Le tecnologie di trasmissione a banda larga

Dopo avere delineato il quadro generale in cui si inscrive la transizione verso le tecnologie a banda larga, passiamo ora a esaminare in dettaglio gli aspetti più propriamente tecnici di questa rivoluzione.

In generale possiamo dividere l’insieme dei sistemi di trasmissione a banda larga in due classi. La prima è costituita dai sistemi di trasmissione via cavo, che sono destinati a servire gli apparati di ricezione fissi, come i personal computer, i televisori dotati di set top box, e ogni altro genere di ‘infodomestico’ che la fantasia dei progettisti e dei designer industriali porterà nelle nostre case (sono già disponibili ‘frigoriferi intelligenti’, ‘forni interattivi’ e ‘lavatrici controllate a distanza’). La seconda classe è costituita dai sistemi di trasmissione wireless, che invece sono destinati alla vasta famiglia di dispositivi di comunicazione ed elaborazione mobili.

Una conseguenza della diffusione di tecnologie di trasmissione wireless a banda larga sarà l’affermarsi di nuovi paradigmi nell’uso degli apparati digitali. La pubblicistica specializzata li indica in modi diversi: mobile computing, mobile networking o ancora Internet everywhere. Ma dietro tutte queste espressioni c’è la possibilità di utilizzare dispositivi portatili potenti e flessibili, in grado di effettuare molte delle operazioni attualmente deputate ai normali personal computer, di collegarsi alla rete ad alta velocità da ogni posto e in qualsiasi momento, di farci comunicare e interagire con chiunque. E si tratta di una prospettiva assai più vicina di quanto si possa pensare: già a partire dal prossimo anno, con l’avvio della commercializzazione del sistema GPRS i più recenti e potenti computer palmari potranno collegarsi senza fili a Internet a velocità analoghe o lievemente superiori a quelle attualmente consentite dai tradizionali modem.

Le comunicazioni via cavo

ADSL: un riciclaggio ecologico?

Come detto, nella definizione generica di banda larga confluiscono sia le tecnologie che tendono ad aumentare – anche considerevolmente – le capacità delle infrastrutture preesistenti, sia tecnologie del tutto nuove in grado di garantire altissime velocità di trasmissione. Nella prima categoria, quella – per intenderci – del potenziamento dei cablaggi preesistenti, rientrano gli standard basati sulla tecnica del multiplexing come il DSL (Digital Subscriber Line) e i suoi derivati: ADSL, CDSL, HDSL, RADSL, ecc. Il multiplexing si basa su un principio teorico molto semplice: il frazionamento di una singola linea di trasmissione in numerosi canali distinti^[60]. In questo modo i dati, scomposti in pacchetti, viaggiano parallelamente e contemporaneamente sui vari canali, sfruttando al massimo la banda passante disponibile^[61]. Appena i dati giungono a destinazione l’intero blocco di informazioni viene riassemblato.

Questa tecnica viene sfruttata anche dai tradizionali modem analogici. Ma le tecnologie DSL sono in grado di utilizzare un range di frequenze assai più vasto e fisicamente separato dalla banda vocale, che rimane a disposizione per le conversazioni telefoniche. Permettono dunque di creare molti canali paralleli, con l’effetto di aumentare la velocità complessiva della trasmissione e di permettere una connessione dati permanente alla rete senza pregiudicare l’uso della linea per le telefonate vocali.

Fig. 38  Frequenze voce e frequenze dati in ADSL

Tra le molte varianti della famiglia DSL, quella che è stata scelta per offrire servizi di rete all’utenza residenziale in gran parte del mondo – Italia compresa – è la Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL)^[62]. Come si evince dal nome, si tratta di una tecnologia che consente di trasmettere informazioni digitali ad alta velocità su linee telefoniche tradizionali in modo asimmetrico: essa cioè garantisce una velocità in ricezione assai maggiore di quella in trasmissione. In teoria le velocità raggiungibili oscillano da 640 Kbps a 6.1 Mbps in ricezione e da 16 a 640 Kbps in trasmissione dati. Ma la maggior parte delle offerte commerciali attualmente disponibili in Italia si posizionano sulla fascia bassa: 640 Kbps in ricezione e 128 in trasmissione.

Queste caratteristiche confermano che una tecnologia come ADSL ha lo scopo di fornire nel più breve tempo possibile e a costi competitivi un sistema di trasmissione sufficientemente veloce e ampiamente diffuso sul territorio. La natura asimmetrica e la velocità della comunicazione ADSL rispondono abbastanza bene all’esigenza di rendere più efficienti gli attuali sistemi di diffusione di contenuti utilizzati su Internet; lo streaming video (e cioè la trasmissione continua di flussi di dati video), ad esempio, implica la necessità di scaricare grossi quantitativi di dati a fronte di una sola richiesta di pochi bit in uscita dal nostro PC verso il mondo Internet. Ma queste stesse caratteristiche non permettono, almeno con la velocità dei servizi ADSL offerti commercialmente nel nostro paese, di sperimentare realmente tecnologie di comunicazione interattiva più avanzate (a cominciare dal video on-demand e dalla televisione via rete, che richiederebbero una banda costante di un paio di Mbps, e da sistemi di videoconferenza di buona qualità, penalizzati dalla ricordata asimmetria fra velocità di trasmissione e di ricezione, che limita di fatto a 128 Kbps la velocità dei collegamenti in videoconferenza).

Da un punto di vista pratico, per usufruire di un accesso a Internet mediante ADSL occorre stipulare un abbonamento specifico con un provider, richiedere alla società telefonica l’installazione di un dispositivo (detto splitter) in grado di dividere le frequenze vocali da quelle dati utilizzate per la connessione permanente alla rete, e infine acquistare e collegare al computer uno specifico modem. Il costo medio di un abbonamento ADSL in Italia si aggira attualmente sulle 130-150 mila lire mensili, ma si è già manifestata una tendenza al ribasso. A fronte di questo investimento (ammortizzabile solo da chi usa la rete per alcune ore al giorno) si ha la possibilità di usufruire di un’alta velocità di ricezione dati e di avere una connessione permanente alla rete (ma ricordiamo che solo le offerte più costose includono l’assegnazione di un indirizzo di rete fisso).

Tra gli svantaggi, oltre ai costi si possono annoverare il limite fisico di distanza dalla centrale dati (il segnale a qualità piena viene garantito solo in un raggio di circa 5 o 6 km dalla centrale di smistamento digitale della Telecom); la necessità di acquistare e configurare nuovo hardware; i possibili rischi di impatto ambientale (nel doppino telefonico della nostra casa transiteranno delle frequenze – oltre 30 KHz – mai sperimentate su vasta scala e per lungo tempo); i potenziali problemi di sicurezza informatica (infatti, più a lungo si rimane connessi e più è probabile essere soggetti ad attacchi e intrusioni). Ulteriori problemi possono scaturire dalla necessità di utilizzare hardware (il modem) e software compatibili con le impostazioni del provider e delle centrali Telecom. A questo proposito, l’ovvio consiglio è quello di utilizzare sempre i kit hardware forniti dal provider, o di configurare il vostro modem sotto la guida di un tecnico.

La parabola del buon satellite

Un’alternativa alla tecnologia ADSL, soprattutto in questa fase di transizione verso le comunicazioni ad altissima velocità, è rappresentata dalla cooperazione tra cavo telefonico tradizionale e satellite. Come sappiamo, i satelliti svolgono un ruolo centrale nelle telecomunicazioni. In particolare, fra le centinaia di satelliti orbitanti intorno al nostro pianeta, quelli dedicati alla trasmissione dati sono di norma satelliti geostazionari. Si tratta di satelliti posizionati a circa 40 km di altitudine che – grazie alla sincronizzazione tra la velocità di rivoluzione del satellite e quella di rotazione terrestre – sono in grado di restare posizionati sullo stesso punto del globo terrestre, e dunque di coprire sempre lo stesso orizzonte (circa il 40% della superficie terrestre). In questo modo possono funzionare da specchi riflettenti per le onde radio attraverso cui sono veicolate comunicazioni telefoniche, trasmissioni televisive (digitali e analogiche) e flussi di dati digitali.

Fino ad un paio di anni fa la trasmissione e ricezione di dati via satellite interessava quasi esclusivamente i grandi gruppi di telecomunicazioni. Ma oggi esistono delle piattaforme che permettono di fornire servizi Internet via satellite anche all’utenza residenziale. Si tratta per ora di una tecnologia ibrida, che si basa sulla ‘cooperazione’ tra satellite e modem tradizionale (per questo ne trattiamo in questa sezione del capitolo). Infatti, le comunicazioni che dall’utente vanno verso la rete passano – lentamente – attraverso la tradizionale linea telefonica, mentre i dati che dalla rete arrivano all’utente viaggiano, ad altissima velocità, via etere. Per ricevere le informazioni in entrata si usa una comune parabola – la stessa utilizzata per la televisione satellitare digitale – opportunamente collegata al computer mediante un’apposita scheda. La ricezione può avvenire, a seconda dell’abbonamento attivato, a una velocità variabile fra i 300 Kbps e i 2 Mbps.

Pur trattandosi di un sistema di comunicazione fortemente asimmetrico – i dati in ricezione sono sensibilmente più veloci di quelli in trasmissione – questa tecnologia è l’unica opportunità di usufruire di servizi di rete a banda larga in quelle zone dove le infrastrutture di comunicazione via cavo più avanzate (centrali di smistamento digitali e nodi ADSL) sono assenti, e dove probabilmente la fibra ottica impiegherà ancora molto tempo ad arrivare. Attraverso il satellite la ricezione ad alta velocità diventa quindi possibile anche in quelle località della nostra penisola che hanno linee telefoniche gestite da vecchie centraline analogiche.

Un’altra tipologia di comunicazione sat to PC è quella basata sulla tecnica del multicasting, che consente a un satellite di distribuire contemporaneamente contenuti digitali a più utilizzatori. Questi servizi di trasmissione satellitare – la cui commercializzazione è stata recentemente avviata anche in Italia – permettono di inviare ad altissima velocità dati audiovisivi, software, giochi, ipertesti multimediali. Tali contenuti possono essere ricevuti sul personal computer mediante una speciale scheda, che lo collega alla comune parabola per la televisione digitale, o da un televisore dotato di un decoder dalle caratteristiche hardware e software non troppo dissimili da quelle di un computer. La trasmissione satellitare in multicasting consente di unire la televisione satellitare all’impiego del personal computer ma, essendo unidirezionale, impedisce ogni forma di comunicazione interattiva (a meno di non ricorrere a un sistema ibrido come quello sopra considerato). L’utente, infatti, può navigare solo sugli ipertesti ideati e confezionati dal fornitore del servizio, e non ha la possibilità di veicolare a sua volta dei contenuti. I destinatari della tecnologia del multicasting satellitare, dunque, sono sotto molti punti di vista un soggetto passivo come quello dei mass-media più tradizionali.

Merita un cenno infine una tecnologia non ancora disponibile, ma dalla quale ci si aspetta il superamento di quello che, come abbiamo visto, è sicuramente il limite maggiore dell’uso del satellite come strumento di connessione alla rete: la difficoltà di un collegamento effettivamente bidirezionale. Si tratta del progettato sviluppo di antenne paraboliche in grado non solo di ricevere dati, ma anche di trasmetterne verso il satellite, attraverso l’impiego di una banda particolare denominata banda Ka. Se questa tecnologia conoscerà un effettivo sviluppo, il satellite potrà trasformarsi, soprattutto nelle zone lontane da grossi insediamenti urbani e nelle quali i costi della cablatura a fibre ottiche potrebbero rivelarsi eccessivi, in un canale prezioso anche per i collegamenti personali alla rete.

Una navigazione ricca di fibre

Una tecnologia come ADSL rende molto più veloce l’accesso alla rete Internet ma, sotto molti punti di vista, rappresenta una sorta di accanimento terapeutico su un malato terminale: l’ormai obsoleto doppino in rame. E, come abbiamo visto, le comunicazioni satellitari consentono di raggiungere elevate velocità di trasmissione, ma per il momento solo in modalità unidirezionale. L’unica tecnologia di trasmissione in grado di fornire un effettivo salto qualitativo nella fornitura di servizi di rete è la fibra ottica. Nei prossimi anni, dunque, assisteremo alla graduale dismissione dei cablaggi su doppino telefonico e al tanto atteso passaggio alla fibra ottica anche nella fascia di utenza residenziale.

Questa transizione è, per il momento, solo agli inizi, sebbene in alcuni paesi (in particolare negli Stati Uniti) siano già molti gli utenti raggiunti da servizi di telecomunicazione basati su cablatura a fibre ottiche. Anche in Italia la situazione si sta muovendo in questa direzione: terminate le discussioni sugli standard da adottare e superate le perplessità sulla consistenza effettiva della domanda, sono infatti iniziate (o sono state riprese) le campagne di cablaggio capillare in alcune città del nostro paese. Il progetto più avanzato è quello avviato nello hinterland milanese dal consorzio Metroweb (a cui partecipano AEM ed e.Biscom), con 700 km di cavi posati. A questa iniziativa si affiancano la ripresa del Progetto Socrate – avviato dalla Telecom nel 1995 e poi colpevolmente interrotto – e i piani di Wind (con uno stanziamento di 10.000 miliardi di lire) che dovrebbero portare entro il 2005 al cablaggio capillare del territorio nazionale. Sulla stessa linea si muovono Infostrada, Ferrovie dello Stato e Società Autostrade^[63].

Tutte queste iniziative industriali si sono poste delle scadenze abbastanza simili: la prima fase di commercializzazione dei servizi su fibra avverrà intorno al 2003. Per ora l’unica ad aver anticipato i tempi è Metroweb, che già oggi fornisce, in una limitata area residenziale milanese e attraverso la società di commercializzazione per l’utenza residenziale Fastweb, una connessione permanente e dedicata a Internet con banda garantita di 10 Mbps. Il servizio include una serie di opzioni avanzate come il video on-demand, la televisione digitale, telefonia vocale illimitata, per una cifra che si aggira intorno alle 100.000 lire mensili.

La ricchezza di servizi e contenuti che possono essere veicolati attraverso la fibra ottica pone numerosi interrogativi circa il posizionamento di questa tecnologia rispetto agli altri sistemi di trasmissione. In prima istanza, si potrebbe pensare che almeno in alcuni casi la disponibilità di connessioni ad alta velocità via cavo possa sostituire alcune tecnologie di trasmissione via etere, soprattutto quelle satellitari. Già ora in alcuni esperimenti pilota (relativi in particolare alle città d’arte, nelle quali l’estetica urbana non guadagna certo da un’eccessiva proliferazione di parabole) i cavi hanno sostituito le parabole satellitari.

Tuttavia, la situazione non è così semplice. Innanzitutto perché i costi del cablaggio rendono economicamente svantaggiosa la copertura di territori isolati e di zone a scarsa densità di popolazione. A meno di massicci interventi pubblici, è dunque assai improbabile che i paesi di montagna e le zone agricole siano servite da una rete in fibra ottica, almeno per i prossimi anni. Inoltre, anche i collegamenti via cavo, pur così convenienti in termini di larghezza di banda e per la capacità di garantire una piena interattività, hanno una forte limitazione: la dipendenza dalla localizzazione fisica dei cavi e delle prese per la connessione, che rende indispensabile una localizzazione fissa del computer o del ricevitore televisivo. In altri termini: le necessità dell’Internet mobile sono tali da rendere difficile ritenere che i cavi a fibre ottiche possano costituire il veicolo unico per la trasmissione in rete di contenuti digitali. È probabile dunque che l’evoluzione futura vada verso l’integrazione di tecnologie diverse (cavo, satellite, wireless terrestre) più che verso la vittoria schiacciante di una di esse a scapito delle altre. Inoltre la ridondanza delle tecnologie di accesso rappresenta una sorta di garanzia non solo per il funzionamento generale della rete, ma anche per le prospettive di profitto delle aziende che stanno investendo nel settore delle tecnologie di trasmissione a banda larga. Non a caso, gli ingenti capitali riversati sia sul cablaggio in fibra sia sulla telefonia cellulare di terza generazione sono in molti casi riconducibili agli stessi operatori. Le aziende coinvolte in queste ciclopiche operazioni di mercato, infatti, cercano di essere presenti con più di una tecnologia di punta sul mercato delle telecomunicazioni. In questo modo saranno pronte a sfruttare tutte le possibili opportunità di redditività scegliendo, al momento opportuno, la tecnologia che riuscirà a guadagnarsi la maggiore penetrazione presso gli utenti.

Una rete... elettrica?

Un’alternativa alla fibra ottica potrebbe essere rappresentata dalla rete elettrica. Dopo alcuni anni di sperimentazioni, costellate da diversi insuccessi, la società inglese Norweb è riuscita a sviluppare e rendere funzionante una tecnologia che consente di veicolare dati ad alta velocità attraverso i comuni cavi di distribuzione dell’energia elettrica. Questa tecnologia, denominata Digital Powerline, si basa su un’idea non dissimile dal multiplexing per le linee telefoniche: si tratta di trasmettere attraverso i fili di rame dell’elettricità onde elettromagnetiche che sfruttano delle bande di frequenza diverse da quelle della corrente elettrica. La portata di questa trasmissione, tuttavia, a causa delle enormi interferenze che si generano, è limitata a pochi chilometri. Dunque questa tecnologia non sostituirà la fibra ottica per le grandi dorsali, ma potrà essere usata solo per lo smistamento dei dati verso l’utenza residenziale.

Questi segnali, una volta arrivati nelle abitazioni, vanno convertiti in flussi di dati binari comprensibili dal computer. A tale fine potranno essere usate diverse soluzioni. La prima, destinata all’utenza domestica, consiste in un dispositivo di filtro collegato da un lato alla presa della corrente e dall’altro al PC mediante la tradizionale porta parallela o la più efficiente interfaccia USB. Una seconda famiglia di periferiche utilizzerà, per il collegamento verso il PC, un cavo di rete Ethernet, consentendo di connettere ad Internet piccole e medie reti locali.

Diverse aziende di telecomunicazioni in Gran Bretagna e negli Stati Uniti stanno sperimentando questo sistema di trasmissione, che potrebbe eliminare a costi bassissimi e in un colpo solo il problema dell’ultimo miglio. Su questa strada si muovono anche alcuni progetti di aziende italiane come quello avviato da ENEL e Wind nelle città di Milano e Bologna (che assai ottimisticamente intendeva arrivare alla commercializzazione entro l’inizio del 2001), e da e.Biscom e AEM, battezzato Power Line Communication.

Tuttavia è opinione diffusa che le difficoltà tecniche da superare, i costi e dubbi sull’efficienza effettiva non rendano questa tecnologia, almeno per ora, una reale concorrente della fibra ottica per la fornitura generalizzata di servizi a banda larga via cavo.

Le comunicazioni wireless

WAP: senza cavo e senza utenti

Iniziamo la nostra rassegna delle tecnologie a banda larga wireless con una tecnologia a banda stretta: il Wireless Application Protocol (WAP). Sembrerà una contraddizione, ma in effetti l’inizio di quel nuovo paradigma nell’uso della rete che viene comunemente indicato come ‘Internet mobile’, e che troverà piena applicazione con l’avvento dei sistemi di comunicazione cellulari ad alta velocità, inizia proprio da qui.

Il WAP è un protocollo dedicato alle comunicazioni cellulari, sviluppato al fine di scambiare dati tra telefoni portatili GSM e rete Internet. Mediante questo protocollo è possibile inviare contenuti testuali codificati attraverso un apposito linguaggio di markup la cui sintassi si basa su XML: il Wireless Markup Language (WML). Esistono dei convertitori software automatici che sono in grado di trasformare documenti HTML in WML rendendo così (almeno in linea di principio) veicolabile via cellulare un grande quantitativo di informazioni Internet. Per accedere a questi contenuti è necessario disporre di telefoni portatili abilitati al protocollo WAP e dotati di un apposito browser. Non guasta inoltre (e in certi casi è davvero indispensabile) un display LCD leggermente più grande rispetto a quello dei portatili tradizionali.

Il protocollo WAP, come detto, non si può sicuramente annoverare fra le tecnologie a banda larga. Esso, infatti, è stato appositamente studiato per veicolare informazioni tramite l’attuale tecnologia di comunicazione cellulare GSM, la cui velocità di trasmissione dati è limitata a soli 9600 Bps. Questo limite impedisce ovviamente la trasmissione di contenuti multimediali. Le informazioni veicolate via WAP sono dunque di norma solo dati testuali, e anche in questo caso l’accesso è decisamente lento e, per giunta, la comunicazione è piuttosto instabile. Inoltre, è impensabile che lo schermo degli attuali telefonini – a malapena utilizzabile per leggere o spedire brevi messaggi di testo – possa costituire un’interfaccia accettabile per la consultazione di contenuti informativi articolati, anche solo testuali. Lo slogan ‘piccolo è bello’ si scontra in questo caso con un principio ancor più fondamentale, quello dell’usabilità delle interfacce. Contro un’interfaccia scomoda e inadeguata, anche la migliore tecnologia è impotente – e la tecnologia WAP è ben lontana dall’essere la migliore. Di conseguenza, nonostante le massicce campagne pubblicitarie, i servizi WAP hanno avuto un successo di mercato molto ristretto, circoscritto soprattutto a quegli utenti che li utilizzano per effettuare transazioni finanziarie.

Con ogni probabilità la più rilevante ricaduta positiva degli investimenti effettuati in questa tecnologia consiste nell’aver avuto occasione di sperimentare su vasta scala l’uso di servizi interattivi nell’ambito della trasmissione dati cellulare, ed i relativi modelli di business, in attesa dell’introduzione di standard tecnologici più efficienti. Il futuro di WAP in quanto tale, invece, ci sembra decisamente limitato.

GPRS: un passo avanti

Il General Packet Radio Service (GPRS) è uno standard di comunicazione cellulare ideato per aumentare la capacità di banda delle attuali reti GSM. Anche questa, dunque, è una tecnologia che punta ad aumentare la velocità della trasmissione dati utilizzando le infrastrutture di trasmissione preesistenti, in modo da garantire miglioramenti dei servizi nel modo più rapido ed economico possibile.

Per ottenere questo risultato, GPRS introduce nella comunicazione cellulare una modalità di comunicazione delle informazioni che ha fatto la fortuna di Internet: la commutazione di pacchetto^[64]. Attualmente la rete GSM è a commutazione di circuito: chi effettua una chiamata vocale impegna completamente, per tutto il tempo della conversazione, uno dei canali resi disponibili dall’antenna che serve la ‘cellula’ di territorio in cui si trova. L’utente – sia che trasmetta voce, sia che trasmetta dati – occupa tutta la banda del canale, anche se il transito di dati durante l’impegno della linea è minimo. Di conseguenza la tariffazione avviene in base al tempo di utilizzo della linea. Con la tecnologia GPRS, invece, la comunicazione si baserà sulla commutazione di pacchetto. I telefoni GPRS saranno costantemente connessi alla rete e in base al quantitativo di ‘pacchetti’ di dati inviati e ricevuti otterranno dal sistema più o meno banda. Questo permetterà ai gestori di sfruttare meglio le frequenze cellulari evitando che un solo utente impegni un intero canale per comunicare pochissimi dati.

Il limite teorico della velocità di trasmissione raggiungibile con la tecnologia GPRS è di 172,2 Kbps. In realtà il servizio che sarà commercializzato non arriverà a tali velocità: questo, infatti, richiederebbe che i gestori di telefonia cellulare dedicassero al traffico generato dagli utenti tutte le frequenze di cui dispongono. Inoltre i telefonini attualmente in commercio sono in grado di gestire solo quattro canali radio in ricezione e uno in trasmissione. Per questo i gestori di reti mobili cellulari italiani stanno sperimentando servizi GPRS che permettono di arrivare a 50,4 Kbps in entrata (dalla rete al telefonino), e 12 Kbps in uscita, velocità corrispondente all’unione di 4 linee in ricezione e una in trasmissione. Verosimilmente, considerando le frequenze di servizio e i canali preferenziali che sicuramente i gestori vorranno tenere per sé, si arriverà entro la metà del 2001 a sperimentare delle linee a 56 Kbps, equiparabili alla banda attualmente raggiungibile con un normale modem analogico.

Pur occupando le stesse frequenze dell’attuale GSM, il passaggio verso il sistema GPRS – anche dal punto di vista dell’impegno economico – non è stato indolore per i gestori di telefonia mobile. Sia gli apparati hardware sia i software di trasmissione e ricezione sono stati modificati appositamente. Un altro notevole sforzo, in vista della commercializzazione su vasta scala del servizio, è legato al cambio dei sistemi di tariffazione. Come si è già accennato, il passaggio dalla commutazione di circuito alla commutazione di pacchetto implica infatti che gli utenti potranno essere connessi permanentemente al sistema cellulare, e questo impone il passaggio dalla tariffazione a tempo a quella basata sul calcolo dei dati trasmessi e inviati (Pay per Bit).

Come è già successo per WAP, anche per il futuro della tecnologia GPRS si pongono interrogativi legati alla sovrapposizione con altri standard più evoluti: infatti, se GPRS è arrivato, UMTS è molto vicino! Non è tuttavia plausibile che questa tecnologia sia destinata a cedere il passo così celermente al fratello maggiore di terza generazione, anche perché, come vedremo, la stessa diffusione di UMTS richiede un lavoro tecnologico non indifferente. Uno scenario più probabile è quello che prevede per i prossimi anni una segmentazione dei mercati di riferimento. Il GPRS sarà dunque rivolto in prima istanza all’utenza consumer, mentre UMTS si rivolgerà agli utenti professionali e avrà inizialmente tariffe assai più alte.

UMTS: la connessione globale

Molti analisti concordano nel ritenere che l’introduzione di UMTS segnerà una rivoluzione epocale nella storia della comunicazione, rivoluzione che inciderà profondamente anche sul modo di vivere di gran parte della popolazione, almeno nel mondo occidentale.

Per capire in che modo e perché questa tecnologia abbia una portata innovativa tanto ampia, cominciamo con l’analizzarne le caratteristiche. UMTS è uno standard di comunicazione dati studiato ormai da un decennio dall’ITU (International Telecommunications Union), e in particolare dal gruppo di lavoro internazionale IMT-2000. La definizione di questo standard è stata un successo enorme, visto che alla complessa opera di standardizzazione hanno partecipato praticamente tutti gli operatori di comunicazione mobile, satellitare, radio-televisiva; i produttori di hardware e software; molti istituti governativi; aziende statali ed enti di ricerca di tutto il mondo.

La sigla UMTS sta per Universal Mobile Telephone System. L’appellativo di ‘universale’ deriva dalla caratteristica di riuscire a integrare, in maniera del tutto trasparente per gli utenti, infrastrutture di comunicazione via etere, sia cellulari sia satellitari, e via cavo. UMTS arriva a un transfer rate di oltre 2 Mbps, sia in ricezione sia in trasmissione, e permette di fruire del servizio sull’intera superficie del pianeta, anche se si è in movimento. Questa tecnologia, dunque, darà a ciascuno di noi la possibilità di una connessione individuale e permanente alla rete, in grado di seguirci nei nostri spostamenti.

UMTS utilizza un reticolo strutturato di frequenze che vanno dai 1900 ai 2200 Mhz, e la sua introduzione richiede una radicale trasformazione degli standard di radiotrasmissione e dei sistemi di assegnazione dei canali etere. Le norme di trasmissione dati per l’UMTS sono state elaborate dall’UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access), e prevedono la divisione delle tradizionali celle di telefonia mobile in una gerarchia di sottocelle: nell’ordine, macro celle, micro celle, micro-pico celle, e pico celle. La velocità di trasmissione varia a seconda della collocazione dell’utente sul territorio e quindi della cella di riferimento. Praticamente tutto il pianeta sarà coperto da macro celle che garantiranno una velocità minima di 144 Kbps. La velocità del trasferimento dati aumenta man mano che le celle concentriche si infittiscono (tipicamente nei centri abitati) e il massimo di transfer rate (che come detto è di 2 Mbps) è raggiungibile nelle zone coperte da pico celle.

Questo sistema ha, evidentemente, il limite di rischiare il sovraffollamento delle celle più piccole e arrivare quindi a possibili rallentamenti del servizio. Ma la soluzione a questo problema è insita nello standard stesso. Le pico celle, infatti, sono appena di poche decine di metri: basta quindi spostarsi di poco per ottenere un aumento delle prestazioni. E in ogni caso, per quanto possa essere affollata una pico cella, si potranno sempre garantire le velocità delle celle gerarchicamente superiori. Inoltre esiste la possibilità da parte degli operatori di concentrare maggiore banda passante in particolari aree geografiche per periodi limitati di tempo (ad esempio in caso di grandi eventi di massa).

Con queste caratteristiche tecniche è facile ipotizzare che su questa tecnologia convergerà l’offerta di una gran mole di contenuti multimediali e servizi interattivi. Da un terminale mobile UMTS si potranno ricevere e trasmettere audio e video ad alta qualità, effettuare videotelefonate o videoconferenze, accedere a tutti i servizi informativi di Internet (con terminali che saranno probabilmente più simili agli attuali computer palmari che ai telefonini ai quali siamo abituati). Poiché le pico celle (le celle UMTS di dimensioni minori) sono assai più piccole delle celle GSM, un terminale UMTS potrà essere localizzato con estrema precisione, in modo da fornire informazioni contestualizzate e localizzate rispetto al territorio. Questo permetterà dunque di avere indicazioni sull’ubicazione della farmacia di turno più prossima (avendo direttamente dal terminale il riferimento su piantine topografiche elettroniche), di ricevere il catalogo delle mostre nella galleria d’arte all’angolo, o di sapere l’orario della prossima proiezione di un film nel cinema più vicino, ma in linea di principio anche di controllare, se non saranno fornite le opportune garanzie di privacy, gli spostamenti anche minimi di ciascuno di noi!

Fig. 39  Un prototipo di terminale UMTS.

A puro titolo esemplificativo, abbiamo provato a stilare un elenco dei possibili servizi che potranno essere forniti mediante la tecnologia UMTS, divisi per categoria. Ecco di seguito il risultato.

• Comunicazioni personali
• Telefonia
• Videotelefonia
• Videoconferenza
• Posta elettronica
• Navigazione Web
• Servizi economici e finanziari
• E-commerce
• Trading on-line
• Pagamenti elettronici e borsellino elettronico
• Home banking
• Educazione e formazione
• Educazione a distanza
• Accesso a e-book, giornali e riviste on-line, biblioteche
• Gruppi di studio e classi virtuali
• Teleformazione certificata
• Addestramento a distanza (sia su simulatori sia su macchinari reali)
• Accesso a banche dati on-line
• Intrattenimento
• Audiovisivi on-demand
• Audiovisivi multicast
• Registrazioni audio e video
• Giochi interattivi
• Servizi di pubblica utilità
• Pronto intervento
• Telemedicina
• Consulenze on-line
• Servizi di localizzazione e antifurto
• Amministrazione pubblica
• Certificazioni on-line
• Gestione fiscale
• Pagamento immediato di multe, ecc.
• Servizi per le aziende
• Gruppi di lavoro virtuali
• Mobile office
• Connessioni private e trasmissioni audiovisive dedicate a gruppi chiusi
• Help Desk, Customer care e riconoscimento vocale
• Servizi «home oriented»
• Controllo remoto di elettrodomestici
• Controllo remoto degli ambienti
• Virtual baby-sitting
• Gestione automatica dell’economia domestica

Probabilmente si tratta di una lista incompleta, dato che altri servizi potranno emergere attraverso la progressiva esplorazione concreta delle possibilità offerte dall’Internet mobile. Ma la conclusione generale è indubbia: l’uso di un terminale UMTS modificherà moltissime delle attività che caratterizzano la nostra vita quotidiana, dal lavoro allo studio, dal divertimento alla comunicazione interpersonale.

Bluetooth e la casa del futuro

Se UMTS rappresenta la nuova frontiera della comunicazione wireless sul territorio, un’altra tecnologia cambierà il modo di usare gli apparati che occupano lo spazio domestico. Si tratta di Bluetooth, un sistema di trasmissione wireless che permette di far comunicare dispositivi elettronici di vario tipo (PC, computer palmari, telefonini, elettrodomestici in genere) entro un raggio di cento metri. La banda di frequenza usata da Bluetooth si colloca intorno ai 2.4 Ghz, e permette di raggiungere una velocità massima di 2 Mbps. Date le sue caratteristiche, il campo di applicazione principale di questa tecnologia consiste nell’interconnessione di tutti gli apparati elettronici domestici in una rete locale senza fili. Bluetooth sarà dunque, prevedibilmente, il mattone tecnologico della casa del futuro.

Rispetto alle abitazioni in cui viviamo oggi, la casa del secondo millennio sarà caratterizzata da una nuova generazione di impianti ed elettrodomestici intelligenti, dotati di hardware programmabile e di specifici sistemi operativi. Mediante le interfacce di trasmissione Bluetooth essi saranno collegati tra loro e con la rete Internet. Questo li renderà raggiungibili in qualsiasi momento da qualsiasi punto della rete.

Come risultato, ogni singolo servizio, dall’accensione di una lampadina al cambio di canale del televisore, dall’accensione del forno all’avvio dell’impianto di climatizzazione, sarà controllabile mediante un computer palmare dotato di interfaccia Bluetooth. E, naturalmente, lo stesso palmare sarà in grado di comunicare mediante UMTS, permettendo di effettuare tutte queste operazioni dovunque ci si trovi.

Fig. 40  La  penna del futuro? Una  micro-telecamera e la tecnologia Bluetooth inviano la scrittura al computer in tempo reale

Quelle che abbiamo elencato non sono invenzioni da racconto cyberpunk: i prototipi di questi infodomestici esistono già nei laboratori delle grandi industrie tecnologiche. Alcuni di essi cominciano già a essere commercializzati, ed entro pochi anni potranno entrare nel mercato di massa.