Verso l’unificazione delle reti senza fili

Le diverse modalità di accesso wireless posseggono alcune caratteristiche comuni, che rappresentano una base per la convergenza delle infrastrutture.

Come si evince dalle roadmap dei vari operatori di telecomunicazioni mobili, ci sono diversi percorsi di migrazione verso la terza generazione di reti wireless, che promette di rendere disponibili agli utenti maggiori funzionalità e nuovi servizi e apre, agli operatori, nuove opportunità per far crescere la base di abbonati. Di fatto, è probabile che l'utente sia poco interessato alla tipologia di rete utilizzata, a patto che possa usufruire del servizio senza limitazioni così come, attualmente, non presta attenzione quando avviene il passaggio tra le bande da 900 MHz a 1800 MHz in una rete Gsm. Eppure esistono differenze importanti nel percorso impiegato che potrebbero tradursi in differenti livelli di servizio, per quanto lo stesso possa essere erogato. In questa fase, del resto, è difficile prevedere differenze sostanziali tra i servizi offerti, in quanto la domanda è ancora relativamente bassa. Tali diversità sono basilari sul fronte della rete, ma vi sono diversi aspetti comuni che lasciano intravedere una possibile coesistenza almeno delle due modalità di accesso principali.

Due modalità a confronto


Fermo restando che il punto di arrivo in Italia è rappresentato dall'Umts (Universal mobile telecommunications system), con il quale si rende disponibile a un utente mobile una velocità di trasmissione fino a 384 Kbps e fino a 2 Mbps per la connessione tra dispositivi fermi l'uno rispetto all'altro. Le due modalità di migrazione che si sono affermate sono il Wcdma (Wideband code division multiple access), come sistema di accesso wireless su uno spettro a banda larga, e l'evoluzione attraverso Edge (Enhanced data rates for global evolution), basata sullo stesso spettro di frequenze che caratterizza l'attuale tecnologia Gsm e, di fatto, un ulteriore passaggio intermedio tra Gprs (General packet radio service) e Umts. Il Wcdma rappresenta un'estensione a larga banda della tecnologia Cdma ed è stato sviluppato allo scopo di definire uno standard a livello globale per l'erogazione, in tempo reale, di servizi multimediali. L'Itu (International telcommunication union) ha inizialmente assegnato a questo sistema lo spettro di frequenza a 2 GHz. Il compito di definire le specifiche Wcdma è stato, quindi, affidato al 3Gpp (Third Generation Partnership Project), l'organizzazione che si propone di contribuire allo sviluppo di uno standard di telecomunicazione mobile di livello globale. La rete di accesso Wcdma, utilizzata nello standard Umts, consente di servire simultaneamente gli utenti di una cella nei 5 MHz di banda nominale, utilizzando un sistema di distinzione basato su codici univoci, mentre il Gsm utilizza la tecnologia Tdma (Time division multiple access), sfruttando frequenze e time slot per distinguere gli utenti all'interno di una stessa cella. Il Gprs (identificato come la generazione 2,5) rappresenta un'evoluzione dello standard Gsm che consente di incrementare la velocità di trasferimento con la commutazione di pacchetto. In questo modo, la specifica in questione fornisce un data rate di 115 Kbps e, teoricamente, è in grado di arrivare a 160 Kbps sul livello fisico. Edge rappresenta un'aggiunta al Gprs, attraverso la quale si introducono nuove tecniche di modulazione e un nuovo sistema di codifica del canale. È, così, possibile trasmettere servizi e voce sia con la commutazione di circuito sia con quella di pacchetto. Per quanto riguarda la stazione base del sistema, Gprs ed Edge hanno comportamento e protocolli differenti, ma sulla parte core della rete condividono il medesimo protocollo per il trattamento dei pacchetti e si comportano nello stesso modo. Grazie all'impiego di questi metodi di trasmissione a prova di errore e di un migliorato adattamento alla connessione, Edge è in grado di fornire un throughput fino a 384 Kbps e, in teoria, fino a 473 Kbps, utilizzando lo spettro di frequenza esistente (800, 900, 1800, 1900 MHz). Inoltre, poiché lo stesso time slot è in grado di supportare più utenti, sono richieste inferiori risorse radio per supportare lo stesso livello di traffico, liberando capacità per altri servizi. Per queste ragioni Edge fornisce una capacità tre volte superiore rispetto a Gprs.

La terza generazione


Il percorso di migrazione è obbligato per gli operatori che devono necessariamente mantenere la fiducia dei propri utenti e al contempo salvaguardare gli investimenti effettuati finora. Non si può dire lo stesso per i service provider nuovi entranti, come 3 in Italia, che sono partiti direttamente con la realizzazione di reti Umts, con pesanti investimenti e la necessità di costituire una base clienti da zero. Tim, per esempio, ha scelto proprio il passaggio attraverso Edge, la cui fase successiva prevede una serie di miglioramenti indirizzati alla fornitura di servizi per il dominio a commutazione di pacchetto e un migliore supporto per le classi QoS (Quality of Services) definite per l'Umts. Questo si realizza attraverso lo standard Geran (Gsm/edge radio access network) che rientra nell'attività svolta dal 3Gpp e si basa sulle tecniche di trasmissione ad alta velocità di Edge, combinate con l'interfaccia di collegamento radio di Gprs. Edge può, quindi, essere considerato come un elemento fondamentale verso la realizzazione di una rete unificata.


La realizzazione di una soluzione unica Gsm/Wcdma, con un core network comune e differenti metodi di accesso che risultino trasparenti per l'utente finale, richiede un'infrastruttura di accesso che combini le risorse Gsm e Wcdma e l'utilizzo di terminali multimodali che possano gestire voce e dati su entrambi gli spettri di frequenza.

Il controllo del traffico


Da un punto di vista generale, un'architettura di rete per l'accesso a radiofrequenza comprende un nodo che gestisce la trasmissione e la ricezione radio da e verso i terminali e un nodo che controlla tutte le funzioni della rete di accesso e connette la rete radio alla parte core del network. Un elemento fondamentale per combinare le due reti di accesso è quello di definire un sistema per il controllo del traffico che sia in grado di gestire tutto lo spettro di frequenze allocato dai due sistemi come una singola unità. Questa funzionalità di controllo del traffico si realizza attraverso interfacce standard per la comunicazione intersistema. I servizi in una rete comune potranno, dunque, essere forniti nell'una o nell'altra modalità di accesso, in funzione della disponibilità di risorse o della richiesta di servizio. In questo modo, le due infrastrutture potranno condividere anche elementi quali i siti delle stazioni radio base per la copertura del servizio in aree urbane, la rete di servizio, il sistema di amministrazione dei clienti, il sistema di supporto operativo e quello di gestione del network.

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