misurabile, pari a 0.15 V/m. Lo strumento di misura viene posizionato alla sommità di un treppiede realizzato in materiale dielettrico. In tutte le postazioni monitorate la distanza esistente tra i sistemi radianti e il sito di misura, in funzione delle dimensioni delle antenne e delle lunghezze d onda emesse, è tale da soddisfare la condizione di zona di campo lontano, così come definita al par della Norma CEI In tale condizione vi è una diretta proporzionalità tra la densità di potenza del campo e il valore quadratico della componente elettrica e magnetica del campo stesso. Di conseguenza è stato sufficiente verificare il rispetto dei limiti su una delle tre grandezze sopra citate per confermare anche il rispetto dei limiti sulle restanti. Le misure sono state quindi effettuate presso alcune aule o locali dove fossero presenti gli AP della rete Wi-Fi dell Università degli studi di Milano Bicocca, del Liceo Classico Parini, dell Università Cattolica del Sacro Cuore, della Biblioteca Sormani e della Biblioteca Parco Sempione; i risultati dell indagine sono riportati nelle schede allegate: in ogni scheda sito si riassumono i dati della struttura presso la quale si sono condotte le misure, le principali caratteristiche della rete wi-fi installata e la posizione dell AP indagato (planimetria e rilievo fotografico), la modalità di misura e i risultati delle misure. In tutti i siti esaminati, in considerazione delle caratteristiche di funzionamento degli AP, si è provveduto a condurre misure in condizioni di rete scarica ovvero AP attivo ma non in trasmissione, e rete stressata ovvero AP collegato a un notebook in trasmissione scaricando file per tutta la durata della misura o eseguendo test di velocità della rete. Conclusioni I valori misurati risultano, in ogni sito indagato, di gran lunga inferiori al livello di attenzione di 6 V/m definito dal DPCM 8 luglio 2003 per la popolazione. I risultati sperimentali confermano il basso impatto elettromagnetico generati dagli AP come già prevedibile da semplici considerazioni teoriche (esigui valori di potenza di trasmissione delle antenne). Il Fisico Dott.ssa Mariaelena Zavatti Responsabile del procedimento: dott.ssa Mariaelena Zavatti Fisico Dirigente

6 Wi-Fi Univ. degli Studi di Milano Bicocca Scheda sito Postazione di Misura Università degli Studi di Milano - Bicocca Edificio 3 - Sala Studio - Piano -1 Sistema Wi-Fi Indagato: Modello AP: Enterasys RBT1002EU Standard g Frequenza 2.4 GHz Posizione AP (vedi planimetria e foto a lato): l AP si trova ancorato al soffitto alla quota di circa 4 metri dal piano calpestabile dell aula (2.8 metri dal piano calpestabile area BAR ); lo strumento di misura è stato posto alla quota di 1.9 metri dal piano calpestabile area Bar e a una distanza orizzontale dall AP di circa 3 m. Nota: il secondo AP presente in sala è stato disattivato al fine di sovraccaricare il solo AP in esame. Al fine di stressare l AP si sono connessi in download due pc posti come indicato in planimetria. Misure con strumentazione a banda larga Stato AP acceso stressato in download (si sono connessi due pc ubicati nelle posizioni indicate in planimetria) Campo Elettrico (valore massimo registrato) 0.15 V/m 0.41 V/m Planimetria: AP indagato - postazione di misura e postazioni di attivazione dell AP indagato. ~ 300 cm

7 Wi-Fi Univ. degli Studi di Milano Bicocca Scheda sito Postazione di Misura Università degli Studi di Milano - Bicocca Dipartimento di Fisica G. Occhialini Biblioteca di Ateneo AP indagato Sistema Wi-Fi Indagato: Modello AP: Enterasys RBT1002EU Standard g Frequenza 2.4 GHz Posizione AP (vedi planimetria e foto a lato): Lo strumento di misura è stato posto alla quota di 1.90 metri dal piano calpestabile dell area studio rialzata e a una distanza orizzontale dall AP di circa 2 m. Misure con strumentazione a banda larga Stato AP acceso stressato in download (connessione attivata dalla postazione indicata in planimetria) Campo Elettrico (valore massimo registrato) 0.17 V/m 0.40 V/m Planimetria: AP indagato - postazione di misura e postazione di attivazione dell AP indagato

8 Wi-Fi Univ. degli Studi di Milano Bicocca Scheda sito Postazione di Misura AP indagato Università degli Studi di Milano - Bicocca Edificio U5 Sistemi Informativi Sistema Wi-Fi Indagato: Modello AP: Enterasys RBT1002EU Standard g Frequenza 2.4 GHz Posizione AP (vedi planimetria e foto a lato): l AP si trova ancorato al soffitto del corridoio ad una distanza dal piano calpestabile di circa 2.3 m. Lo strumento di misura è stato posto a una distanza orizzontale dall AP di circa 0.9 metri e sono state acquisite misure alle quote di 1.9 metri, 1.5 m e 1.1 m (cfr. Guida Tecnica CEI 211/7). Al fine di stressare l AP si è connesso in download un pc posto come indicato in planimetria Misure con strumentazione a banda larga Stato AP: stressato in download Quota misura (m) Media quadratica sulle tre quote Campo Elettrico (valore massimo registrato) 1.24 V/m 0.50 V/m 0.60 V/m 0.85 V/m Planimetria: AP indagato - postazione di misura e postazione di attivazione dell AP indagato ~90 cm

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