Le comunicazioni via satellite La comunicazione via satellite Il ruolo delle tecnologie satellitari è fondamentale nel monitoraggio su larga scala delle infrastrutture di trasporto: basti pensare al telerilevamento satellitare finalizzato alla pianificazione ed alla sicurezza di grandi infrastrutture, oppure al vantaggio offerto dalla tempestiva conoscenza dei fenomeni franosi e degli incendi attraverso il monitoraggio della superficie terrestre e dell'atmosfera. Negli ultimi anni le comunicazioni satellitari sono state oggetto di crescente attenzione da parte di numerosi operatori di telecomunicazioni e network TV attratti dalle enormi potenzialità da esse offerte. Esse si qualificano, infatti, come uno dei mezzi trasmissivi più versatili per la fornitura di servizi di telecomunicazioni internazionali. Il primo satellite per le telecomunicazioni commerciali "Early Bird", costruito dalla AT&T, venne lanciato nel 1965 ed era dedicato a comunicazioni telefoniche e televisive. Con l'avvento dell'era digitale, i satelliti vengono impiegati anche nella trasmissione dati. Un sistema di telecomunicazione via satellite è costituito da tre elementi fondamentali: La stazione trasmittente Il satellite La stazione ricevente Le stazioni trasmittente e ricevente sono stazioni terrestri, abilitate alla ricezione e alla trasmissione di segnali radio. Le connessioni radio tra le stazioni di terra ed il satellite prendono il nome di uplink, mentre quelle inverse (tra il satellite e le stazioni di terra) prendono il nome di downlink. I segnali che viaggiano nelle due direzioni hanno frequenze diverse per evitare interferenze. Un satellite è composto essenzialmente da un certo numero di ripetitori definiti "transponder". Il numero di transponder ospitati a bordo varia a seconda delle dimensioni del satellite. In concreto, un trasponder capta il segnale proveniente da una stazione terrestre trasmittente, provvede alla sua amplificazione/rigenerazione, esegue la traslazione in frequenza del segnale e lo ritrasmette verso la superficie terrestre, investendo "tutte" le stazioni riceventi di un'ampia area geografica (natura intrinsecamente broadcast delle trasmissioni satellitari). Sarà poi il ricevitore a discriminare il flusso di dati destinato alla singola stazione ricevente. I satelliti impiegati per le telecomunicazioni sono principalmente geostazionari, ossia orbitano in perfetto sincronismo con il nostro pianeta. Si trovano ad un'altezza di 36.000 chilometri dalla superficie terrestre e sono inseriti in orbite variamente inclinate rispetto al nostro orizzonte. Un sistema di piccoli razzi direzionali, di cui sono dotati tutti i satelliti, provvede ad imprimere di tanto in tanto delle spinte controllate, al fine di mantenere la velocità di rivoluzione del satellite attorno alla Terra in sincrono con la velocità di rotazione della Terra su sé stessa (24 ore). Grazie al sincronismo sopra descritto, all'osservatore che si trova sulla terra i satelliti geostazionari risultano immobili. Vediamo ora il kit necessario per navigare in Internet via satellite, nel caso di connessioni one-way e two-way. La lista della spesa deve comprendere i componenti che descriveremo. Un'antenna parabolica (diametro 60-120 cm) con convertitore LNB universale. Una scheda DVB (Digital Video Broadcasting), denominata anche SAT modem, per la ricezione e la decodifica del segnale proveniente dal satellite: in pratica si tratta di un ricevitore satellitare dotato di eventuali chip addizionali e di software in grado di estrarre, dal flusso globale, le informazioni indirizzate al singolo utente. RADIO & DATACOMMUNICATION Science and Technologies Editions Direzione Amministrazione e Pubblicità Via Sestio Calvino, 79/c 00174 Roma Tel. 06 7100171 Fax 06 7100017 redazione@areapress.it Internet Web Site: www.areapress.it www.radiodata.it Redazione: Silvia La Montagna Grafica: Francesca Leopardi Ufficio Abbonamenti: Lia Palenga DIRETTORE RESPONSABILE: Sante Perocchi STAMPA: Arti Grafiche Italo Cernia Via Capri, 67 80026 Casoria (NA) Spedizione in abbonamento postale 45% art. 2 Comma 20b L. 662/96 filiale di Roma. Comunicazioni & M.R. n. 125 Mensile Autorizzato dal tribunale di Roma n.691 del 23/11/90. Direttore Res. Sante Perocchi. La rivista Comunicazioni e Mobile Radio è registrata presso l instituto di Studi sulla Ricerca e Documentazione Scientifica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (ISSN 11204664). Nessuna parte della rivista può essere riprodotta, in qualsiasi forma, senza autorizzazione scritta dell Editore. Finito di stampare nel mese di Luglio 2006. LA COMUNICAZIONE VIA SATELLITE Pag. 3-4 IL WIFI - Pag. 5 Iridium SOMMARIO L EVOLUZIONE DEL MERCATO DELLE RETI DI COMUNICAZIONI - Pag. 5-6 ADSL SATELLITARE - Pag. 6 3
Le comunicazioni via satellite La comunicazione via satellite Sono disponibili in commercio schede che vanno inserite in uno slot PCI (SAT Modem PCI) e dispositivi da collegarsi alle porte USB (SAT Modem esterno USB) del nostro personal computer. Solitamente, le schede in commercio sono compatibili con il sistema operativo Windows. Per quanto riguarda il sistema trasmittente, nel caso di connessioni two-way, la parabolica dovrà impiegare un upconverter, mentre per le connessioni one-way si può utilizzare il tradizionale accesso ad un POP di un qualsiasi ISP, anche quelli ad abbonamento gratuito. Ovviamente, nel secondo caso sarà necessario un modem analogico oppure un adattatore ISDN per gestire il canale di ritorno. A questo punto, non resta che collegare, con l'apposito cavo coassiale, la parabolica al SAT Modem e il gioco è fatto! A seconda del tipo di servizio adottato e del relativo contratto con le varie società del settore, le velocità in ricezione possono variare, in media, dai 64 Kbps fino ai 4 Mbps, grazie alla disponibilità di bande che possono raggiungere i 45 Mbps. Le linee satellitari sono comparabili, infatti, a quelle che vengono definite CDN (circuiti diretti numerici), cioè linee dedicate su cavi ad alta velocità di trasmissione che possono contare sempre su elevati quantitativi di banda garantita. Infine, i vantaggi di una connessione ad Internet via satellite sono evidenti in termini di banda e, quindi, di velocità nella ricezione (connessioni one-way) ed invio di dati (connessioni two-way). In pratica, con una connessione satellitare abbiamo la possibilità di effettuare un collegamento diretto alle principali dorsali (backbone) americane ed europee evitando i classici colli di bottiglia imposti dalle tradizionali connessioni via cavo. Il fatto che la connessione sia molto veloce offre la possibilità di fruire di contenuti di ottima qualità (eventi "live" trasmessi su Internet tipo concerti, mostre, manifestazioni, sport, ) e di risparmiare sulla bolletta telefonica. E' possibile effettuare il download di file di grosse dimensioni in pochissimo tempo e gestire la ricezione di grosse quantità di posta (con relativi allegati) in modo conveniente. Infine, è possibile vedere tutti i canali televisivi trasmessi in chiaro (non criptati) sul monitor del proprio PC. I vantaggi delle connessioni satellitari non si limitano solo a questo, dato che, altro aspetto di fondamentale importanza, consentono un ampio footprint, ossia la diffusione del segnale su vaste aree geografiche (anche interi continenti). Non è necessario informarsi se nella propria città esiste un POP attivo, semplicemente perché non ce n'è assolutamente bisogno. La connessione a Internet via satellite è già disponibile su tutto il territorio nazionale, senza alcuna esclusione, basta installare un'antenna parabolica. Ciò consente di ridurre i costi di installazione e manutenzione e di raggiungere aree a bassa densità di popolazione, per le quali non avrebbe senso investire in costosi cablaggi. Per l'asdl e la fibra ottica, il discorso è diverso: solo le aree geograficamente "preparate", vale a dire coperte dalle necessarie infrastrutture di rete potranno avere l'accesso alla banda larga. Del resto, è difficile arrivare con il cablaggio a servire tutti gli utenti, per cui è probabile che una parte della popolazione rimarrà comunque scoperta e non sarà raggiunta dal servizio, almeno in tempi brevi! A cura: Silvia La Montagna 4
Le comunicazioni via satellite Il Wi-Fi Il Wi-Fi acronimo di Wireless Fidelity, è uno standard per la creazione di reti locali senza fili. Wireless Local Area Network (WLAN) è una rete locale che utilizza una tecnologia in radio frequenza (wireless) per la trasmissione e ricezione di dati minimizzando l utilizzo di connessioni via cavo, rendendo così possibile una discreta mobilità. Una WLAN può essere, in alcune situazioni, una valida alternativa alle tradizionali reti LAN cablate (Es. Ethernet) oppure molto spesso una sua estensione. Una rete WLAN è composta essenzialmente da due tipi di dispositivi: Access Point (AP) Wireless Terminal (WT) Gli access point sono, come dice il nome, dei punti di accesso alla rete e svolgono la funzione di bridge tra la rete wireless e la rete fissa. Ad essi si collegano uno o più wireless client che possono così avere accesso alla rete cablata e/o comunicare tra loro. Gli AP possono essere implementati in hardware con dei dispositivi dedicati oppure in software utilizzando un PC dotato di scheda di rete e interfaccia wireless. I wireless terminal possono essere molti tipi di dispositivi quali pc, notebook, palmari, cellulari, ecc.. Una volta collegati alla WLAN, i client possono comunicare con tutti gli host sia della rete wireless che della rete cablata, in modo del tutto trasparente. L'evoluzione del mercato delle reti di comunicazione Le trasformazioni dello scenario tecnologico nell'ambito delle telecomunicazioni sono incessanti, e sono ancora in molti a non aver compreso a fondo dove porteranno tutti questi cambiamenti.prendiamo per esempio le reti: siamo già oltre la convergenza fisso-mobile, grazie al salto tecnologico dettato dall'esplosione delle comunicazioni Ip, cioè con il protocollo Internet. All'orizzonte si affacciano anche le prime nebulose avvisaglie del WiMax e del wireless non UMTS su scala metropolitana, ma per ora siamo ancora alle sperimentazione e alle schermaglie sul piano legislativo. A proposito di convergenza vale la pena guardare alla Gran Bretagna, paese di riferimento per le telecomunicazioni, dove le mosse di British Telecom che opera in un mercato pienamente liberalizzato possono farci largamente da guida. E le aziende seguono sulla strada del tutto IP. Ulteriori fattori in grado di influenzare la transizione verso la convergenza consistono nella maggiore produttività, ottenibile grazie a una modalità di lavoro flessibile, e nel miglioramento dei processi di business. Confrontando questi dati, il principale beneficio individuato dalle aziende che stanno considerando l'adozione di servizi convergenti consiste nel risparmio economico (73%), ottenibile tramite la riduzione dei costi telefonici e da ulteriori benefici tra cui una gestione più efficiente della rete (20%) e maggiori funzionalità abilitate dal protocollo IP, come la comunicazione unificata e l'estensione al mondo della telefonia mobile (37%). La convergenza di sistemi voce e dati è l'elemento strategico per un'economia digitale in rete, permettendo in questo modo alle aziende di ottenere una reale flessibilità e collaborazione semplificando la gestione dei costi e delle attività. Costrette a ritagliarsi un loro spazio tra LAN e WAN, le MAN (Metropolitan Area Network) mutuano da entrambe diverse tecnologie per applicare su un scala geografica di riferimento molto diversa. A livello tecnologico l'arrivo ormai consolidato dello standard Ethernet a 10 Gbps con relativi apparati di switching è stato accompagnato dalla necessità di convivenza con diversi mezzi trasmissivi, dalle fibre ottiche al wireless del WiMax (IEEE 802.16), soprattutto per la connessioni di periferiche sempre più esigenti in fatto di banda. È proprio nel trasporto del traffico utente dalla periferia alla dorsale metropolitana che l'approccio Ethernet gioca la sua carta migliore. Tecnologia trasmissiva di tipo broadcast e scala dimensionale si influenzano a vicenda, mentre gli esperti collocano la scala dimensionale delle MAN sopra il chilometro (dalla singola stanza al campus si parla di LAN) fino a 10 km. Oltre si parla di rete geografica nazionale. Ma non mancano idee per soluzioni che potremmo definire di estensione delle reti verso altri territori. Nelle reti di accesso DSL e Ethernet convivono attraverso i multiplexer di accesso DSLAM. 5
Le comunicazioni via satellite L'evoluzione del mercato delle reti di comunicazione Nelle reti metro esistono invece diverse alternative per non diventare colli di bottiglia per i collegamenti di accesso a banda larga. Gli attuali sistemi DSL basati su ATM possono essere aggregati con soluzioni avanzate di tipo SDH, ma l'arrivo della fibra nelle aree metropolitane spinge verso Ethernet di tipo ottico. Gli uffici delle aziende sono collegati internamente a 100 Mega o a 1 Giga su Ethernet, i collegamenti tra le città viaggiano su fasci DWDM di collegamenti a 10 Giga, ma in mezzo ci sono reti MAN su circuiti TDM che non superano 1,5 Mega o i service provider devono offrire servizi IP su un trasporto TDM. Da tutto questo emerge che ancora una volta se Ethernet è solo una tecnologia, sono invece le applicazioni su Internet quelle che interessano agli utenti. Ethernet dunque deve diventare la base di qualcosa di simile alla rete telefonica pubblica: bassi costi, ma anche qualità e affidabilità. ADSL Satellitare L'esigenza del satellite è nata come complementare all'offerta terrestre, perché le esigenze della banda larga sono tali da non poter essere confinate ai problemi di copertura territoriale. La soluzione EutelSat, per esempio, si serve di un un satellite gestazionario a sette gradi est, e la copertura arriva quindi in tutta Europa, fino alla Scandinavia e in NordAfrica. L'equipment nasce predisposto per garantire 2 Mb/s in downstream e 512 Kb/s in upstream. Tecnicamente il servizio usa solo il satellite come mezzo di connessione senza nessun ausilio della linea telefonica di terra; infatti si chiama bidirezionale perché funziona via satellite sia per la chiamata che per la risposta dati. Componenti di una soluzione satel-litare è la parabola, che sfrutta due canali, uno di trasmissione e uno di ricezione. Nel cavo di ricezione, splittandolo e inserendo un terzo illuminatore, è anche possibile condividere i segnali tradizionali della pay-tv, una funzionalità da tenere d'occhio in una fase successiva, quella della fornitura di contenuti specializzati. Per le postazioni singole l'equipment sono due elementi USB di ricezione e trasmissione, che per la LAN hanno due porte ethernet, per connettere due LAN. Una connessione satellitare si caratterizza, per esempio, come una soluzione professionale con doppio canale (bidirezionale) direttamente dal satellite (EutelSat a 33 est), quindi non ha bisogno di alcun collegamento terrestre: sia i dati inviati verso internet che quelli scaricati e ricevuti avvengono direttamente dal satellite ad alta velocità. Altra caratteristica è che la connessione è di tipo FLAT, cioè a traffico illimitato e orari illimitati, il costo mensile di abbonamento assorbe tutte le voci di costo, anche di manutenzione dell hardware; non esiste altra spesa non preventivata o a consumo. 6