Dal GSM alla 3G: il punto sulla comunicazione wireless

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Dal GSM alla 3G, con un passaggio intermedio: la 2.5G

3G (o Third Generation) è un termine generico che accomuna un set di tecnologie mobili, integrate in elementi infrastrutturali di rete, terminali, stazioni radio base, sistemi di commutazione e altre apparecchiature finalizzate alla realizzazione di una rete universale mobile con accesso Internet veloce, voce, dati, video e musica di qualità CD; la velocità dati prevista dovrebbe, a regime, raggiungere i 2 Mbit/s o valori anche decisamente superiori. La rivoluzione della 3G è costituita dalla trasmissione in banda larga a commutazione di pacchetto come alternativa alla commutazione di circuito che domina nella comunicazione cellulare attuale, le cui connessioni dipendono sempre dalla disponibilità del circuito stesso. La connessione a commutazione di pacchetto, abbinata all’IP (Internet Protocol), indica quindi una connessione virtualmente sempre disponibile (always on). L’accesso alla rete è reso possibile da una combinazione di trasmissioni wireless terrestri e satellitari, ma fino all’avvento del sistema gli utenti dovranno utilizzare terminali multimodo che commuteranno dalle tecnologie localmente disponibili, come il GPRS e EDGE, di cui si parla in seguito.

Nei paesi che hanno adottato gli standard ETSI (ossia l’Europa e gran parte degli altri continenti, ad eccezione dell’Estremo Oriente e dell’America del Nord) 3G è sinonimo di UMTS (Universal Mobile Telecommunications System); per tutto il mondo la International Telecommunications Union, allo scopo di mettere ordine nel caos delle oltre 200 organizzazioni che hanno sfornato raccomandazioni e specifiche per la 3G, ha proposto un’intera famiglia di standard, un framework denominato IMT-2000 destinato ad armonizzare nel mercato mondiale le tecnologie della futura telefonia mobile, aperto a sistemi mobili 3G e predisposto per incorporare reti sia terrestri che satellitari.

La standardizzazione dell’UMTS, iniziata in Europa con l’ETSI, è proseguita a livello mondiale con il 3GPP (3rd Generation Partnership Project), un’ entità sovranazionale alla quale fanno capo gli istituti di normazione in Europa, Giappone, USA, Corea e Cina; nel suo ambito si stanno sviluppando standard globali appropriati all’UMTS basati sull’UTRAN (Unversal Terrestrial Radio Access Network), un’evoluzione delle reti GMS. Il 3GPP ha completato le specifiche tecniche del Protocollo Globale per renderle attuabili nel 2001 in Giappone, il primo paese realmente pronto a livello nazionale – come vedremo – all’implementazione della 3G. Al di fuori delle aree coperte dal 3GPP, l’ETSI ha raccolto nell’“ETSI Project UMTS” gli aspetti generici applicabili ai diversi sistemi UMTS, basati su GSM, ISDN e piattaforme IP, per sviluppare architetture multimodo compatibili. Dopo questo preambolo sull’inevitabilità degli standard, doveroso per un sistema che ambisce ad essere universale, si può tentare di delineare un profilo della comunicazione wireless nel mondo, oggi e nei prossimi anni (stato dell’arte tecnologico, situazione di mercato, criticità), con qualche riferimento specifico all’Italia. Occorre premettere che la situazione che stiamo delineando riguarda solo una fascia ristretta di paesi, ossia quelli in cui si sta preparando la migrazione alla comunicazione 3G. Per molte aree (in particolare in Africa, Asia, vaste regioni dell’America Latina) non si è neppure verificato il classico percorso evolutivo della comunicazione wireless (introduzione dei sistemi analogici di prima generazione, loro rimpiazzo con quelli digitali di seconda generazione – ossia il GSM -, passaggio previsto alla 3G). In alcuni casi si è in pratica “saltata” la prima fase, con l’introduzione diretta della seconda, prevalentemente in ambito urbano, e quindi le potenzialità di mercato di tali aree, in vista di un investimento infrastrutturale impegnativo come quello per la 3G, potrebbero essere assai scarse, se non nulle. Prendiamo quindi in considerazione le zone geografiche che presentano i tipici parametri che le qualificano come “prospect” ad alto profilo, ossia il forte sviluppo economico, l’attuale alta densità di utenza mobile, la presenza di operatori attuali o futuri spalleggiati da investitori dalla notevole solidità finanziaria. Con queste premesse il campo si restringe all’Europa occidentale, all’America del Nord, ai paesi del Pacific Rim; ciò non significa che l’implementazione della 3G non sia prevista anche altrove, ma si dovrebbe trattare di installazioni a macchia di leopardo, legate alla domanda locale.

Per quanto concerne l’Europa, area ovviamente e totalmente a standard ETSI, l’implementazione dell’UMTS riguarda, con tempistiche differenti, l’area occidentale e alcune zone ad alto sviluppo economico dell’Est.
La prima generazione della comunicazione wireless, è noto, si sta esaurendo con la progressiva uscita dal mercato delle reti cellulari analogiche.
In questo momento dominano la comunicazione di seconda generazione (2G) con il GSM e la sua evoluzione, una sorta di tecnologia intermedia verso la 3G, definita dagli addetti ai lavori 2.5 G, che si chiama GPRS (General Packet Radio Service) e ha privilegiato l’incremento di velocità trasmissiva dei dati. Il GPRS è già stato lanciato o è in via di lancio in tutti i paesi che per primi saranno pronti per la 3G.
Uno dei limiti del GSM, immediatamente percepito dall’utenza, è la sua impossibilità di trasmettere dati a velocità apprezzabile; il sistema supporta il traffico dati a bassa velocità (9,6 kbit/s) con scarsa efficienza, dal momento che la connessione a commutazione di circuito comporta l’allocazione di un canale nei confronti di ciascun utente, che resta attivo per tutta la durata del collegamento. Questa soluzione si applica efficacemente al trasporto della voce, ma in certo modo si risolve in uno “spreco” di preziosissima banda nel caso di trasmissione dati. Anche dal punto di vista tariffario l’utente paga in relazione alla durata della connessione e non al volume di dati effettivamente trasferito. L’adozione della commutazione di pacchetto, tipica dei sistemi GPRS, consente un utilizzo migliore della banda, in quanto più utenti possono condividere lo stesso canale.

Con il GPRS, sistema integrato nello spettro e nelle infrastrutture esistenti, la disponibilità a basso costo di comunicazioni dati wireless a velocità piuttosto alta consente ai provider di offrire servizi che in seguito dovrebbero essere disponibili, in forma più ampia e sofisticata, anche nei sistemi 3G (il GPRS usa direttamente i timeslot dei frame GSM con un’allocazione dinamica che consente una velocità media di 58 kbit/s e, a certe condizioni, anche di 115 kbit/s). La formula di trasmissione a commutazione di pacchetto via radio accomuna i due sistemi e quindi anche il passaggio tra il primo e il secondo, dopo un periodo di inevitabile convivenza, dovrebbe essere semplificato dalla comunanza della piattaforma tecnologica. Prima ancora del lancio del GPRS, sono state adottate due “soluzioni tampone” per offrire Internet mobile o quanto meno il trasferimento dati a un terminale mobile, sempre in ambito 2G, ossia GSM: WAP e HSCSD.

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