POLITECNICO DI BARI FACOLTÀ DI INGEGNERIA DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA ED ELETTROTECNICA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA

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1 POLITECNICO DI BARI FACOLTÀ DI INGEGNERIA DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA ED ELETTROTECNICA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA INFRASTRUTTURE di TELECOMUNICAZIONI: Tecniche e Procedure di Installazione e collaudo Laureando: Lorusso Davide Relatore: Professor Cataldo Guaragnella SUNTO Tesi relativa al sistema delle comunicazioni telefoniche cellulari, con un'introduzione dedicata alla nascita del telefono cellulare e argomenti relativi alla sua evoluzione tecnologica e un corpo centrale diviso in capitoli dedicati alle procedure di installazione e collaudo di un anello della catena di tutte le infrastrutture necessarie.

2 C a p i t o l o 1 BREVE STORIA DELLA COMUNICAZIONE MOBILE Martin Cooper è considerato da tutti il papà dei telefoni cellulari. Il 3 aprile 1973 fece la prima telefonata, a New York, chiamando il suo concorrente Joel Engels, l'allora capo ricerca di Bells Lab e comunicandogli in diretta di essere "in strada". CORRIERE DELLA SERA : "NEW YORK (USA) - È stato il capitano Kirk a ispirare la nascita del primo telefono cellulare, che compie trentasette anni di vita. Martin Cooper, il suo inventore, ha dichiarato più volte di aver voluto realizzare il sistema di comunicazione usato dall'equipaggio di Star Trek nella prima serie della fiction fantascientifica. La prima telefonata Cooper, allora direttore della ricerca in Motorola, la fece al suo "rivale" Joel Engel, dei Bell Labs di At&t, passeggiando nelle strade di New York il 3 aprile Il cellulare che usò era un DynaTAC, capostipite della fortunata serie costituita dal MicroTac e dallo StarTac, ed era piuttosto ingombrante un mattone di 24 centimetri pesante più di un chilo - aveva un'autonomia di trentacinque minuti di conversazione e si ricaricava in dieci ore." 2

3 Il diffondersi dei cellulari negli U.S.A. e nel nord Europa è avvenuta circa 10 anni dopo quella famosa prima telefonata, con standard di rete come NMTS(Nordic Mobile Tele Phon System) e AMPS(Advanced Mobile Phone System), in Italia invece,verso la fine degli anni 80 venne introdotto il sistema TACS sviluppato in Inghilterra e basato su una tecnologia di tipo analogica in cui le trasmissioni in ogni cella radio avvenivano a frequenze diverse in modo da permettere la coesistenza di celle contigue. Il sistema presentava però delle sostanziali limitazioni: si poteva usare solo in Italia, era possibile fare solo chiamate di tipo vocali, i terminali erano facilmente clonabili, le chiamate facilmente intercettabili e il numero di chiamate contemporanee interessate dalla singola stazione radio erano limitate. Nel 1993 venne introdotto il sistema ETACS per sopperire alle suddette limitazioni, ma già nel 1987 viene stipulato a Copenaghen un accordo tra 13 paesi europei per la diffusione del sistema di 2 generazione GSM, tutta via l ETACS è rimasto in funzione sino al 2005, anno in cui ha ceduto le sue frequenze al GSM. Studiato in Francia, il GSM prese il nome dal gruppo che lo studiava Groupe Spécial Mobile e in seguito si decise di mantenere la stessa sigla cambiandone il si gnificato Global System For Mobile Comunication. Il gsm è il sistema di telefonia più diffuso al mondo con una quota di mercato del 70% (l unico concorrente è il CDMA200 usato negli Stati Uniti d America) e il suo maggior punto di forza è quello di poter accedere (da parte degli utenti) ad una serie di servizi a costi contenuti. La tecnologia base del GSM è ben diversa da quella che l ha preceduta sostanzialmente per il fatto che il canale di comunicazione e quello di conversazione sono digitali e per questo motivo questo standard di comunicazione è chiamato di seconda generazione o più semplicemente 2G. Il servizio principale del GSM è ovviamente la comunicazione voce, ma grazie al 3

4 digitale è stato possibile incrementare diversi servizi come gli SMS (Short Message Service) e il trasferimento dati. A partire dal 2006 la rete GSM permette di utilizzare il protocollo DTM (Dual Transfer Mode) che permette di effettuare chiamate vocali e trasferire dati contemporaneamente, così da rendere un cellulare simile ad un modem adsl oggigiorno diffusi nelle nostre case e uffici. L ultima tecnologia di telefonia mobile, che ha preso piede in Italia nel 2004, è quella UMTS (Universal Mobile Telecomunications System), chiamata anche 3GSM per mettere in evidenza la combinazione tra 3G (3 generation) e lo standard GSM. Principale miglioria rispetto al GSM è il transfer rate (letteralmente: tasso di trasferimento) che arriva fino a 1920 kb/s e successivamente a 3 Mb/s con l UMTS 2+ (evoluzione dell UMTS) che permette servizi di voce, trasmissione dati pacchetto e videoconferenza. Così come le reti GSM sono state potenziate dal GPRS (2,5G) per supportare un transfer-rate di 140,8 kb/s, nettamente superiore al GSM, l UMTS è stato potenziato dal sistema HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) con una velocità massima teorica di 14,4 Mb/s in download e 7,2 Mb/s in upload e per questo motivo questi servizi vengono definiti a banda larga mobile. L altra essenziale caratteristica dell UMTS è che la sua interfaccia è compatibile con quella GSM e quindi i telefoni cellulari dotati di UMTS, sono dual mode UMTS/GSM e commutano automaticamente da un collegamento UMTS a uno GSM e viceversa, in base alla copertura dell area interessata, senza che l utente si accorga di nulla anche durante una conversazione. 4

5 C a p i t o l o 2 IL SISTEMA CELLULARE GSM Il sistema cellulare prende il suo nome dall organizzazione a celle di cui si compone. La cella è l unità più piccola in cui è divisa tutta la zona coperta dal segnale radio. La sua forma è ad esagono (vedi paragrafo 3.2 pag 13), perché in questo modo è più semplice la suddivisione dell area ed inoltre con antenne a copertura di 120 è possibile fornire il segnale a tutta la sua superficie. Ecco alcuni esempi di configurazione dell orientamento delle antenne che si trovano al centro di ogni cella: Ciascuna configurazione di sito è identificata da un codice (es: DCS_A), composto principalmente da due parti: 1) una sigla che indica il sistema in uso: DCS per i sistemi a 1800MHz, MIX per i sistemi co-locati 900/1800 MHz, 2) una lettera che indica l infrastruttura fisica su cui il sistema è realizzato e che è descritta di seguito: 5

6 Siti Roof top (da installarsi su edifici) _ A per un sito trisettoriale: indica strutture con 6 pali, 2 per settore. Per i siti DCS trisettoriali presenta 6 antenne 1800 MHz. Non prevista per i siti MIX. DSC_A 6