3
mobili ammonti a circa il 4% del totale. Ebbene solo nel 2005 questo arriverà
a toccare il 50% del traffico. Questo nuovo modo di comunicare a distanza si
baserà sul nuovo sistema mobile digitale di Terza Generazione: l'UMTS
(Universal Mobile Telecommunication System). E' chiara quindi l'importanza
che la nascita di questa nuova tecnologia comporterà per lo sviluppo del
comunicatore universale che finalmente risponda a quei caratteri che appaiono
indispensabili nell'odierno villaggio globale: standardizzazione e convergenza.
Fino a pochi anni fa poteva sembrare un discorso utopico, un'idea senza
fine logico, ma oggi la personalizzazione dei media è un obiettivo comune
della moderna società tecnologica. Al Gore, vicepresidente americano, fu il
primo, nel lontano 1992 a parlare di Autostrade Elettroniche, della Rete a
portata di mano, per tutti. Sembrava un discorso senza un ordine ben preciso,
utopico. Ma oggi, solamente otto anni dopo, quell'utopia si è concretizzata.
Sono 400 milioni gli utenti di Internet attualmente, ed il loro numero cresce in
maniera vorticosa di mese in mese. Certo le autostrade a volte sembrano più
delle minuscole stradine di campagna, dove il traffico si congestiona, ma
l'enorme impatto che sta avendo sulla società questa nuova rivoluzione
tecnologica, è chiaro a tutti. È tutti attendono con ansia quello che sarà,
secondo gli esperti del mercato, una nuova pietra miliare dei new media.
La convergenza tra i dispositivi mobili multimediali e la Rete, porterà
nelle mani di ognuno di noi, quelle specificità, che, finora separatamente, ci
4
hanno dato l'avvento di Internet e della telefonia mobile. La Terza
Generazione della comunicazione mobile segnerà l'avvento per la prima volta
di uno standard globale, utilizzato in ogni parte del Mondo.
Una nuova era di comunicazioni multimediali che permetterà di
combinare, nella medesima chiamata, voce, testo, video, sta rapidamente
affermandosi nel mondo dei sistemi mobili con eccezionali prospettive di
crescita. Questo nuovo settore delle comunicazioni mobili multimediali
permetterà di far confluire in un'unica realtà i diversi percorsi evolutivi di
Internet e della telefonia mobile.
La rivoluzione recente delle telecomunicazioni ha non solo cambiato i
comportamenti di ognuno di noi, ma anche le diverse prospettive di sviluppo
dei paesi emergenti, che vedono l'accesso alle telecomunicazioni come una
delle pietre miliari per fondare le basi di uno sviluppo economico e sociale.
I tempi sono maturi perché ci si possa finalmente spingere oltre, lo
richiede sia l'utenza sia l'attuale sviluppo tecnologico. Sempre più persone
desiderano avere la possibilità di accedere, pur essendo in movimento, a
diversi tipi di informazione, più ricchi ed articolati rispetto alle attuali
possibilità.
Varie ricerche di mercato dimostrano, ad esempio, che l'informazione
visiva è sempre più ricercata. Attualmente, la fruizione ed il trasferimento di
immagini, la loro memorizzazione ed elaborazione si possono effettuare
5
unicamente con dispositivi elettronici quali video camere, PC, macchine
fotografiche. I nuovi terminali mobili di Terza Generazione possono essere per
esempio sfruttati per inviare cartoline elettroniche in tempo reale, per
visualizzare la merce da acquistare a distanza, per condividere particolari
occasioni con parenti ed amici distanti, per aiutare persone in difficoltà. Si
potranno anche visionare, con molta più facilità rispetto ad oggi, orari di
mezzi di trasporto, propri conti bancari, eseguire pagamenti, etc.
Nella realtà odierna molte delle applicazioni multimediali sono già
disponibili Si può ben affermare che la nuova era della comunicazione mobile
multimediale è già iniziata. Ovviamente gli attuali sistemi di Seconda
Generazione presentano limiti fisici e funzionali invalicabili. La reale svolta si
avrà solo con l'avvento dei nuovi sistemi concepiti specificamente per le
innovative applicazioni multimediali.
La nuova sfida che ci troviamo di fronte punta allo sviluppo dei nuovi
servizi tramite un nuovo standard digitale universale di Terza Generazione.
L'universalità del servizio sarà prerequisito essenziale per potere sfruttare
appieno le potenzialità del futuro mercato mondiale delle telecomunicazioni
anche e soprattutto per questo si è giunti allo sviluppo di un sistema che sia
finalmente universale ed innovativo, dai servizi e dalle prestazioni sempre più
simili a quelli messi a disposizione dai sistemi fissi.
6
Ogni dispositivo internazionale ha programmato una soluzione standard
per il proprio mercato, che fosse compatibile al progetto internazionale, ecco
nascere quindi in Europa l'UMTS (Universal Mobile Telecommunication
System), il sistema radiomobile del futuro.
Quando si iniziò a parlare della nuova generazione mobile digitale, tutte
le parti interessate si mossero per far sì che finalmente fosse creata un'unica
piattaforma, dalla quale estrarre i vari sistemi compatibili fra di loro.
Nel 1998 l'ITU (International Telecommunications Union) propose alla
comunità internazionale, il proprio progetto di trasmissione radio per uno
standard unico di Terza Generazione, l'IMT-2000. Ovviamente ogni autorità
dei differenti paesi premeva affinché fosse utilizzata una struttura radio il più
simile possibile a quella del proprio standard di Seconda Generazione. Nel
dicembre del 1998 un accordo fra le diverse autorità per la standardizzazione
creò il 3GPP. Tutti gli studi effettuati per una piattaforma di Terza
Generazione da parte delle singole autorità competenti, furono immesse nel
nuovo progetto. La partecipazione dell'ETSI (UE), dell'ARIB e del TIC
(Giappone), dell'ANSI (USA) e del TTA (Corea del Sud), garantiva la
globalità all'intero studio. Tre erano le diverse tecnologie di Seconda
Generazione protagoniste degli sforzi di standardizzazione: il GSM, il TDMA
ed il CDMA. Finalmente, nel 1999, furono poste le definitive basi per la
nuova piattaforma comune. I dissidi interni alle varie autorità ed ai diversi
7
costruttori che avevano sviluppato parti differenti del progetto, giunsero ad
una fine. Lo standard globale IMT-2000 sarà quindi basato sulla tecnologia
CDMA, ma con tre diversi modi opzionali, ognuno capace di funzionare sia
con l'interfaccia radio GSM che con quella Ansi-41.
Garantita la globalità del sistema, adesso toccherà agli operatori
garantire il successo dello stesso.
La Terza Generazione di telefonia mobile ci da una grande possibilità.
Potrebbe forse finalmente rispondere all'annosa domanda se le nuove
tecnologie potranno dare nuovo slancio alla macchina economica europea,
dopo averlo fatto con quella americana. E se gli USA sono molto più avanzati
del Vecchio Continente su Internet da Seduti, così potrebbe non essere con
Internet in Piedi.
La storia della comunicazione ci insegna che non sempre quello che
nasce per un certo utilizzo raggiunge una dimensione di massa per quel
motivo. Difficile dire quale potrebbe essere il motivo principale della
diffusione di un mezzo altamente tecnologico, ma poco fruibile oggigiorno,
come i nuovi servizi multimediali garantiti dalla Terza Generazione mobile.
L'enorme diffusione dei sistemi digitali di Seconda Generazione, ha
portato una massa critica di utilizzatori che formano un mercato base molto
allettante per i futuri sistemi multimediali. Il GSM ha rappresentato il vero
nodo di svolta della comunicazione personale. La sua galoppante
8
penetrazione, soprattutto in Europa, ma anche in altre parti del Globo, ha
diffuso la telefonia mobile al di fuori di quelle che erano le antiche nicchie di
utilizzatori, e soprattutto, al di fuori degli USA, come sempre primi ad
adottare una nuova tecnologia, ma stavolta meno lesti a svilupparla. Si
potrebbe scrivere molto sul perché la comunicazione mobile negli USA non
sia agli stessi livelli dell'Europa, ma forse un motivo principale si può
paradossalmente trovare nell'estremo liberismo del mercato statunitense.
Difatti per la vecchia Europa, con i suoi carrozzoni statali monopolistici poco
inclini alla concorrenza e molto agli accordi, internazionali e non, è stato più
facile trovare una piattaforma comune, addirittura per tutti i diversi stati,
quando si è trattato di scegliere un nuovo sistema digitale. Inoltre la relativa
scarsa diffusione dei sistemi analogici mobili, ha portato un mercato più
ampio per il GSM. Di contro negli USA l'offerta di svariati operatori mobili si
è distinta non solo per tariffe, copertura, etc, ma anche per differenti scelte di
sistemi. Quindi se l'intera Europa dispone di un sistema unico, nei soli USA ve
ne sono diversi, per di più incompatibili tra di loro. Inoltre la diffusione dei
sistemi analogici americani ha portato gli utenti ad escludere un repentino
cambio nei terminali, e di conseguenza anche nei nuovi sistemi digitali. Il
mercato ha risposto con terminali dual mode, capaci di connettersi sia alla rete
analogica che a quella digitale, ma è solo un palliativo. Insomma per una volta
l'estrema concorrenzialità del mercato statunitense ha portato ad una minore
diffusione del sistema, anziché ad un suo maggiore utilizzo.
9
Il GSM ha visto una veloce evoluzione, tanto che gli stessi terminali
digitali utilizzati pochi anni fa, appaiono adesso quasi pezzi da museo.
l'interesse verso la Rete si è velocemente manifestato presso gli utenti mobili.
Questo bisogno era frustato dai limiti del sistema GSM, pensato
principalmente per un traffico voce. Le soluzioni finora presentate sono
sembrate ai più un palliativo, per congelare il più possibile la situazione in
attesa della Terza Generazione. Il WAP, ad esempio, è un tentativo di
trasportare Internet sui display dei cellulari GSM. Ma la lentezza delle
connessioni, e l'alto costo di utilizzo, legato a una tariffazione a tempo anziché
a byte effettivamente utilizzati, non ha permesso al WAP di essere un primo
esempio di Internet in Piedi. Certo le vendite di terminali WAP sono state
elevate, ma il numero effettivo di utilizzatori è alquanto scarso. Molto meglio
è andato in Giappone il medesimo tentativo, effettuato sulla rete digitale
nipponica. Il servizio I-Mode è stato subito un successo, con milioni di
utilizzatori. Certo le differenze col WAP sono notevoli, ma comunque è fuor
di dubbio che la società giapponese sembra quella più pronta per la nuova
rivoluzione wireless. Non a caso il
Giappone sarà il primo stato dove verrà
implementata una rete di Terza
Generazione.
Eppure per prepararci a questa nuova avventura tecnologica ci saranno i
cosiddetti sistemi 2,5 G, ovvero l'evoluzione del GSM verso la comunicazione
10
dati: il GPRS (Global Packet Radio Systems); questo si contraddistinguerà per
la differente tariffazione dei propri servizi, a byte e non a tempo, e per
l'elevata velocità del collegamento. Si pensa che il lancio del GPRS
rappresenterà il primo vero banco di prova per Internet in Piedi. Inoltre la rete
GPRS sarà basilare per la diffusione dell'UMTS, visto che permetterà la
fruizione di vari servizi a valore aggiunto anche in quelle zone non coperte dai
siti radio base di Terza Generazione.
L'UMTS ci porterà quello che il GPRS ci prometterà. La svolta nel
mondo della comunicazione mobile personale. Gli utenti inizieranno a
guardare i propri dispositivi mobili per lo stesso tempo che adesso passano ad
ascoltarli. L'uso dei dati tramite la nuova rete sarà importante come e più
dell'attuale servizio voce. Anche la telefonia fissa dovrà cambiare per far
fronte a velocità scambio dati più elevate nel mobile.
I terminali mobili saranno una parte integrante della nostra esistenza,
non un accessorio tecnologico, ma quasi un assistente tutto fare da consultare
in ogni momento della giornata. Ma questi cambiamenti potrebbero portare
delle difficoltà, soprattutto iniziali. Gli operatori potrebbero non comprendere
appieno come far fruttare questa nuova tecnologia, così come gli stessi utenti
potrebbero non comprendere appieno l'effettiva utilità di costosi servizi. Si
deve capire che Internet in Piedi non vuol dire solo Internet senza fili, ma
significa essere sempre connessi e sempre online, avere accesso globale alla
11
Rete ed all'intranet aziendale, avere servizi personalizzati ed adatti alla
mobilità ed ad un telefono tascabile, quindi nuove opportunità di lavoro e
nuove sfide.
Sapremo accettare queste nuove sfide? Ma soprattutto saremo in grado
di utilizzare questa nuova tecnologia dominandola, evitando di esserne
dominati? A questi ed a molti altri interrogativi abbiamo cercato di dare una
risposta in questo lavoro.
12
Capitolo I
Gli albori della telefonia
In questi ultimi anni si sta assistendo alla diffusione di massa della
comunicazione mobile, in pratica di tutti quei servizi che rendono possibile il
mantenimento della connessione, tra due utenti in una rete di
telecomunicazione, anche in una situazione di mobilità degli utenti (uno o
entrambi).
In ambito militare e nei servizi pubblici, in particolar modo quelli
marittimi, la comunicazione tra e con mezzi in movimento è sempre stata una
esigenza fondamentale. Nel 1921 vennero condotti degli esperimenti dal
Dipartimento di Polizia di Detroit negli Stati Uniti con sistemi che
consentivano la comunicazione unidirezionale della centrale con gli
autoveicoli in dotazione.
Possiamo far coincidere la nascita delle comunicazioni mobili con
l'invenzione della modulazione di frequenza FM (frequency modulation)
avvenuta nel 1935 da E. H. Armstrong. La modulazione FM varia
proporzionalmente al segnale analogico da trasmettere (segnale modulante), la
frequenza di un segnale ausiliario sinusoidale (portante), producendo il
13
segnale modulato effettivamente trasmesso sul mezzo trasmissivo (segnale
modulato).
Durante la II guerra mondiale si ebbe un notevole sviluppo dei sistemi
FM e si capì subito che non vi sarebbe stato in futuro la disponibilità di un
numero tale di canali radio da poter soddisfare tutte le richieste dei vari settori:
militare, polizia, vigili del fuoco, servizi di trasporto pubblici e privati, etc.
Questi servizi non erano però in diretta connessione con la rete telefonica
fissa.
Verso la fine degli anni '40 furono introdotti i primi sistemi di telefonia
mobile che, utilizzando un singolo trasmettitore FM, consentivano di coprire
una certa area (il più delle volte una città), permettendo ad un ristretto gruppo
di persone di effettuare chiamate telefoniche da una automobile durante
spostamenti all'interno della medesima area.
Ovviamente nella stazione radio la commutazione delle chiamate
avveniva manualmente. Naturalmente però si impiegavano i canali radio FM
che abbisognavano di una banda di 120 kHz per trasmettere un segnale
telefonico che ha una banda base di 4 kHz. Perciò i pochi canali radio
disponibili risultavano sovraccarichi. Si cercò allora di ridurre la larghezza di
banda del canale, che negli anni '60 si ridusse a 60 kHz e negli anni '70 si
arrivò a 25 kHz
14
Nei primi sistemi radiomobili ogni terminale operava a una frequenza
fissa, si aveva perciò un certo numero di trasmettitori indipendenti (ognuno
avente in carico alcune frequenze). In un secondo tempo si introdussero
sistemi di tipo trunked: ovvero tutti i canali sono a disposizione di tutti gli
utenti, all'occorrenza viene selezionato un canale libero. Inizialmente la
selezione del canale avveniva manualmente, poi fu automatizzata.
15
La nascita del cellulare
Il vero punto di svolta fu l'introduzione dei sistemi cellulari. L'idea base
nacque negli anni '40, fu sperimentata negli anni '60, ed infine introdotta
commercialmente negli anni '80.
I sistemi di tipo non cellulare, effettuano trasmissioni di tipo broadcast
(come radio e TV): utilizzando trasmettitori di elevata potenza allo scopo di
coprire una area più vasta. Se il numero di utenti non è ridottissimo si ha un
enorme fabbisogno di frequenze radio, tale da impedirne l'effettiva
realizzazione.
I sistemi cellulari che realizzano le attuali reti radiomobili, applicano la
tecnica del riuso delle frequenze: una frequenza viene utilizzata più volte in
determinati luoghi diversi, posti a distanze sufficientemente lontane tra loro.
Si divide il territorio, detto in gergo area di servizio, in sottoaree, di
dimensioni predefinite, denominate celle . Ogni cella è servita da una stazione
radio base (BTS) che trasmette su un certo range di canali radio, ovviamente
differenti da quelli utilizzati nelle celle adiacenti, onde evitare certe
interferenze.
Ciascuna cella però opera con potenza ridotta e ciò consente il riutilizzo
delle frequenze in celle non adiacenti. Generalmente vengono utilizzate celle
16
di forme regolari per coprire un'area di servizio. In teoria si possono
immaginare di forma esagonale, anche se nella realtà la loro forma risulta
irregolare a causa della conformazione orografica del territorio che spesso non
consente una omogenea propagazione del segnale radio, a causa appunto della
presenza di ostacoli.
Se durante i suoi spostamenti l'utente passa da una cella ad un'altra, è
necessario che il terminale mobile cambi sintonizzazione su una nuova
frequenza , tipicamente quella che riceve meglio tra le frequenze della cella
entrante. 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, si può aumentare il numero delle celle che coprono
una certa area e ridurre quindi la loro dimensione, aumentando in tal modo la
capacità del sistema cioè il numero di utenti gestiti ma, diminuendo la distanza
di riuso delle frequenze (cioè la distanza tra due celle che usano lo stesso
canale) ed aumenta perciò 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 alcuni valori prestabiliti e si ripresenta
comunque il problema del limitato numero di disponibilità di frequenze.
Ricevi informazioni sui nostri servizi, sulle offerte e non perdere news e consigli su università e lavoro.
