Sistemi per l'accesso multi terminale a servizi Internet

Sommario V
Questo implica che, oltre a dover eventualmente studiare soluzioni alternative all’utilizzo
dei protocolli Internet standard, è indispensabile ridistribuire le informazioni accedute secondo
modalità, tecnologie e linguaggi diversi da quelli attualmente usati. Ad esempio, è impensabile
che si restituisca ad un terminale mobile una pagina composta da svariate immagini ad alta
definizione, applet, script , componenti, etc.
I terminali mobili (cellulari evoluti, palmari) si differenzieranno inoltre tra di loro in termini
di dimensioni, funzionalità e tecnologie supportate o per l’utilizzo di linguaggi di mark-up di-
versi.
Il problema che si pone quindi è quello di fornire uno stesso servizio a diverse tipologie di
client senza crearne una versione dedicata per ciascuno di questi.
Ogni client si caratterizza verso il server Web tramite il campo User-Agent della HTTP
request. Tale campo identifica il tipo di browser o dispositivo che effettua la richiesta, seppure
in modo limitato  (a tale fine il W3C sta definendo un apposito protocollo di presentazione
integrato in HTTP, denominato CC/PP, che dovrebbe consentire di specificare completamente
le caratteristiche del client quali la capacità di elaborazione e rappresentazione, la banda dispo-
nibile….). Tramite il meccanismo di presentazione è possibile quindi conoscere il tipo di client
(nella terminologia multi-terminale denominato media) che ha effettuato la richiesta, raggrup-
pare i vari client in categorie comuni (cioè che supportano la stessa risposta nello stesso forma-
to) e produrre la risposta nel formato e nel linguaggio adatto.
Dal punto di vista dello sviluppo del servizio questo si dovrebbe tradurre nell’adattare ai
vari dispositivi la sola rappresentazione dei contenuti, senza duplicare la logica del servizio
stesso. Tuttavia, gli attuali ambienti di sviluppo di servizi web (CGI, servlet, JSP, PHP, …) e,
soprattutto, i linguaggi di mark-up (HTML, WML), per intrinseche limitazioni, non consentono
di separare chiaramente la logica del servizio dalla sua presentazione. Questo porta alla comple-
ta riscrittura del servizio stesso per ogni tipo di media che si intende supportare, con una conse-
guente duplicazione del codice, che rende difficile sia la sua manutenzione, ma anche la scrittura
di un nuovo servizio o il supporto di un nuovo dispositivo. Alla luce dell’introduzione di UMTS
e della conseguente disponibilità di un ampio numero di terminali mobili dissimili tra loro,
questo approccio diventa palesemente inadeguato.
L’analisi di nuove tecnologie e soluzioni per approcci alternativi e la realizzazione di un
mini-portale multi-accesso è l’argomento di questa tesi. Si tratta sostanzialmente di realizzare
meccanismi che consentano di separare la logica di ogni servizio dalle sue presentazioni e,
Sommario VI
contemporaneamente, di restituire la presentazione più adatta al dispositivo, sulla base della
presentazione fornita al momento della richiesta.
Le keywords tecnologiche individuate per la soluzione dell’accesso multi-terminale ai ser-
vizi Internet sono XML, XSL, Java e Web Publishing Framework.
XML (Extensible Markup Language) è un meta-linguaggio di markup, divenuto Racco-
mandazione del W3C nel febbraio 1998, che unisce la semplicità del linguaggio HTML alla
potenza espressiva di linguaggi quali SGML. XSL (Extensible Style Language) è un linguaggio
XML-based che consente la produzione di style-sheet per la trasformazione di documenti XML.
Per suddividere la definizione dell’informazione dalla sua rappresentazione, la semantica
dalla visualizzazione, si può quindi utilizzare XML per ottenere una rappresentazione delle in-
formazioni indipendente dal tipo di accesso, e una collezione di fogli di stile XSL (style sheet)
corrispondenti alle varie forme di visualizzazione, che una volta applicati all’informazione, for-
niscono la relativa rappresentazione grafica nel linguaggio desiderato, che potrebbe essere co-
munque HTML. In questo modo, ad esempio, se si intende supportare un nuovo dispositivo, di
cui si conoscono le caratteristiche (display, capacità di elaborazione, tipo di browser, linguaggi
supportati,…), non è necessario riscrivere il servizio, ma è sufficiente aggiungere lo style sheet
relativo.
Il linguaggio di programmazione Java è l’ideale controparte dell’XML e la ragione di ciò
può essere riassunta in una sola frase: XML è una tecnologia che permette di creare dati portabili,
Java è codice portabile (write once, run everywhere). XML da solo è semplicemente un metadato,
e senza publishing framework, parser, processori XSL è semplice “vapore acqueo”. Insieme,
invece, queste due tecnologie rappresentano il futuro del web.
Il Web Publishing Framework è un’evoluzione del concetto di server web in grado di asso-
ciare contenuti differenziati sulla base del tipo di client che ha effettuato la richiesta. Una volta
classificato il client sulla base del valore del campo User-Agent, consente di associare uno style-
sheet XSL al file XML di rappresentazione dei dati, sulla base di tale classificazione.
Questo fornisce un meccanismo di supporto per la realizzazione di servizi multi-terminale:
il programma Java realizza la logica dell’applicazione e produce il file XML, il web-publishing
framework associa il corretto style-sheet e produce l’output nel formato desiderato.
Il lavoro principale nella realizzazione di questo tipo di architettura è la definizione del
formato XML di rappresentazione dei contenuti. Sono possibili diversi approcci.
Sommario VII
Il primo e più immediato prevede la definizione di un XML specifico per ogni servizio.
Questo, da un lato, offre i vantaggi di una rapida definizione e produzione di pagine di uscita
anche molto complesse, dall’altro però presenta diversi svantaggi. Principalmente  richiede la
scrittura di uno style-sheet XSL per ogni servizio e per ogni media  supportato, appesantendo
notevolmente l’introduzione di un nuovo servizio o il supporto di un nuovo dispositivo.
Un secondo approccio, ortogonale, prevede invece la definizione di un XML unico, indi-
pendente dai servizi. In questo modo è sufficiente scrivere un solo style-sheet per ogni media
supportato, semplificando notevolmente l’introduzione di nuovi servizi e dispositivi. Tuttavia la
definizione di un XML di questo tipo è estremamente difficoltosa, per non dire, quasi impossi-
bile. La complessità di tale formato sarebbe inoltre molto alta e si rifletterebbe direttamente
sulla scrittura degli style-sheet. Infine, potrebbe essere molto difficile produrre pagine di mark-
up molto complesse, come le attuali pagine HTML presenti su Internet.
Il terzo approccio, adottato nella tesi, è una combinazione dei due precedenti che cerca di
coglierne i relativi vantaggi. Ho definito un XML indipendente dal servizio e suddiviso i dispositivi
in dispositivi con capacità grafiche elevate, quali i PC, e dispositivi con capacità grafiche pove-
re, quali telefonini WAP e palmari. In questo modo, per ogni media “complesso” si produce uno
style-sheet per servizio, mentre per ogni media “povero” si ha un unico style-sheet indipendente
dal servizio.
I vantaggi che si ottengono sono la possibilità di introdurre facilmente nuovi dispositivi
“poveri” (di cui si ha la maggior proliferazione), di produrre pagine HTML d’uscita confrontabili
con quelle attuali, e di riuscire comunque a definire l’XML, che rimane complesso, ma realizzabile.
Tramite questo meccanismo, non solo si separa la logica dalla presentazione, ma si gestisce
anche quello che si viene denominato problema della frammentazione dei risultati, cioè di come
riuscire a suddividere in modo diverso, tra i vari tipi di dispostivi, i risultati prodotti da una certa
elaborazione (ad esempio un PC puo’ mostrare anche 20 risultati per ogni pagina, mentre un
cellulare WAP non puo’ mostrarne più di 2/3).
Una volta definita l’architettura e il file XML, ho scelto la piattaforma da utilizzare per la
realizzazione del mio mini-portale. La scelta è caduta verso il mondo Open Source, in particola-
re verso il web publishing framework Cocoon del gruppo Apache, realizzato come una servlet
Java. Sempre seguendo la filosofia Open Source, ho utilizzato Apache come web server e Jakarta
Tomcat come servlet engine.
Sommario VIII
Cocoon dispone di tutti gli strumenti XML necessari (parser, processore XSL), dei mecca-
nismi di classificazione dei client e di un framework di programmazione denominato XSP
(Extensible Server Page) da me utilizzato per la realizzazione di contenuti dinamici.
XSP è una tecnologia Java-based che rappresenta l’evoluzione in chiave XML del meccani-
smo JSP (Java Server Pages), superandone i limiti relativi alla  separazione tra logica e contenu-
to. Inoltre, le pagine XSP, a differenza di quelle JSP, non sono progettate per produrre diretta-
mente output e possono quindi essere scambiate tra applicazioni.
Il mini-portale, realizzato per Italia OnLine, supporta i diversi browser PC (Netscape 4.x-
6.x, Internet Explorer), i cellulari WAP e i palmari e si compone di due servizi: il servizio di
elenco telefonico e quello di previsioni meteorologiche. I servizi, selezionati tra quelli di Italia
OnLine sulla base delle loro caratteristiche, particolarmente adatte a mettere in risalto le
problematiche di accesso multi-terminale, sono identici nelle funzionalità e nella grafica a quelli
on-line sul loro portale.
L’architettura costruita si è rivelata adeguata per quanto la risoluzione del problema del-
l’accesso multi-terminale, cosentendo di costruire in modo rapido e modulare nuovi servizi o di
aggiungere facilmente il supporto per nuovi dispositivi. Per quanto riguarda la valutazione delle
prestazioni, si deve invece osservare che queste sono degradate rispetto alle attuali e consuete
tecnologie Web di un fattore di 1:3. Da un lato c’è da considerare che i web publishing framework,
per loro stessa natura, effettuano una maggiore elaborazione e quindi, è inevitabile che siano più
lenti rispetto agli attuali application server. Dall’altro c’è da aggiungere che la nuova tecnologia
è molto giovane, e molti degli strumenti utilizzati si trovano ancora in una fase di beta release o
poco superiore, per cui c’è una fase di ottimizzazione delle prestazioni che deve essere ancora
affrontata dai produttori. Di conseguenza, ci si aspetta che il rapporto tra le prestazioni, si riduca
sensibilmente nel medio termine.
In conclusione ritengo che, alla luce delle evoluzioni delle reti di accesso, sia indispensabile
l’introduzione di queste tecnologie per consentire l’effettiva fruzione multi-terminale di servizi
Internet. D’altro canto si deve osservare come le tecnologie e i relativi strumenti debbano evolvere
ancora per consentirne l’utilizzo in ambito di produzione, soprattutto in siti Web in cui i servizi
prodotti con le attuali tecnologie siano già ampiamente consolidati.
Le tendenze delle maggiori aziende informatiche (Ibm, Sun, Oracle, Microsoft…) in questa
direzione, lasciano comunque intendere che questo cammino sia già stato intrapreso.
Sommario IX
Il primo capitolo della tesi contiene una descrizione del problema dell’accesso multi-termi-
nali ai servizi Internet, e della evoluzione delle reti radiomobili.
Nel secondo capitolo viene introdotta la tecnologia XML e le sue tecnologie associate,
quali XSL, XPath, XLink, XPointer, DTD, API DOM e SAX. Si mostra inoltre l’evoluzione
dell’architettura web, da un modello basato sull’HTML a un modello basato sull’XML.
Il capitolo terzo è invece dedicato interamente al metalinguaggio XML e al suo linguaggio
(XML based) di trasformazione XSL.
Il capitolo quarto introduce il concetto di Web Publishing Framework e ne descrive il fun-
zionamento. Particolare attenzione è data all’Apache Web Publishing Framework Cocoon, che
è descritto in dettaglio con tutte le sue tecnologie, tra cui XSP.
Il capitolo quinto descrive il mini-portale realizzato nell’ambito di questa tesi e la sua archi-
tettura, dalla definizione del vocabolario XML usato, alla realizzazione della collezione degli
XSL e dei vari servizi in tecnologia Java XSP. Nella parte finale si analizzano le prestazioni e si
confrontano con quelle ottenute con la tecnologia servlet-based.
La tesi si conclude con una sezione, conclusioni, in cui si giudicano criticamente le tecnolo-
gie utilizzate e si enunciano una serie di miglioramenti che potrebbero essere fatti all’architettu-
ra realizzata per migliorarne le prestazioni.
Accesso multiterminale a servizi Internet 10
1. Accesso multi-terminale a servizi
Internet
F
ino ad oggi l’accesso e la fruizone dei servizi Internet è stata principalmente caratteriz
zata dall’utilizzo di un computer da scrivania e dalla linea telefonica fissa(PSTN, ISDN).
L’evoluzione delle reti radiomobili e la sempre più ampia diffusione di dispositivi quali
cellullari evoluti  e palmari sta modificando questo scenario e lo modificherà sempre più nel
futuro prossimo. La conseguenza di tutto ciò è che i servizi Internet dovranno essere pensati e
realizzati per consentire la fruizione da dispositivi di natura profondamente diverse tra di loro e
con caretteristiche delle reti di accesso dissimili. In altri termini si dovrà supportare l’accesso
multi-terminale dei servizi. Questo capitolo descrive la rapida evoluzione, avvenuta negli ultimi
anni, dei dispositivi capaci di accedere in Internet, sottolineandone le differenze in termini di reti
d’accesso, capacità d’elaborazione e interfaccia d’interazione utente. Viene quindi descritto il
protocollo di accesso ad Internet usato dai dispositivi mobili, WAP, e l’evoluzione dei sistemi
radiomobili, da GSM a GPRS, fino all’UMTS. L’ultima sezione del capitolo descrive le pro-
spettive future dei servizi Internet, il problema dei servizi multiterminale e una sua possibile
soluzione, che rappresenta l’argomento della tesi.
1.1 Situazione attuale
Negli ultimi anni si è assistito alla rapida crescita e diffusione delle reti cellulari radiomobili
di seconda generazione e tra queste, in particolare, della la rete digitale GSM (Global System
Communication). In questo contesto, anche alla luce della contemporanea diffusione di Internet,
un interesse sempre maggiore viene rivolto all’evoluzione dei servizi dati in ambiente mobile.
La tecnologia wireless ha fornito ai providers di servizi un mezzo completamente nuovo
per costruire nuove applicazioni su Internet e ai consumatori un mezzo per accedere ai contenu-
ti informativi in Internet. Un numero sempre più crescente di terminali mobili abilitati ad Internet
ha creato un mercato di massanella realizzazione di nuove applicazioni Internet che tenessero
Accesso multiterminale a servizi Internet 11
conto sia dell’esigenze dei clienti, sia del mezzo utilizzato per accedere a queste. Oggi giorno ci
sono circa 340 milioni di utenti di telefoni mobili. Si stima che nell’anno 2003 si supererà la
barriera del miliardo di utenti mobili e la maggior parte di questi terminali mobili avrà accesso
ad Internet. Le seguenti caratteristiche in Italia possono essere usate per fotografare l’evoluzio-
ne dei terminali mobili:
•         Circa l’80% della popolazione Italiana ha un telefono mobile e il numero sta crescen-
do.
•        Ci sono più utenti di telefoni mobili che utenti di Internet.
•        Ci sono più telefoni mobili che telefoni fissi.
•          Si stima che entro 4 anni ci saranno più telefoni mobili capaci di connetersi ad Internet
che telefoni mobili tradizionali che non hanno nessuna connesione ad Internet. Quindi ci saran-
no più utenti di Internet wireless che utenti fissi.
Una ricerca Forrester predice che nel 2002, il 50 % di tutti i dispositivi che si connettono ad
Internet non saranno computer da scrivania (PC). Questo significa che, per attrarre clienti, i
providers di servizi dovranno disporre di sistemi in grado di supportare dispositivi PC e non
PC, come i terminali mobili. Oggi giorno è già possibile comprare telefoni mobili e PDA (Per-
sonal Digital Assistance) che ci permettono di accedere ai servizi Internet usando il Wireless
Access Protocol (WAP). L’informazione è presentata in WML, una forma particolare del meta-
linguaggio XML.
Il problema che i providers di servizi Internet stanno cercando di risolvere è quello di
riuscire a fornire lo stesso servizio ai diversi client a seconda del dispositivo utilizzato, senza
dover riscrivere completamente il servizio. Quest’ultima soluzione infatti significherebbe do-
ver riscrivere ogni servizio ex-novo per ogni nuovo terminale (che supporterà un diverso tipo di
linguaggio), o dualmente, dover scrivere n versioni di un nuovo servizio, una per ogni disposi-
tivo.
Risolvere questo problema significa:
1) Generare e processare tipi diversi di contenuto input/output.
Alcuni dispositivi hanno solo capacità testo, altri hanno anche capacità grafiche, e altri
possono aggiungere o essere limitati a capacità audio. L’industria sta separando il contenuto
dalla presentazione usando eXtensible Markup Language (XML). I middleware devono essere
Accesso multiterminale a servizi Internet 12
capaci di generare e processare tipi diversi di linguaggi di markup quali sottoinsiemi di HTML,
come HTML 3.2 e CompactHTML, o altri linguaggi di presentazione XML quali Wireless Markup
Language (WML) e VoiceXML.
2) Adattare il contenuto e la presentazione a seconda delle caratteristiche dell’utente, del
dispositivo e della rete.
Il contenuto spedito ai dispositivi deve essere personalizzato, non solo per riflettere le pre-
ferenze di contenuto dell’utente, ma anche per tenere conto dell’ambientein cui questo ne fruirà
(ridurre la grandezza del contenuto per adattarsi alla banda della rete, riformattare il contenuto
per adattarsi al dispositivo particolare). Selezionare semplicemente il giusto linguaggio di markup
non è sufficiente, poichè  i diversi dispositivi avranno caratteristiche intrisecamente diverse.
L’accesso da rete mobile, ad esempio, si qualifica in modo assai diverso rispetto a quello effet-
tuato tramite rete fissa e fruito sul proprio personal computer, a prescindere dalla differenza di
banda di trasmissione disponibile. Innanzitutto la trasmissione radio si differenzia per quanto
riguarda i tempi di latenza e la stabilità della chiamata ma, soprattutto, le caratteristiche dei
terminali mobili sono profondamente e intrinsecamente diverse da quelle dei personal compu-
ter. I nuovi terminali mobili (HandHeld) offrono un nuovo ambiente computazionale più sem-
plice rispetto a quello dei PC e date le intrinseche limitazioni, tendono ad avere, rispetto ai
desktop computer, le seguenti caratteristiche:
•        CPU meno potenti.
•        Minor quantitativo di memoria (ROM e RAM).
•        Costrizioni circa il consumo di energia.
•        Display di dimensione limitata.
•        Differenti dispositivi di input (es. tastierino numerico).
 Analogamente, le reti wireless, hanno un ambiente di comunicazione più limitato rispetto
alle reti convenzionali. Rispetto a queste ultime tendono infatti ad avere:
•        Minor ampiezza di banda.
•        Maggior latenza.
•        Minor stabilità di connessione.
Accesso multiterminale a servizi Internet 13
•        Minori garanzie circa la disponibilità della rete.
Questo implica che, oltre a dover eventualmente studiare soluzioni alternative all’utilizzo
dei protocolli Internet standard, è indispensabile ridistribuire le informazioni accedute secondo
modalità, tecnologie e linguaggi diversi da quelli attualmente usati. Ad esempio, è impensabile
che si restituisca ad un terminale mobile una pagina composta da svariate immagini ad alta
definizione, applet, script , componenti, etc. Il protocollo che ad oggi permette ai dispositivi
mobili l’accesso ad Internet è il Wireless Application Protocol (WAP).
1.2 Il protocollo WAP.
Il Wireless Application Protocol, o più semplicemente WAP, è il risultato del lavoro svolto
dal WAP Forum per promuovere, nei confronti delle industrie, la creazione di applicazioni e
servizi che operano in ambienti di comunicazione wireless. WAP specifica una struttura
applicativa e un protocollo di rete per dispositivi wireless, quali ad esempio i telefoni cellulari e
i PDA (Personal Digital Assistant). Lo sforzo è mirato a permettere agli operatori, ai costruttori
dei dispositivi e agli sviluppatori di contenuti, di affrontare lo sviluppo di servizi Web-like
avanzati fruibili con le attuali tecnologie radiomobili GSM e le sue immediate evoluzioni (HSCSD,
GPRS).
Gli obiettivi principali del WAP Forum sono dunque quelli di portare Internet e i servizi
avanzati verso terminali mobili e altri dispositivi wireless creando una specifica, relativamente
al protocollo, in grado di operare con un gran numero di tecnologie wireless.
Il modello WAP è simile a quello HTTP e prevede la possibilità di utilizzare strumenti già
esistenti quali ad esempio i server Web. Sono state fatte ottimizzazioni ed estensioni per poter
meglio assecondare le caratteristiche dell’ambiente wireless di seconda generazione. In partico-
lare si dispone di uno stack di protocolli, che svolge funzioni analoghe del comune stack di
protocolli Internet (HTTP su TCP/IP), ottimizzato per le caratteristiche delle reti radiomobili
attuali (bassa banda di comunicazione, limitata stabilità della connessione). Un Microbrowser,
presente nel terminale mobile, implementa l’interfaccia utente in modo analogo ai comuni browser
Web, naturalmente con le limitazioni sulla dimensione del display e sulle capacita di calcolo che
un attuale terminale mobile GSM può presentare. I documenti che il Microbrowser è in grado di
visualizzare sono scritti in WML (Wireless Mark-up Language), un  linguaggio di mark-up simi-
Accesso multiterminale a servizi Internet 14
le all’HTML ma privo di quei tag non utilizzabili con un display limitato (circa 4 linee e 12
caratteri per linea e l’impossibilità di gestire immagini) e nel quale sono state introdotte determi-
nate caratteristiche atte a semplificare il lavoro di realizzazione delle applicazioni in ambiente
mobile.
Il modello dell’architettura WAP è mostrato dalla seguente figura.
WAP utilizza la tecnologia proxy per la connessione tra dominio wireless e dominio Web.
Ogni terminale WAP infatti comunica con il mondo degli Origin Server tramite una macchina
denominata WAP Proxy/Gateway. I compiti di tale apparato sono i seguenti:
•        Convertire il protocollo WAP nel protocollo HTTP e viceversa (funzione di gateway).
•       Effettuare le funzionalità di proxy per tutti i terminali mobili.
Le richieste utente sono generate tramite il microbrowser inserito nel terminale e trasmesse
sulla rete wireless tramite il protocollo WAP. Ogni richiesta viene trasferita verso il Gateway
(detto WAP Proxy/Gateway) che svolge la duplice funzione di proxy e convertitore di protocol-
li. Il pacchetto WAP viene infatti tradotto dal WAP Proxy/Gateway in una analoga richiesta
HTTP e trasferita verso l’Origin Server indicato nella richiesta WAP. La relativa HTTP response
viene poi ricevuta e tradotta dal WAP Proxy/Gateway nell’analoga WAP response e trasferita
verso il terminale che aveva fatto la richiesta iniziale. Il microbrowser analizzerà quindi il con-
tenuto della risposta e lo visualizzerà sul display del terminale.
L’Origin Server deve comunque essere a conoscenza del fatto che la richiesta gli viene
Web Server
Content
CGI
Scripts
etc.
W
M
L
 
D
e
c
k
s
w
i
t
h
 
W
M
L
-
S
c
r
i
p
t
WAP Gateway
WML Encoder
WMLScript
Compiler
Protocol Adapters
Client
WML
WML-
Script
WTAI
Etc.
HTTPWSP/WTP
Accesso multiterminale a servizi Internet 15
prodotta da un browser WAP in quanto il corpo della response deve essere codificato in WML,
cioè in nel linguaggio che il browser del terminale sia in grado di interpretare.
1.2.1 Componenti dell’architettura
Le caratteristiche ed i vincoli imposti dai dispositivi e dalle reti in questione implicano
un’ottimizzazione dei protocolli al fine di ridurre non solo le dimensioni ma anche il numero di
pacchetti scambiati tra client e server, per l’accesso allo stesso tipo di servizi. Per questi motivi
l’architettura WAP introduce una pila di protocolli differente rispetto alla ormai ben nota pila
Internet. I livelli di protocollo della pila WAP sono mostrati nella seguente figura:
Esula dagli obiettivi di questo lavoro di tesi addentrarsi in una dettagliata descrizione dei
diversi livelli di protocollo. In questa sede e sufficiente osservare che mediante la creazione ex
novo di una pila di protocolli, dal livello di rete sino a quello applicativo, l’architettura WAP è
in grado di ridurre l’overhead e ottimizzare la banda a disposizione. La suite TCP/IP richiede lo
scambio di un elevato numero di pacchetti necessari durante le fasi d’apertura e chiusura della
connessione. La mancanza di tali fasi in ambiente WAP, oltre a ridurre il numero complessivo
dei pacchetti trasmessi, evita che i ritardi fra le operazioni di richiesta e risposta, normalmente
HTML
JavaScript
HTTP
TLS - SSL
TCP/IP
UDP/IP
Wireless Application Protocol
Wireless Application
Environment (WAE)
Session Layer (WSP)
Security Layer (WTLS)
Transport Layer (WDP)
Other Services and
Applications
Transaction Layer (WTP)
SMS USSD CSD
IS-136
CDMA CDPD PDC-P Etc..
Bearers:
Accesso multiterminale a servizi Internet 16
già elevati, assumano valori troppo elevati.
Per quello che riguarda la riduzione delle dimensioni dei pacchetti, un contributo molto
importante è invece fornito dalla compressione che il protocollo WAP prevede sulle informa-
zioni trasmesse.
Naturalmente i vantaggi e le ottimizzazioni introdotti dai nuovi livelli vanno a discapito
dell’interoperabilità e del riutilizzo di tecnologie ben note, semplici e consolidate quali TCP/IP
e HTTP.
1.3 Evoluzione dei sistemi radiomobili
In questi anni si sta assistendo alla diffusione di massa della comunicazione mobile, ovvero
di servizi che rendono possibile il mantenimento della connessione, tra due utenti in una rete di
telecomunicazione, anche in una situazione di mobilità degli utenti (di uno o di entrambi).
Nei primi sistemi radiomobili ogni terminale di utente operava a una frequenza fissa e si
aveva un certo numero di trasmettitori indipendenti, ognuno avente in carico un certo numero di
utenti cioè di frequenze. In un secondo tempo si introdussero sistemi di tipo trunked, in cui tutti
i canali sono a disposizione di tutti gli utenti e, all’occorrenza, viene selezionato un canale
libero. Inizialmente la selezione del canale avveniva manualmente, poi fu automatizzata.
La svolta si ebbe con l’introduzione dei sistemi cellulari. L’idea base fu concepita negli
anni ’40, sperimentata negli anni ’60, introdotta in sistemi commerciali negli anni ’80. I sistemi
non cellulari effettuano trasmissioni di tipo broadcast (come radio e TV); utilizzando trasmetti-
tori di potenza elevata per coprire una vasta area. Se il numero di utenti non è basso si ha un
enorme fabbisogno di frequenze radio, tale da impedirne l’effettiva realizzazione.
I sistemi cellulari che realizzano le reti radiomobili applicano la tecnica del riutilizzo delle
frequenze in cui una frequenza viene utilizzata più volte in luoghi diversi sufficientemente lon-
tani tra loro. Si suddivide il territorio (area di servizio) in sottoaree, di dimensioni limitate,
denominate celle . Ogni cella è servita da una stazione radio base che trasmette su un certo
insieme di canali radio, diversi da quelli utilizzati nelle celle adiacenti, per evitare interferenze.
Ciascuna cella opera però con potenza ridotta e ciò consente di riutilizzare le frequenze in celle
non adiacenti. Generalmente vengono utilizzate forme regolari di celle per coprire un’area di
servizio. Teoricamente si possono immaginare di forma esagonale, anche se in realtà la loro
Accesso multiterminale a servizi Internet 17
forma risulta poi irregolare a causa della non omogenea propagazione del segnale radio, dovuta
principalmente alla presenza di ostacoli.
Se durante gli spostamenti l’utente passa da una cella ad un’altra, è necessario che il termi-
nale mobile si sintonizzi su una nuova frequenza, tipicamente quella ricevuta meglio tra le fre-
quenze della nuova cella. Ciò è indispensabile durante una conversazione per evitare la caduta
della comunicazione; la procedura con la quale si effettua il cambio di frequenza nel passare da
una cella all’altra viene detta handover.
Nei sistemi cellulari, aumentando il numero delle celle che coprono una certa area e perciò
riducendo la loro dimensione, aumenta la capacità del sistema, cioè il numero di utenti gestiti
ma diminuisce la distanza di riuso delle frequenze (la distanza tra due celle che usano lo stesso
canale), aumenta l’interferenza tra canali che utilizzano la stessa frequenza (interferenza cocanale)
ed aumenta il numero di handover che il sistema deve effettuare durante una conversazione.
Perciò la dimensione delle celle non può scendere al di sotto di certi valori e si ripresenta nuova-
mente il problema del limitato numero di frequenze disponibili.
Diamo ora un rapido sguardo all’evoluzione delle reti radiomobili, a partire dal GSM,  che
hanno permesso la nascita di un numero sempre maggiore di dispositivi con la possibilità di
accedere ad Internet.
1.3.1 Il sistema GSM
Nel 1982, il CEPT (Consiglio Europeo delle Poste e Telecomunicazioni) decise di formare
il Groupe Speciale Mobile (da cui deriva il nome GSM) col compito di sviluppare uno standard
paneuropeo per le comunicazioni cellulari.
L’acronimo GSM significa Global System for Mobile Communication, dove si è voluto
utilizzare il termine globale per via dell’adozione di questo standard in quasi ogni continente del
globo.
Nonostante sia stato standardizzato in Europa, il sistema GSM non è uno standard solo
europeo, infatti è stato adottato da paesi di tutto il mondo, divenendo così il sistema radiomobile
di maggiore diffusione mondiale. Parallelamente, anche la crescita degli abbonati è stata altret-
tanto vertiginosa. Lo standard GSM definisce una serie di miglioramenti e innovazioni rispetto
alle reti radio cellulari di prima generazione, mirando a:
Accesso multiterminale a servizi Internet 18
•        assicurare una buona qualità audio delle conversazioni.
•        ridurre i costi di terminali, infrastrutture e gestione del servizio.
•        consentire il roaming internazionale.
•        supportare un vasto numero di nuovi servizi e terminali.
•        garantire un elevato livello di sicurezza e riservatezza durante le comunicazioni.
•        assicurare agli utenti indipendenza da terminale nell’accesso alla rete.
La rete radio mobile GSM costituisce, inoltre, il primo sistema standardizzato in grado di
usare una tecnica di trasmissione numerica. Questo fatto rappresenta una caratteristica peculiare
della rete GSM, in quanto tutti i sistemi radio cellulari precedenti utilizzavano tecniche di tra-
smissione analogiche.
Lo spettro radio necessario al GSM è costituito dalla banda 890-915 MHz e 1710-1785MHz,
per la trasmissione da mobile e dalla banda 935-960MHz e 1805-1880MHz per la ricezione,
suddivise fra gli utenti secondo tecniche di accesso multiplo sia FDMA (Frequency Division
Multiple Access), che TDMA (Time Division Multiple Access). I dati vengono trasmessi su
canali con larghezza di banda pari a 200 KHz, e suddivisi in otto frazioni di tempo (time slot),
che compongono una trama (frame) della durata di 20 ms.
Il campionamento del segnale vocale sfrutta tecniche predittive, che permettono di passare
dalla velocità di trasmissione di 64 Kbps, del tradizionale PCM (Pulse Code Modulation), a
velocità dell’ordine dei 13 Kbps. Per quanto riguarda la trasmissione dati, il GSM mette a dispo-
sizione degli utenti un canale sincrono e asincrono con velocità massima di 9600 bps.
I servizi dati su rete GSM consentono lo scambio di un gran numero di tipi di informazioni
diverse: file di dati, testo, immagini o da qualunque altra informazione in forma digitale.
La trasmissione su tratta radio da terminale mobile pone un maggior numero di problemi
rispetto a quella su linee fisse, in particolare Bit Error Rate maggiori di 10
-3
 sono comuni su
questo tipo di collegamenti. Anche se per la trasmissione vocale questo non genera problemi,
prestazioni simili risultano inaccettabili per la trasmissione dati. É dunque necessario inserire
meccanismi di correzione degli errori all’interno della rete GSM.
Esistono due modalità di trasmissione tra rete e radiomobile. La prima è detta trasparente
(T), la seconda non trasparente (NT).