Le tecnologie Wireless

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L’ esigenza di poter in-staurare la connessione tra due utenti ap-partenenti ad una stessa rete di telecomunicazione anche quando ci si trova in situazione di mobilità, la possibilità di connettersi alla propria rete aziendale anche se non si è fisicamente seduti davanti alla propria stazione di lavoro, la necessità di poter collegare due o più zone territoriali senza effettuare una cablatura fisica hanno determinato, negli ultimi anni, la diffusione sempre più massiccia delle tecnologie wireless. Lo sviluppo della telefonia mobile è da attribuirsi essenzialmente all’introduzione dei sistemi cellulari analogici e digitali: attualmente siamo giunti alla fase denominata 2.5 (GSM) con l’introduzione del GPRS (Global Packet Radio Service). Il sistema GPRS è un protocollo di livello tre dello standard OSI che permette una trasmissione di dati utilizzando la “commutazione di pacchetto” servendosi dell’infrastruttura di rete GSM leggermente modificata. Con tale tecnologia l’apparato mobile rimane costantemente connesso alla rete dando la possibilità di poter inviare e ricevere informazioni di svariata natura (notizie finanziarie, meteorologiche, sportive, ecc.) ed effettuare telefonate simultaneamente. Mediante la commutazione di pacchetto, il contenuto informativo viene incapsulato in stringhe di dati aventi dimensione ben definita. Ogni pacchetto contiene informazione sul legame esistente tra esso, quello che lo precede e quello che lo segue. Inoltre, ogni datagramma contiene informazione sul mittente e sul destinatario e dunque non ha importanza il percorso che tali pacchetti compiranno per raggiungere il destinatario.

Il sistema GPRS funge così da ponte di collegamento tra i più diffusi protocolli di comunicazione telematica (IP – Internet Protocol e X.25) e la rete cellulare GSM. Mediante tale tecnologia è possibile connettere il proprio computer portatile a Internet con una velocità di connessione paragonabile a quella raggiungibile oggi giorno mediante un collegamento dial up con modem analogico (V.90). Il bit rate offerto da questa nuova tecnologia raggiunge, almeno in via teorica, i 171,2 Kbit/s in ricezione (downlink: da rete a stazione mobile) utilizzando tutti gli 8 time slot a disposizione (2 sono invece i canali riservati alla trasmissione uplink). Dunque abbiamo un bit rate di 21,4 Kbit/s per ogni time slot allocato. Nella realtà tale velocità non si raggiunge dato che, in seguito a tecniche di trasmissione che prevedono codifica dati e correzione degli errori, il flusso netto binario si riduce a circa 10Kbit/s per ogni time slot. Attualmente vengono utilizzati 3 o 4 time slot in downlink e 1 in uplink, da cui ne deriva un throughput di 30-40 Kbit/s in ricezione e 10Kbit/s in trasmissione. In ogni caso, tenendo presente che il bit rate massimo raggiungibile con gli attuali modem analogici è di 56Kbit/s (mediamente è però quantificabile in 30 – 35 Kbit/s) e quello raggiungibile con il GSM è di 9,6Kbit/s, ci si rende subito conto del perché tale sistema stia suscitando molto interesse e chissà se riuscirà a dare nuova vita al mai decollato WAP (Wireless Application Protocol). Dal punto di vista dell’utente, il principale vantaggio è dovuto alla tariffazione che non è più calcolata in base al tempo di connessione, bensì all’effettivo volume del traffico dati scambiato.
Nel prossimo futuro arriverà l’UMTS che sancirà la nascita della terza generazione della telefonia mobile cellulare (3G – fase 3). Per ora sappiamo soltanto che sono state vendute le licenze a prezzi elevatissimi, ma non è ancora ben chiaro quando questo sistema sarà disponibile al pubblico dato che è necessario installare tutte le infrastrutture senza poter utilizzare quelle esistenti. Con questo sistema, operante nell’intorno dei 2,1 GHz con tecnica di accesso CDMA (Code Division Multiple Access), sarà possibile effettuare telefonate, videoconferenze e scaricare enormi quantità di dati dalla rete (il bit rate è di circa 2Mbit/s) il tutto mediante l’ausilio di un telefonino.

Un altro sistema interessante è il DECT (Digital European Cordless Telefony), tecnologia digitale introdotta per migliorare la qualità e la sicurezza delle applicazioni telefoniche domestiche senza fili. Questo standard permette altresì di poter instaurare una chiamata anche quando ci si trova fuori dall’area di copertura della stazione radio base di casa (connessa alla rete telefonica) a patto che vengano installate delle microcelle in ambito urbano. Il vantaggio principale che ne può trarre l’utente è quello di poter continuare ad utilizzare il telefono di casa anche quando si trova al di fuori dalle mura della propria abitazione. Il sistema DECT opera nell’intorno dei 1900 MHz e utilizza la modulazione GFSK (la stessa del GSM). Dieci sono le portanti radio a disposizione e 12 sono i time slot allocati per ognuna di esse. La tecnica di accesso è una combinazione di TDMA e FDMA. Tale sistema offre una elevata immunità al rumore e una elevata capacità di smaltimento del traffico. In Italia, l’utilizzo dello standard DECT in ambito cittadino, era possibile mediante il sistema FIDO offerto dall’operatore Telecom Italia. Tale offerta commerciale non ha mai dato i risultati sperati e così il servizio è stato sospeso. Un’applicazione che fa uso della tecnologia DECT è il WLL Wireless Local Loop). Il WLL è l’apparato che si propone di risolvere il problema della connessione dell’ultimo miglio tra utente e rete telefonica fissa (unbundling dellocal loop) senza l’ausilio di stesura di enormi quantitativi di cavi, offrendo una connettività wireless punto-multipunto a banda larga operando, in Italia, nell’intorno dei 26 – 28 GHz. In ogni caso il DECT non è l’unica interfaccia radio che può essere utilizzata nel WLL. Altre tecnologie digitali, analogiche o proprietarie possono essere utilizzate per connettere gli utenti alle centrali di commutazione PSTN.

Negli ultimi tempi grande interesse sta suscitando lo standard IEEE 802.11 per la creazione di reti locali senza fili (WLAN – Wireless Local Area Network) o per estendere una rete Ethernet senza utilizzare connessioni fisiche. La banda di frequenza utilizzata per le WLAN è la banda libera ISM che va dai 2,4 GHZ ai 2,4835 GHz, denominata industriale medica scientifica. Due sono le tipologie di WLAN che possiamo realizzare con 802.11: reti “ad hoc” e reti basate su access point (AP), come visibile nelle figure 1 e 2. Mentre nella prima configurazione ogni nodo della rete comunica via radio con qualsiasi altro nodo in modo del tutto indipendente (pensiamo per esempio al radiocollegamento diretto tra due o più PC portatili), nella seconda ogni nodo fa capo ad un access point fisicamente collegato alla LAN. Teoricamente una rete WLAN può essere composta da un numero massimo di 128 periferiche attive contemporaneamente con un range di funzionamento tipico di 100 metri (indoor). Lo standard IEEE 802.11 trova similitudini nello standard per le reti LAN Ethernet cablate (IEEE 802.3) in quanto utilizza sempre una tecnica di accesso CSMA (Carrier Sense Multiple Access) con la differenza che non è possibile gestire le collisioni. In particolare il livello MAC (Media Access Control) del 802.11 è di tipo Collision Avoidance (CSMA/CA), mentre il MAC 802.3 è di tipo Collision Detection, ossia è capace di rilevare e gestire richieste multiple di accesso al mezzo di comunicazione (CSMA/CD).

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