LA RETE DI TRASPORTO DI TELECOM ITALIA TELECOM · mobile un fattore trainante per la crescita del traffico nella rete fissa. Come si è già fatto cenno, si è poi in presenza di

NOTIZIARIOTECNICO

TELECOMITALIA

CRESCERE MIGLIORANDOANCHE L’EFFICIENZA

LA RETE DI TRASPORTO DI TELECOM ITALIA

CAMPI ELETTROMAGNETICI E COMUNICAZIONI CELLULARI

CON IL GPRS SI TRASMETTE A PACCHETTO

APRILE

anno10n.1

2001

NOTIZIARIO TECNICOTELECOM ITALIA

Notiziario Tecnico Telecom Italia

Anno 10 - n. 1 - Aprile 2001

EDITORE

Telecom Italia S.p.A.

DIRETTORE RESPONSABILE

Rocco Casale

COMITATO DI DIREZIONE

Claudio Carrelli, Gianfranco Ciccarella,

Gabriele Falciasecca, Andrea Granelli,

Franco Pattini, Giorgio Pellegrini,

Stefano Pileri, Aldo Roveri,

Roberto Saracco, Mauro Sentinelli,

Carlo Giacomo Someda, Giuseppe Tilia,

Francesco Vatalaro

SEGRETERIA TECNICA

Andrea Baiocchi

REDAZIONE

Romolo Pietroiusti

SEGRETERIA DI REDAZIONE

Francesca Romana Belgiovine

CONSULENZA REDAZIONALE

Adriano Santelli

PROGETTO GRAFICO E COPERTINA

Modo Comunicazione S.r.l.

GRAFICA E IMPAGINAZIONE

Maurizio Feliciangeli,

Carlo Guerra,

Modo Comunicazione S.r.l.

FOTOGRAFIE

ALCATEL, Lucent Technologies, Marconi,

SIEMENS, Telecom Italia, TILAB, TIM

STAMPA

C.S.C. Grafica S.r.l.

Via G. G. Arrivabene, 40

00159 Roma

REGISTRAZIONE

Periodico iscritto al n. 00322/92 del

Registro della Stampa presso

il Tribunale di Roma in data 20/05/92

DIREZIONE E REDAZIONE

Via di Valcannuta, 250 - 00166 Roma

tel. +39+06+3688-3801

fax +39+06+6633035

Gli articoli possono essere pubblicati su altre riviste contattando prima la Redazione del Notiziario

Tecnico Telecom Italia e citando la fonte. Gli autori sono responsabili, nella preparazione deitesti proposti, del rispetto dei diritti di riproduzione

relativi alle fonti utilizzate.L’editore è pronto a riconoscere eventuali diritti di

riproduzione a chi li detenga e che non sia stato possibile contattare.

Le foto utilizzate sul Notiziario Tecnico

Telecom Italia sono state concesse solo per esserepubblicate su questo numero.

Nessuna foto può essere riprodotta o duplicata.

AI LETTORI

pag. 3 Crescere migliorando anche l’efficienza. Gli obiettivi strategici di TIWS per il 2001Rocco Sabelli

ESPERIENZE TELECOM ITALIA

pag. 7 La rete di trasporto nazionale di Telecom ItaliaGiuseppe Cosmo, Giancarlo D’Orazio

DWDM

pag. 19 La rete di trasporto ottico (OTN): stato dell’arte e prospettive evolutiveGuglielmo Aureli, Piergiorgio Pagnan

INTERNET

pag. 36 Il ruolo delle tecnologie Internet nei sistemi mobili per servizi dati del futuroPaolo Fasano, Guglielmo Girardi, Ivano Guardini

CAMPI ELETTROMAGNETICI ECOMUNICAZIONI CELLULARI

pag. 49 Campi elettromagnetici prodotti da impianti cellulari: aspetti tecnologici e di misuraFrancesco Vatalaro

pag. 53 Gli impianti cellulari alla luce dei limiti sulle emissioni radioGianpio Di Mario, Pietro Porzio Giusto

pag. 60 Verifiche preventive del rispetto dei limiti di emissione degli impianti radiomobili cellulariGianpio Di Mario, Pietro Porzio Giusto

pag. 68 Misure e calcolo del campo elettromagnetico generato da telefoni cellulari negli utilizzatoriPaola Bertotto, Paolo Bielli, Gabriella Richiardi, Andrea Schiavoni

pag. 80 Quadro normativo per il campo elettromagnetico generato da telefoni cellulariPaola Bertotto, Paolo Bielli, Luca Caroli, Gabriella Richiardi, Andrea Schiavoni

SISTEMI RADIOMOBILI CELLULARI

pag. 86 Con il GPRS anche il GSM trasmette a pacchettoMonica Avattaneo, Andrea Castellani, Giorgio Fioretto

pag. 101 TIM si proietta verso l’UMTS: le sperimentazioni in campoLuca D’Antonio, Giovanni Romano

CONFERENZE

pag. 110 Access fit for all services-crossing the bridges to an IP-dominated worldFrancesco Di Ciaccio, Lucia Marchisio

OSSERVATORIO

pag. 117 Evoluzione del Piano di Numerazione Nazionale: a che punto siamo?Luca Barbetta, Patrizia Bondi, Giovanni Martini, Paolo Scrimitore

pag. 122 La Qualità fornitori in Telecom ItaliaAntonio Di Benedetto, Roberto Scarponi

pag. 128 Le comunicazioni in Piemonte-Valle d’Aosta nel corso dell’ultima alluvioneSergio Nobili, Germano Tartaruga, Renzo Valente

NEWS

pag. 136 Osservatorio sulla Regolamentazione Tecnica relativa all’Interconnessione (anno 2000)Leonardo Ketmaier

pag. 147 Evoluzione della Normativa Tecnica nelle telecomunicazioniRaffaela Comino

pag. 150 Partecipazioni del Gruppo Telecom Italia agli organismi internazionaliGiovanni Cordaro

LIBRI

pag. 151 Recensione di Carlo Giacomo Someda

DA TILAB

pag. 152 Rapporti tecnici da TILAB

I nuovi utenti dell’ICT.(nella foto: lo spazio “Filomania” di PalaTelecom).

S O M M A R I O

m

n

Ai lettori

Numerosi vincoli oggi presenti nel mercato mondiale dell’ICT (Information Communication Technology)hanno imposto di modificare la rotta prima seguita dai Gestori incumbent delle reti di telecomunicazioni,per puntare verso nuovi obiettivi strategici.

Tra i fattori che hanno causato questo tumultuoso cambiamento dello scenario nel quale i Gestorioperavano tradizionalmente in tempi neanche troppo lontani, alcuni sembrano di assoluto rilievo: la migra-zione del traffico vocale dall’accesso fisso a quello mobile; l’apertura del mercato dei servizi di rete fissaai nuovi Operatori; la grande diffusione dei servizi legati all’impiego del protocollo IP; l’esigenza di farevolvere la rete in modo da consentire una sempre maggiore integrazione nel trasporto e nella fruizione difonia, dati e video.

Ma perché questi fattori hanno assunto un così grande rilievo? Proviamo ad analizzare quanto è successoin Telecom Italia in questi ultimi anni: lo spostamento del traffico in fonia dalla rete fissa a quella mobileha da noi interessato il 4 per cento del traffico totale (5 miliardi di minuti nel 2000 che crescerannopresumibilmente a 7 miliardi nel 2001).

Questa riduzione è stata però compensata dal crescente sviluppo del traffico tra terminali fissi e mobiliche dovrebbe raggiungere quest’anno i 9-10 miliardi di minuti e che ci permette di considerare la retemobile un fattore trainante per la crescita del traffico nella rete fissa.

Come si è già fatto cenno, si è poi in presenza di una progressiva apertura del mercato ai nuovi Operatoricon l’attacco ai tradizionali servizi di fonia, e con il duplice effetto per Telecom Italia di quote di mercatosul traffico decrescenti e di una forte competizione sui prezzi (calati di circa il 35 per cento negli ultimidue anni). Lo scenario si modifica di giorno in giorno: 120 nuovi Operatori hanno già ottenuto 149 nuovelicenze, delle quali 88 nazionali e 61 regionali. Abbiamo stimato che a marzo di quest’anno il 14-15 percento del traffico - e, in particolare, il 24-25 per cento del traffico a lunga distanza e il 30-31 per centodel traffico internazionale - era stato acquisito dai nostri concorrenti. Tuttavia, la flessione dei ricavi peril traffico fornito direttamente ai clienti finali (retail traffic) è stata in parte compensata dall’incrementodei ricavi che provengono sia dal traffico di interconnessione e dalla cessione di infrastrutture nelledorsali agli altri operatori fissi e mobili (wholesale service), sia, soprattutto, dalla crescente diffusionedei servizi di trasmissione dati e Internet per le imprese e per il mass market (data transmission e on-line services). Anche in questo caso sono quindi intervenuti alcuni fattori che hanno fatto sentire il loropeso in senso opposto, e che hanno permesso di contenere la riduzione dei ricavi con l’aumento dinuove forme di introiti.

Risulta dunque sempre più necessario muoversi verso l’integrazione delle piattaforme di rete (fonia-dati-video) e verso l'adozione del protocollo IP all'interno delle stesse piattaforme per assicurare l'evoluzione,

NOTIZIARIO TECNICO TELECOM ITALIA - Anno 10 n. 1 - Aprile 2001 3

Crescere migliorando anche l’efficienza

Gli obiettivi strategici di TIWS per il 2001

p

i

sia pur graduale, dalla rete tradizionale chiusa verso una aperta. In questa nuova rete si ridurrà infatti ilnumero di livelli gerarchici e sarà avviata una concentrazione delle funzioni di elaborazione più complessein pochi nodi (super pop). In questo modo si otterrà anche una progressiva riduzione dei costi di gestionerelativi sia al traffico vocale sia alla trasmissione di Megabyte di dati.

Per meglio rispondere a queste attese del mercato esterno, il Gruppo Telecom Italia ha deciso di costituirenell’aprile dello scorso anno una nuova business unit, denominata TIWS (Telecom Italia Wireline Services),e a questa unità ha attribuito la responsabilità della gestione e dello sviluppo delle attività legate alla retefissa nazionale e internazionale.

Nella nuova business unit abbiamo dovuto quindi individuare le linee guida intese a perseguire gli obiettivida noi ritenuti prioritari: mantenere una presenza significativa nel mercato tradizionale dei servizi di fonia,attraverso una forte focalizzazione sui segmenti di mercato più redditizi e mediante un incisivo incrementodell'efficienza operativa ed economica.

Un secondo obiettivo perseguito dalla business unit riguarda lo sviluppo dei servizi Internet - basati finoraquasi esclusivamente su accessi a banda vocale - facendoli evolvere attraverso l'utilizzo di accessi abanda larga. A questo scopo, abbiamo scelto di attuare una precisa strategia per gli accessi basatasull’impiego di sistemi con tecnologie miste (fibre ovvero x-DSL), per la clientela TOP o per le imprese dimedie dimensioni e, d’altro canto, sull’utilizzazione nella rete in rame esistente, solo degli apparati x-DSL(x-Digital Subscriber Line) per la piccola utenza affari e per il mercato di massa.

Con questa scelta sarà possibile, in par ticolare, combinare gli accessi ottici con quelli x-DSL - sia peril mercato delle imprese che per quello di massa - in base alla propensione e alle esigenze dei singolisegmenti, al relativo profilo d'uso e alla capacità di spesa. Stiamo, in altri termini, traghettando la nostraoperatività da quella tradizionalmente svolta come gestore della rete - che si preoccupa perciò solo deltrasporto dell’informazione - a quella di un Cyber Carrier. Abbiamo, infatti, riposizionato l’intera nostraattività nella catena del valore - in par ticolare nei segmenti legati ai servizi Internet - e, più in generale,ai servizi relativi alla trasmissione di dati.

Sarà così possibile realizzare un modello sostenibile di business su larga scala, in grado di assicurare latransizione verso la seconda generazione dei servizi di rete fissa.

Il primo bilancio della business unit, a un anno dalla sua costituzione, ha messo in luce risultati lusinghieri:nel corso del 2000 i servizi di fonia, dati e Internet hanno, infatti, generato ricavi lordi per 16,3 miliardi di Euro(pari al 93 per cento di quelli di Telecom Italia) e un margine operativo lordo (EBITDA) di 7,1 miliardi di Euro.

In particolare l’EBITDA, che aveva accusato una riduzione nel 2000 del 3,8 per cento rispetto al valoredell’anno precedente, nella seconda metà dello scorso anno è già passato in campo positivo, mostrandoperciò segni di inversione di tendenza. Esso è poi aumentato dello 0,5 per cento nel primo trimestre diquest’anno. La nostra aspettativa è, quindi, che l’EBITDA si manterrà positivo nel prossimo triennio conuna crescita annua, in media, del 2-3 per cento. TIWS sarà così in grado di assicurare flussi di cassapositivi per finanziare altre attività del Gruppo.

Un esame più analitico del bilancio di Wireline Services permette di notare che gli obiettivi fissati all’iniziodel 2000 sono stati tutti raggiunti: in particolare, i ricavi dei servizi Internet e di trasmissione di dati(compresi quelli relativi ai circuiti diretti) sono cresciuti del 25 per cento rispetto a quelli dell’annoprecedente; e un risultato di altrettanto rilievo è stato ottenuto per i servizi di fonia, dove abbiamo stimatoche TIWS si sia assestata nel primo trimestre del 2001 su una quota di mercato pari all’86 per cento deltraffico complessivamente svolto nella rete nazionale, e che abbia mantenuto una quota superiore, fissataall’89 per cento, per il traffico di maggior pregio relativo ai clienti TOP.

In meno di un anno poi, e nonostante i continui blocchi alla commercializzazione da par te dell'Authoritye di qualche giudice ordinario, sono stati venduti 48mila accessi a larga banda a circa 20mila imprese:il 15 per cento circa delle prime 150mila imprese italiane hanno almeno un collegamento a larga bandarealizzato sulla nostra rete.

Desidero poi sottolineare che, anche grazie a una struttura di prezzi basata sul "paghi quanto consumi"(Pay per Use) senza investimenti iniziali e con ampia modularità di banda, il traffico per singolo accesso (Gbit/s)cresce mensilmente con un ritmo del 10-12 per cento e che allo stesso tempo aumenta il ricavo medio peraccesso, l’ARPU (Average Revenue Per User), che è cresciuto di circa l’80 per cento in meno di sei mesi.

4 NOTIZIARIO TECNICO TELECOM ITALIA - Anno 10 n. 1 - Aprile 2001

p

L’accesso a larga banda ha poi trovato un efficace strumento di penetrazione, nel mercato legato allaclientela residenziale, con l’offerta Teleconomy ADSL, una modalità di connessione alla rete di TelecomItalia, lanciata nel dicembre del 2000. Questa nuova modalità di accesso alla rete telefonica tradizionale,ha infatti permesso il trasporto, già a partire dall’inizio di quest’anno, di flussi numerici a larga bandanelle tratte più periferiche della rete.

Successivamente, il 10 aprile di quest’anno, TIWS ha lanciato, in collaborazione con VirgilioTin, una nuovaofferta - chiamata BB•B (BroadBand•Box) - rivolta ad alcuni segmenti del mercato come la clientelaresidenziale, gli studi di liberi professionisti, le piccole aziende.

L’offerta è stata messa a punto con l’obiettivo di rispondere alle esigenze di un’estesa categoria di clientie di favorire così la diffusione di massa della trasmissione a larga banda anche nella rete di accesso delnostro Paese. I risultati dei primi due mesi di commercializzazione sono molto incoraggianti; infatti, anchegrazie all'offerta di due mesi di prova gratuiti, l'acquisizione è più che triplicata arrivando a toccare oltremille accessi giornalieri.

Per perseguire sempre meglio quest’obiettivo assai sfidante, sarà anche avviata una radicaletrasformazione dell’architettura della rete di Telecom Italia in modo da farla evolvere verso un modello chepermetta di predisporre e offrire ai clienti, a costi inferiori di quelli attuali, un nutrito insieme di servizi dinuova generazione mediante tre principali modifiche alla struttura della rete.

Il primo riguarda il completamento della copertura nazionale dell’accesso ADSL e il lancio delle nuovetecnologie VDSL (Very high bit rate Digital Subscriber Line) e SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line),offerte alla clientela a partire rispettivamente dalla seconda metà e dall’ultimo trimestre di quest’anno.

Particolare attenzione è stata riservata al piano di copertura per l’accesso a larga banda ADSL: abbiamo,infatti, deciso di recente di anticipare di un anno il programma di estensione dell’offerta del servizioall’intero territorio nazionale e, già sul finire di quest’anno, saremo in grado di fornire accessi ADSL incirca seicento città, che accolgono l’80 per cento della popolazione del Paese.

Il secondo intervento riguarda l’evoluzione della rete di trasporto con la realizzazione di una dorsale ottica(backbone): stiamo, infatti, innovando la nostra rete a lunga distanza per potenziarne capacità e funzioni,mediante l’introduzione, in particolare, di sistemi DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) dinuova generazione. Negli anelli di rete, che abbracceranno ampie aree del territorio, sarà possibileeffettuare l’instradamento di flussi - protetti a livello ottico - con la velocità di cifra più elevata consentitadalla tecnologia oggi disponibile: saranno, infatti, trasmessi flussi a 2,5 Gbit/s ed a 10 Gbit/s, inseriti inpunti intermedi dei collegamenti, opportunamente scelti.

In poco più di sei mesi saranno dunque attuati alcuni radicali interventi alla struttura della reteimmettendo flussi a 10 Gbit/s ad alta velocità su sei anelli già esistenti a livello nazionale e, allo stessotempo, avviando la realizzazione del sistema, denominato T-Bone, che si estenderà da Milano a Palermoe che, per la sua messa in servizio, comporterà la posa di circa 5mila km di cavi ottici.

In questo modo sarà anche saldata la rete esistente nel territorio nazionale con quella paneuropea di TelecomItalia Wireline Services e con l’anello ottico sottomarino Nautilus, in corso di posa nel Mediterraneo orientale.

Questi nuovi impianti, che porteranno a una crescita sensibile della capacità di trasporto per la retetrasmissiva, saranno realizzati con elevate economie di scala, operando in questi casi su costi marginaliper ampliamenti effettuati sui collegamenti in buona parte esistenti.

Un terzo intervento riguarderà la progressiva integrazione delle strutture oggi impiegate per la gestione dellafonia e dei dati, facendole convergere verso una piattaforma unica basata sull’utilizzo del paradigma IP.

Per quanto riguarda poi le novità relative all’offer ta da proporre alla clientela, continueremo a puntare, inmaniera sempre più decisa, sui servizi di dati integrati con applicazioni Web (ring and full business Company)seguendo, come si è già accennato in precedenza, lo schema tariffario rivelatosi vincente del pay peruse, vale a dire di prezzi legati all’effettivo impiego delle infrastrutture. Ogni cliente disporrà della bandadi cui ha bisogno, che aumenterà progressivamente in maniera automatica, via via che il cliente vorràtrasmettere flussi numerici con velocità maggiore.

Continuerà poi a essere perseguito, nell’ambito dei servizi in fonia, l’obiettivo di fidelizzare l’utenza, conuna politica aggressiva di prezzi e la messa in campo delle offer te flat e a for fait. A questo scopoabbiamo già interessato lo scorso anno con specifici programmi più di metà del mercato dei clienti, in


d

prevalenza residenziali che sviluppano un elevato volume di traffico, e, mediante l’offer ta Teleconomy,abbiamo acquisito nel 2000 circa 2,2 milioni di utenti. A fine maggio di quest’anno il contratto è statosottoscritto da oltre 3 milioni di clienti, confermando il successo dell’offer ta.

Analoghe iniziative indirizzate alla clientela TOP all’inizio dello scorso anno hanno visto adesioni di circa35mila clienti su un mercato di circa 60mila utilizzatori.

Questi traguardi - indirizzati a ottenere un miglioramento dei ricavi - saranno legati ad altri obiettivi tesi alrecupero di efficienza all’interno di TIWS. Il piano di miglioramento attuato dalla business unit ha, infatti,permesso già nel 2000 di ridurre i costi per i servizi di fonia del 12 per cento, confermando la sceltastrategica di puntare in maniera decisa a un più attento controllo della gestione dei processi produttiviinterni.

Abbiamo infatti ridotto, ad esempio, del 15-20 per cento il costo di approvvigionamento dei materiali edel software, eliminando nei contratti di acquisto quelle parti non strettamente necessarie e, allo stessotempo, riducendo il numero dei fornitori ed esaminando con particolare attenzione le singole condizioni difornitura.

Gli interventi indirizzati al recupero di efficienza hanno interessato anche il personale e alla fine delloscorso anno i dipendenti di TIWS erano scesi a 59mila. Abbiamo a questo scopo razionalizzato l’interaattività svolta nella business unit in modo da individuare le risorse strettamente necessarie per svolgerele attività in ciascun comparto, tenendo in particolare evidenza le economie legate a rendere sempre piùmoderna la gestione della rete. Quest’anno completeremo la ricollocazione del personale assegnandoloin maniera sempre più mirata ai diversi settori di attività presenti nella business unit.

Dal quadro fin qui delineato, mi sembra che emerga con chiarezza l’avvio - in questo primo anno di vitadi TIWS - di numerose azioni di rilievo, rivolte sia all’interno dell’Azienda sia all’esterno verso la clientela,tutte tese a garantire la crescita della business unit.

TIWS deve, infatti, operare in un ambiente assai competitivo e mutevole, nel quale naturalmente nonè possibile ridurre l’attenzione alle attese manifeste o latenti del mercato e non rispondere in manieratempestiva e adeguata alle richieste dei clienti con soluzioni di avanguardia (e men che mai è possibilefermarsi, anche solo in un singolo comparto) pena la caduta degli utili aziendali.

È in atto quindi una sfida - affrontata in un mercato aperto - che impegna l’intera business unit, e chefinora ci ha visto conservare - e in numerosi casi rafforzare sul piano nazionale - il ruolo di protagonistaquasi esclusivo dell’innovazione della rete fissa nelle telecomunicazioni.

Allo stesso tempo, mi fa piacere rimarcare che abbiamo saputo offrire - anche dal punto di vista deicosti - la migliore qualità di servizio alle diverse fasce di clientela, che sembrano avere apprezzato losforzo di modernizzazione compiuto da Telecom Italia e che per tanto continuano a essere legate a essain numero assai alto.

Rocco Sabelli

Direttore di Wireline Services


Esperienze

Telecom Italia

La rete di trasporto nazionale di Telecom Italia


GIUSEPPE COSMO

GIANCARLO D’ORAZIO

La rete di trasporto nazionale di Telecom Italia è costituita dall’insieme delle infrastrut-ture trasmissive che collegano le principali città italiane. Essa è utilizzata praticamenteda tutti i servizi di telecomunicazioni offerti da Telecom Italia, contribuendo in misurasignificativa al costo e alla qualità di tali servizi; ciò conferisce alla Rete un importanteruolo strategico, specialmente nell’attuale contesto competitivo.Nell’ultima parte degli anni Novanta è stata avviata un’attività di riesame della strut-tura e delle tecnologie in essa impiegate, con lo scopo di ridurre sensibilmente i costi uni-tari per flusso trasmissivo trasportato e al tempo stesso di migliorare l’affidabilità e lealtre principali prestazioni offerte quali, ad esempio, i tempi di costruzione e di provi-sioning, la flessibilità nell’evoluzione della gamma dei servizi offerti. Per il consegui-mento di tali obiettivi è stata privilegiata la ricerca di soluzioni il più possibile semplicied essenziali, dal momento che l’esperienza insegna che la distanza tra obiettivo teorico erisultato effettivo cresce con l’aumentare della complessità della soluzione proposta.A valle dello studio - a partire dalla fine del 1999 - è iniziata l’introduzione di unanuova struttura di rete, cui è stato assegnato il nome di Arianna Bro@dnet, scelto attra-verso un concorso interno veicolato tramite l’Intranet aziendale.Il presente articolo, oltre a fornire una breve descrizione dei principali elementi costituti-vi la rete di trasporto nazionale, illustra gli aspetti più interessanti dello studio evoluti-vo effettuato, nonchè i risultati ottenuti, con particolare riferimento alla descrizione dellastruttura obiettivo, ai nuovi criteri di instradamento e protezione, agli impatti attesi siasugli economics sia sulle performance di rete.Nel testo sono anche indicati alcuni aspetti prettamente tecnologici relativi ai principaliapparati trasmissivi utilizzati nella nuova rete, in particolare gli apparati ADM (Add-Drop Multiplexer) in tecnologia SDH (Synchronous Digital Hierarchy) per quattro fibreottiche (protezione MSSPRing) e quelli sviluppati in tecnologia “ottica” DWDM (DenseWavelength Division Multiplexing) introdotte di recente in Telecom Italia.È inoltre fatto cenno al prossimo salto evolutivo che, già a partire dal 2001, porteràall’introduzione di una rete di trasporto ottica. La rete Arianna Bro@dnet è stata anchepresentata al PalaTelecom (Padiglione Expo: “Piazza Italia”) in quanto ritenuta unadelle innovazioni di maggior valenza tecnica introdotte di recente da Telecom Italia.

1. Introduzione

Nel mondo delle telecomunicazioni si usa definirerete di trasporto l’insieme di portanti e apparati tra-smissivi che permette di collegare fra loro i nodi diuna rete di telecomunicazioni, consentendo la trasmis-sione a distanza dell’informazione elaborata in ciascunnodo. La rete di trasporto può essere perciò conside-rata come lo strato “servitore” delle altre reti (retecommutata di fonia, reti dati IP-Internet Protocol, reteATM-Asynchronous Transfer Mode, ….) che la utilizzanoper la trasmissione delle informazioni.

Tra i principali servizi offerti dalla rete di trasportodi Telecom Italia sono compresi:• il collegamento dei nodi delle reti di Telecom

Italia per i servizi di fonia (rete RTG/ISDN), IP(rete Interbusiness) e ATM (rete ATMosfera);

• il collegamento, in Italia, dei nodi della rete inter-nazionale;

• il trasporto di circuiti dedicati;• il collegamento dei nodi di reti di altri operatori,

gli OLO (Other Licensed Operators).Come si è già detto, gli elementi costitutivi della

rete di trasporto sono i portanti e gli apparati trasmis-


Cosmo - D’Orazio • La rete di trasporto nazionale di Telecom Italia

sivi. I portanti sono gli elementi di trasporto fisico delsegnale e comprendono i cavi (in rame o in fibraottica) e i ponti radio. Gli apparati trasmissivi sonoinvece le apparecchiature elettroniche che svolgonole funzioni di trasporto del segnale, come ad esempiola multiplazione, la rigenerazione, la protezione.

Dal punto di vista architetturale, la rete di tra-sporto di Telecom Italia è oggi organizzata su trelivelli gerarchici (nazionale, regionale, locale) e, ben-ché in forte trasformazione, rispecchia ancora un’or-ganizzazione improntata in buona misura sulla strut-tura della rete telefonica commutata in quanto stori-camente la rete di trasporto doveva principalmentesoddisfare le esigenze di trasporto di traffico presentinei nodi gerarchici dei sistemi rete di commutazione(SL-Stadio di Linea, SGU-Stadio di Gruppo Urbano,SGT-Stadio di Gruppo di Transito). La rete di trasportoè articolata su tre livelli di trasporto:• la rete locale, che costituisce il livello di raccolta dei

flussi provenienti dai nodi periferici (centrali

locali o sedi SL) verso le sedi SGU di compe-tenza. Questo livello di rete comprende:- i nodi utilizzatori;- i sistemi trasmissivi che interconnettono i nodi

appartenenti alla stessa area di commutazione;- i portanti utilizzati per la realizzazione dei

sistemi trasmissivi e non condivisi con la reteregionale e nazionale;

• la rete regionale, che realizza la piena connettività alivello regionale1 senza interessare il livello supe-riore della rete. Questo livello di rete comprende:- i nodi di transito trasmissivo regionali2;- i sistemi trasmissivi che collegano i nodi tra-

smissivi regionali tra loro e con i nodi della retelocale;

- i portanti utilizzati dai sistemi trasmissivi nel-l’ambito della stessa regione;

• la rete nazionale, che fornisce la piena connettivitàsu tutto il territorio nazionale. Appartengono aquesto livello:

PROTEZIONI DI RETE

La rete di trasporto può essere soggetta ad avarie quali ad esempio la rottura o ildeterioramento dei portanti o i guasti di parti degli apparati ovvero può presentaresituazioni di peggioramento della qualità del segnale ricevuto a causa di disturbisulla rete. Se non si adottano contromisure, il verificarsi di questi eventi causa l’in-terruzione delle comunicazioni in corso che utilizzano la risorsa in avaria (o il dete-rioramento della qualità del segnale a livelli non accettabili) e l’impossibilità di atti-vare nuove comunicazioni finchè il guasto non è eliminato. Per limitare a livelliaccettabili il rischio che si verifichino questi inconvenienti, sono previsti meccanismidi protezione che aumentano la disponibilità del servizio di trasporto, normalmenteattraverso la presenza di risorse di riserva che sono utilizzate per reinstradare i flussiin caso di guasto.

Gli schemi adottabili per aumentare la disponibilità1 di una rete di telecomunicazionipossono essere classificati in due grandi categorie, che si differenziano in ragionedella diversa utilizzazione delle risorse di riserva e della natura dei meccanismi dicontrollo del processo di protezione in:

• schemi automatici di protezione;• schemi di reinstradamento.

La protezione automatica è caratterizzata dall’uso di una capacità di riserva preasse-gnata per ristabilire il percorso o la sezione affetta da un’avaria. Per ogni condizionedi guasto, sono infatti previste deviazioni predeterminate del segnale su un percorsoalternativo. La protezione è in genere utilizzata nelle reti ad anello.

Il reinstradamento è una modalità di protezione che utilizza una capacità di riservaprecalcolata e distribuita nella rete per ripristinare una connessione affetta da gua-sto. Quando si verifica un guasto, un algoritmo di restoration cerca un nuovo instra-damento (re-routing), usando la capacità di riserva disponibile per allocare la capa-cità di esercizio persa a causa del guasto. Questa soluzione implica che, al verificarsidello stesso guasto in istanti di tempo successivi, non è assicurato che l’algoritmo diricerca individui uno stesso instradamento per reinstradare i flussi: esso può infattidipendere da eventuali altri guasti che modificano lo stato della rete. Il processo direinstradamento è controllato da un sistema che può essere centralizzato o distri-buito. Il percorso può essere stabilito a priori per ogni configurazione di guastocoperta (pre-planned) o può essere cercato dinamicamente all’insorgere della situa-zione di guasto (dynamic). Il reinstradamento può poi essere eseguito manualmenteo in maniera automatica.



- i nodi di accesso alla rete nazionale (A1), quellidi transito sulla rete nazionale e tutti i nodigateway verso le reti di trasporto dei Paesi esteri;

- tutti i sistemi trasmissivi che collegano sia inodi della rete nazionale sia tra loro (inclusiquelli che interconnettono nodi nell’ambitodella stessa regione) sia che interconnettono inodi della rete regionale;

- i portanti tra i nodi della rete nazionale e tra i

nodi regionali localizzati in regioni differenti.Sulla rete nazionale sono instradati:- i flussi di fonia per il traffico di tipo interdi-

strettuale della PSTN (Public Switched TelephoneNetwork) e della ISDN (Integrated ServicesDigital Network);

- i flussi per il collegamento dei nodi di transitodella rete flessibile;

- i flussi di fonia e di dati verso Paesi esteri;- i flussi per il collegamento dei nodi di transito

delle reti ATMosfera e InterBusiness;- i flussi per il collegamento dei nodi delle reti

di altri gestori o per l’interconnessione di que-ste reti a quella di Telecom Italia.

Nella rete di trasporto attuale di Telecom Italia -realizzata quasi esclusivamente nel corso degli anniNovanta con sistemi rispondenti allo standard PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy) - è ormai in avanzatafase di diffusione l’impiego di apparati a standardSDH (Synchronous Digital Hierarchy). I sistemi sincroni

Le più rilevanti differenze fra i due metodi consistono nel tempo di risposta - moltobreve per la protezione automatica e più lungo per il reinstradamento - nei livelli didisponibilità complessivi e nell’incidenza sui costi globali della rete. In generale ilreinstradamento fornisce le migliori prestazioni nel caso di reti di lunga distanza,mentre le reti con protezione automatica sono da preferire in contesti con interessidi traffico stabili e caratterizzati da elevati volumi, e quando l’alta disponibilità delservizio diventa un prerequisito particolarmente stringente.

1) La disponibilità misura il livello di robustezza di una rete attraverso la definizione della percen-

tuale media di tempo in cui il servizio da terminale a terminale è attivo.

4/3/1

ReteRegionale

Collegamentinon protetti

Collegamentinon protetti

ReteRegionale

1+150-50

1+150-50

4/3/1 Collegamentinon protetti

Rete di trasporto Nazionale

(maglia DXC 4/4)

4/3/1 4/3/1

4/3/1 4/3/1 4/3/1 4/3/1

4/3/1

ReteRegionale

Reinstradamento

Protezione1+1

Protezione1+1

ReteRegionale

1+150-50

1+150-50

4/3/1


(maglia DXC 4/4)

4/3/1 4/3/1

4/3/1 4/3/1 4/3/1 4/3/1

4/3/1

ReteRegionale

Protezione1+1

Protezione1+1

ReteRegionale

1+150-50

1+150-50

4/3/1

Protezione Automatica


Rete Nazionalesenza protezione

Rete Nazionalecon reinstradamento

Rete Nazionalecon protezione automatica

Protezione Automatica

4/3/1 4/3/1

4/3/1 4/3/1 4/3/1 4/3/1

Figura A Esempi di protezione di rete.

(1) Per regioni si intendono i diciotto territori della suddivisione orga-

nizzativa delle Direzioni Regionali nelle quali era articolata la SIP e che

corrispondevano alle regioni in cui era suddiviso il territorio SIP da un

punto di vista geo-politico con alcuni accorpamenti per quelle minori.

(2) Un nodo di transito trasmissivo è il punto dove si realizza la fun-

zione di interconnessione tra sistemi trasmissivi in transito o termi-

nati nel nodo stesso.



sono stati infatti utilizzati in quanto permettono unuso più efficiente e affidabile delle risorse rispetto aisistemi PDH.

La penetrazione dei sistemi SDH è diversa nei trelivelli di rete prima descritti. In particolare essa èmassima nella rete nazionale, dove si raggiunge giàuna percentuale dell’ordine del 70 per cento e dove siprevede entro il prossimo biennio la sostanziale eli-minazione dei sistemi asincroni.

Il presente articolo descrive lo stato dell’arte dellaRTN (Rete di Trasporto Nazionale) di Telecom Italia e leprincipali motivazioni che hanno portato negli ultimidue anni a una revisione profonda, tuttora in corso,della struttura e delle soluzioni tecnologiche impiegate.

2. Struttura e organizzazione della rete ditrasporto nazionale

L’attuale RTN di Telecom Italia risulta compostada due reti sovrapposte. La prima ha una struttura ditipo “magliato” e deriva dalla rete sviluppata dall’exIritel, inizialmente con sistemi asincroni PDH e suc-cessivamente evoluta verso la tecnica SDH.

La seconda struttura è stata adottata più direcente con l’obiettivo di superare i limiti che lastruttura “magliata” ha incominciato a manifestare siain termini di affidabilità e complessità gestionale siain termini di costo unitario per flusso trasportato.Come sarà chiarito più avanti la nuova rete ha intro-dotto anche a livello nazionale la struttura ad anelli, eutilizza sia sistemi SDH - nella forma più evoluta - siai nuovi sistemi DWDM.

Prima di procedere alla descrizione delle due retisembra opportuno fare cenno alla descrizione deiprincipali meccanismi di instradamento e protezioneadottabili nella rete di trasporto e che sono alla basedelle differenti caratteristiche delle attuali strutturedi rete in esercizio.

2.1 La rete di trasporto nazionale a maglia

La struttura con cui ancora risulta realizzata lamaggior parte del livello nazionale della rete di tra-sporto in esercizio è del tipo cosiddetto “a maglia”. Inodi di tale rete (nodi A nella figura 1) sono equipag-giati con i RED (Ripartitori Elettronici Digitali), oggipiù spesso chiamati con l’acronimo inglese DXC(Digital Cross Connect); questi apparati sono in grado diinstradare flussi a 140/155 Mbit/s (DXC 4/4).

I nodi sono interconnessi tra loro tramite sistemidi linea punto-punto (tipicamente a 2,5 Gbit/s per larete SDH). La rete nazionale è connessa a quellainternazionale mediante nodi specifici (A0 o A2 in

figura 1), da cui si dipartono i sistemi di linea interna-zionali oppure i raccordi (sistemi di linea), del tipo diquelli regionali, con i “nodi frontalieri” o anche le ter-minazioni di collegamenti via satellite (nodi B2).

La figura 1 mostra la struttura sopra descritta dellarete nazionale specificando il ruolo svolto dalle varietipologie di nodi della rete a maglia (nodi A) e le inter-connessioni di questi nodi a quelli utilizzatori dellarete nazionale non attestati sulla rete a maglia (nodi B).

I nodi di tipo A0 e A1 ospitano, oltre ai DXC 4/4,anche quelli 4/1, che consentono l’affasciamento deiflussi a velocità di cifra più basse, prima dell’invio suisistemi di linea tra i nodi della rete a maglia. Il colle-gamento delle reti trasmissive regionali alla retenazionale avviene in due nodi per ciascuna rete regio-nale3 denominati A1, in cui sono presenti entrambi iDXC descritti in precedenza:• regionale o nazionale per l’affasciamento dei flussi a

bassa velocità (low order) DXC 4/3/1 per i sistemisincroni;

• nazionale per l’instradamento ad alta velocità (highorder) DXC 4/4.La rete a maglia nazionale è costituita da trentuno

nodi A1 di collegamento con le diciotto reti regionalie da altri nodi di transito o per il collegamento conl’estero per un totale di circa cinquanta nodi.

I nodi sono collegati da sistemi di linea punto-punto costituiti in gran parte da coppie di terminali dilinea a 2,5 Gbit/s sincroni con tributari a 155 Mbit/s(sono tuttora presenti anche alcuni terminali PDH a565 Mbit/s con tributari a 140 Mbit/s) in modo dacostituire una maglia sufficientemente estesa. Tutti inodi della maglia, dove sono presenti uno o piùDXC 4/4, presentano almeno tre diverse direttrici4

per garantire le funzioni tipiche di un nodo di unarete a maglia propriamente detta. La granularità ditrasporto su tale rete è di 140/155 Mbit/s con le moda-lità di affasciamento, instradamento e protezionedescritte qui di seguito.

AffasciamentoCome è mostrato nella figura 1, la rete a maglia tra

i DXC 4/4 è a granularità 140/155 Mbit/s. Tutti i flussia velocità inferiore sono perciò prima affasciati o con

A1ReteInternazionale

Rete Nazionale

Rete Regionale di livello 2

ReteInternazionale

PaesiEsteri

PaesiEsteri

PaesiEsteri

PaesiEsteri

A1 A1

A1 A1

A2

A2

A3A0

B2

B2

B2

B0

B1 B1

B1

Figura 1 Architettura della rete di trasporto nazionale.

(3) Per alcune regioni minori il secondo nodo A1 di appoggio è in una

regione adiacente; si spiega così il numero dei nodi A1 attuali che è

pari a 31 anzichè 36, su diciotto reti regionali complessive.

(4) Fanno eccezione alcuni nodi di “spigolo esterno” che vedono solo

due direttrici verso altri nodi della RTN e una terza verso altri Paesi

(Aosta, ad esempio, è collegata solo a Torino e ad Alessandria).



catene di multiplazione 2/34/140 Mbit/s in PDH ocon le reti regionali SDH nel DXC 4/3/1 del nodo A1.L’apparato è utilizzato in questo caso in comune dallaRTN e dalla rete regionale.

Instradamento e protezioneLa rete a maglia tra i DXC 4/4 instrada i flussi a

140 Mbit/s tra origine e destinazione su una sequenzadi relazioni elementari tra DXC 4/4 adiacenti.L’instradamento è per singola relazione. La prote-zione è possibile anche nel caso di modalità di funzio-namento 1+1 che consente di realizzare una coppia direlazioni collegate aventi una medesima origine edestinazione e con percorsi completamente distinti.È così possibile realizzare relazioni con più elevateprestazioni in termini di affidabilità.

Utilizzando le caratteristiche proprie delle retimagliate - che consentono il reinstradamento su piùdirettrici in alternativa alla più semplice modalità diprotezione esercizio-riserva (SNCP 1+1) - è statoanche possibile impiegare la tecnica di reinstrada-mento: con essa infatti le risorse di protezione sono inparte condivise tra diverse relazioni di esercizio.

L’impiego di tecniche di reinstradamento consenteun risparmio, in termini di capacità trasmissiva e didimensione dei DXC, rispetto a tecniche di protezione

dedicata, per le quali per ogni risorsa da proteggere èassegnata a essa una risorsa per la protezione, a scapito,come si è già detto, di un maggior tempo di ripristinodelle relazioni messe fuori servizio dai guasti.

È abbastanza difficile trovare in letteratura regolegenerali che permettano di quantificare l’entità delrisparmio e soprattutto di pianificare la capacità diriserva (spare capacity) nella rete in modo da soddi-sfare precisi requisiti di sopravvivenza (ad esempio,

garantire che la rete sia in grado di recuperare tutti iguasti di tratta singoli). La difficoltà di definirealcune regole generali consiste nella dipendenza daun elevato numero di parametri tra cui, il grado diconnettività della rete, la distribuzione delle relazionidi traffico, gli stessi algoritmi di reinstradamento uti-lizzati per la ricerca dei percorsi alternativi.

Il valore medio della spare capacity utilizzato nellarete magliata nazionale di Telecom Italia è di circa il30 per cento. Nel riquadro di pagina 8 sono disponi-bili ulteriori elementi sul tema dell’affidabilità e sonoposte a confronto le prestazioni di una rete magliatarispetto a una ad anelli.

2.2 Evoluzione verso la nuova struttura:AriannaBro@dnet

Verso la fine del 1998 è stata avviata la revisione delPST (Piano di STruttura) della rete di trasporto nazio-nale allo scopo di individuare possibili soluzioni topo-logiche di rete in grado di rendere ottimo l’impegnodelle risorse e, al contempo, di realizzare un’effettivasemplificazione gestionale e operativa e di migliorarele prestazioni soprattutto in termini di affidabilità.

Questo studio ha perseguito l’obiettivo di conse-guire una riduzione significativa del costo del servizio

di trasporto e di migliorare illivello di governo e la qualitàdella RTN. La revisione hariguardato in particolare laparte della RTN costituita dainodi A1 che, come descrittonel paragrafo precedente,costituiscono la “cerniera” trale reti regionali e quella dilunga distanza.

L’ipotesi è stata sviluppataassumendo che tali obiettivipotevano essere raggiuntiattraverso una riduzioneall’essenziale della rete esi-stente ed è stata basata, comesi vedrà, su una diminuzionedei nodi di transito di tiposuperiore, e la costituzione,ove conveniente, di collega-menti diretti tra questi nodi.

È stato quindi necessarioprevedere il superamentodella struttura preesistentecon la conseguente esigenzadi rivedere le modalità di pro-tezione che nel nuovo scena-rio non sarebbero state piùsvolte dai meccanismi tipici

delle reti magliate (restoration).È stato perciò deciso di sostituire la tradizionale

rete trasmissiva nazionale magliata con una serie dicollegamenti ad anello, come descritto in seguito, conl’adozione contestuale di meccanismi di protezionemolto robusti, giustificabili dal punto di vista econo-mico dai benefici ottenibili con la realizzazione dellanuova struttura.

L’analisi è stata sviluppata assumendo di utilizzare

DXC-4/4(Rete Nazionale)

DXC-4/1(Rete Nazionale)

DXC-4/1(Rete Regionale)

ADM

155 Mbit/sU/RR

155 Mbit/sRR/RR

155 Mbit/sRR/RTN

Relazioni affasciatein 155 Mbit/s

Relazioni affasciatein 155 Mbit/s

2 Mbit/s U/RTN34 Mbit/s U/RTN

140/155 Mbit/s U/RTN

2 Mbit/s U/RR34 Mbit/s U/RR

140/155 Mbit/s U/RR

Verso nodoA1 omologo

Rete Nazionale(uscita dal DXC)

Nodoutilizzatore

(SGT, RED, ...)

ADMDXCREDRRRTNSGTU

=======

Add-Drop MultiplexerDigital Cross-ConnectRipartitore Elettronico DigitaleRete RegionaleRete di Trasporto NazionaleStadio di Gruppo di TransitoUtilizzatore

Figura 2 Dettaglio dei sistemi DXC presenti nel nodo A1 di un impianto.



solo apparati e prestazioni giàdisponibili o di imminenteintroduzione. Come si vedràpiù avanti, questa scelta com-porta che i futuri scenari indivi-duati potranno essere miglioratiulteriormente con l’impiegodelle nuove tecnologie che sirenderanno via via disponibili.

Sotto questo profilo, undiscorso a parte meritano isistemi DWDM (Dense Wave-length Division Multiplexing), lacui introduzione nel nuovo con-testo - sebbene non consideratanella primissima fase - è benpresto apparsa assai promet-tente, vista la presenza di col-legamenti trasmissivi significa-tivamente lunghi e caratteriz-zati da una elevata capacità intermini di flussi a 2,5 Gbit/s,per i quali il DWDM risultaparticolarmente conveniente.È stato perciò introdotto un elevato numero di colle-gamenti DWDM già nella primissima fase di realizza-zione della nuova struttura (a cavallo tra la fine del1999 e l’inizio del 2000).

Come si è già messo in rilievo, l’approccio seguitonella definizione della nuova RTN è stato basato sul-l’individuazione di soluzioni semplici ed essenziali. Èstata perciò ricercata una soluzione basata su:• la riduzione dei nodi di transito (dagli iniziali tren-

tuno nodi A1 ai sedici nazionali superiori);• la semplificazione degli instradamenti mediante la

riduzione del numero di transiti attraverso i nodinazionali con la conseguente costituzione di colle-gamenti logici prevalentemente diretti;

• l’adozione di strategie di recovery semplici ed effi-caci, basate sulla protezione 1+1 o su altre prote-zioni di tipo più robusto.L’obiettivo è stato dunque quello di costituire una

specie di rete autostradale ad alta velocità, in grado digarantire notevoli benefici in termini di pianifica-zione, gestione ed affidabilità.

Concettualmente la definizione della nuova strut-tura della RTN è basata sui seguenti passi logici:a) la costituzione di un backbone composto da sedici

dei preesistenti trentuno nodi A1. La riduzionedei nodi permette di concentrare le esigenze ditrasporto su un numero ridotto di direttrici princi-pali, sulle quali è quindi possibile ottenere i mag-giori benefici in termini di ottimizzazione nell’usodelle risorse trasmissive impegnate;

b) la suddivisione dell’insieme dei sedici nodi nazio-nali A1 in due sottoinsiemi (“rosso” e “blu”), con-nessi tra loro mediante due reti diversificate dalpunto di vista logico e fisico, che risultano, nellaquasi totalità dei casi, caratterizzate al loro internoda almeno due percorsi fisici distinti;

c) la suddivisione del territorio in otto macroa-ree, ognuna caratterizzata da due nodi nazio-nali (il primo “rosso” e l’altro “blu”), conripartizione - a divisione di carico - dei flussi tra-

smissivi uscenti da una macroarea sui due nodi dicompetenza;

d) il collegamento dei restanti nodi nazionali dell’at-tuale rete a una delle coppie di nodi di backboneattraverso raccordi protetti realizzati attraversoanelli SDH a 2,5 Gbit/s;

e) il collegamento dei nodi del backbone della retenazionale con anelli a 2,5 Gbit/s. La disponibilitàdi due percorsi fisici distinti per ogni collegamentoha permesso di realizzare anelli a quattro fibre otti-che con protezione MSSPRing (Multiplex SectionShared Protection Ring), che consente di proteggereil collegamento anche in caso di un guasto doppioo maggiore. Una descrizione dei principali aspettilegati al funzionamento degli anelli MSSPring èriportata nel riquadro di pagina 14.Quanto descritto nei precedenti punti b) e c) è stato,

infine, predisposto per precostituire le condizioni strutturali

Nodo A1

Nodo di transito

Nodo A1 blu

Nodo A1 rosso

Figura 3 Posizionamento dei nodi della rete telefonica nazionale.

primo percorso

Macroarea 1 Macroarea 2 Macroarea 3

secondo percorso

Figura 4 Schema di principio degli anelli MSSPRing(Multiplex Section Shared Protection Ring)previsti nella rete fra i nodi di backbone.

per il conseguimento di un elevato livello di affidabilità. L’individuazione delle macroaree e degli anelli è

stata guidata dagli interessi di trasporto: i nodi coninteressi di traffico particolarmente elevati sono statiperciò disposti sui medesimi anelli. Il numero mediodi anelli attraversati per le relazionitra i nodi A1 è perciò assai limitato(circa 1,3).

Sono state quindi valutatediverse soluzioni basate sui criterisopra descritti. Alla fine la scelta ècaduta su una soluzione che pre-vede un backbone costituito daanelli a quattro o a sei nodi dotati diprotezione MSSPRing su quattrofibre ottiche. L’adozione di anelli asei nodi (che raccolgono tre macroa-ree) riduce l’impiego complessivodi fibra ottica e ottimizza l’utilizzodegli anelli, soprattutto nel caso diprotezione del tipo MSSPRing.

Per ottenere una struttura sem-plice, l’intera rete nazionale (tra isedici nodi) è realizzata con unnumero limitato di anelli (sette),denominati con lettere greche. Nellafigura 5 è stata riportata la rappresen-tazione schematica degli anelli. Puòessere osservato che il requisito dellacontinuità dei nodi appartenenti allostesso “colore” ha portato in qualche

caso a individuare anelli apparentemente “intrecciati”.Come è stato già messo in evidenza, oltre agli

anelli di backbone la nuova struttura di rete nazionaleprevede ulteriori anelli SDH per la raccolta degli altrinodi nazionali e per la raccolta delle sedi della rete



TO

TO

AL

AL

MI/B

MI/B

MI/B

MI/M

MI/M

MI/M

PCPC

PIRM/N

RM/N

RM/N

RM/N

RM/S

RM/S

PACT

NA

NOLA

FI

BO

VR

VR

VE

VE

BO

Figura 5 Schema degli anelli per il backbone.

CRITERI SEGUITI NEL PIANO DI STRUTTURA DELLA NUOVA RETE DI TRASPORTO NAZIONALE

CRITERI DI INSTRADAMENTO

I flussi originati da nodi esterni alla RTN sono ripartiti sui due nodi A1 che hannocompetenza sulla regione di provenienza dei flussi. Sulla RTN i flussi sono quindiinstradati secondo una sequenza prestabilita di anelli tra i nodi di origine e di desti-nazione, con un singolo punto ditransito tra gli anelli (single homing)e con precise regole sulla costitu-zione dei flussi.

CRITERI DI AFFASCIAMENTO

L’affasciamento dei flussi consente dicondividere le risorse logiche di unlivello gerarchico superiore tra quelledel livello gerarchico inferiore. Lerisorse sono in genere caratterizzateda differenti caratteristiche (relazionedi appartenenza, tipo di servizio,modalità di protezione). L’operazionedi affasciamento persegue quindi gliobiettivi di util izzare la rete inmaniera efficiente impiegando lagerarchia trasmissiva e, allo stessotempo, di specializzare il trattamento di gruppi di connessioni, semplificando eventual-mente le procedure relative alla gestione. Nella nuova RTN non sono effettuati affascia-menti per tipo di protezione dei flussi trasportati o per servizio da essi fornito in quantosono previsti criteri unici per la protezione e per il trattamento dei flussi trasportati.

Flusso locale(interno al relativoanello di raccordo)

Flusso locale(interno al relativoanello di raccordo)

Flusso diretto per destinazione(sequenza di anelli per Backbone)

Grooming

Anello di Raccordo

DXC 4/1 Nodo A1 superiore (16 nodi di Backbone)

DXC 4/1 Nodo A1 (restanti 18 nodi delle regioni raccordate)

Anello di raccordo

Anello di Backbone

Anello di Backbone

Grooming

Figura A Instradamento tipico dei flussi trasmissivi nellanuova RTN.



internazionale. Per questi anelli èprevista al momento la protezioneSNCP (Sub-Network ConnectionProtection).

L’introduzione della nuovarete ha portato a un incre-mento medio teorico significa-tivo dell’affidabilità del servi-z io di t rasporto sul la retenazionale: infatti la cosiddetta“indisponibilità” - cioè la per-centuale di tempo in cui il ser-vizio non è disponibile a causadi interruzioni o di alterazionisignificative del segnale tra-sportato - si misura ora in ter-mini di decine di minutil’anno.

È stata anche rilevata unaconsistente riduzione del costo

FUNZIONAMENTO DI UN ANELLOMSSPRING (MULTIPLEX SECTION SHAREDPROTECTION RING) A QUATTRO FIBRE

La protezione MS-SPRing peranelli con quattro fibre ottichecostituisce la principale innova-zione in corso di introduzionenella rete trasmissiva sincrona SDHdi Telecom Italia dopo la realizza-zione della nuova struttura di rete.

Le principali caratteristiche distin-tive della protezione sono riportatequi di seguito: in particolare sonomostrati alcuni semplici schemi difunzionamento della protezionerealizzata su anelli MS-SPRing cheoperano a livello di sezione di mul-tiplazione per realizzare la prote-zione dei flussi trasportati. La cop-pia di fibre interne (sulla primavia) è impiegata ad esempio per l’e-sercizio. In base a questa scelta lacoppia di f ibre esterne (sul laseconda via) è utilizzata per la pro-tezione.

Nella figura A è mostrato come èeffettuato il trasporto di due flussi(uno dal nodo A a quello C e l’altroda B a D) sull’anello in condizionidi esercizio.

Se il guasto interessa una sezionedi mult iplazione su una o piùtratte , s i recupera i l serviz iousando le fibre di protezione sulla

B

CAE D

Figura A Anello MSSPRing a quattro fibre - condizione di esercizio.

B

CAE D

Figura B Anello MSSPRing a quattro fibre - condizione diguasto relativo a una sezione di multiplazione.

Rete SDHmagliata con terminali

di lineaa 2,5 Gbit/s

1999 2000 2001 2002 2003

Rete Arianna a2,5 Gbit/ssu DWDM

Rete Arianna a10 Gbit/s

sulla rete ditrasporto ottico

Figura 6 Riduzione degli investimenti in apparati negli anni riportata al flussoincrementale.



medio per flusso a 155 Mbit/s instradato5, anchequando calcolato al netto della riduzione nel tempodel costo degli apparati e dei benefici legati all’in-troduzione dei sistemi DWDM (si veda paragrafosuccessivo), il che rappresenta un’ulteriore con-ferma della bontà della soluzione di struttura indivi-duata.

Un analogo miglioramento si registra in terminidi incremento degli investimenti per un nuovoflusso trasportato, con impatti positivi sul budgetdegli investimenti. Il prossimo passaggio allevelocità di cifra di 10 Gbit/s - pianificato a partiredalla fine del 2001 (vedi paragrafi successivi) -permetterà a breve ulteriori miglioramenti. Nellafigura 6 è indicata, in termini relativi, la riduzione

degli investimenti per flusso trasportato relativi alquinquennio 1999-2003.

2.3 Introduzione del DWDM

La nuova struttura della rete di trasporto nazio-nale è stata studiata in modo da impiegare in manieraefficiente i sistemi DWDM e da utilizzarne le poten-zialità.

I benefici che possono essere conseguiti con questisistemi riguardano sia la possibilità di superare la satu-razione della rete in fibra ottica - evitando la posa dinuovi cavi - sia la riduzione dei costi per gli apparati, inquanto sulle tratte nelle quali si impiegano sistemiDWDM non è necessario procedere all’installazione dirigeneratori per ogni linea aggiunta in ampliamento a2,5 Gbit/s (o in futuro a 10 Gbit/s). L’impiego di questisistemi comporta una quota consistente del costototale nel caso di collegamenti a lunga distanza comequelli delle rete di trasporto nazionale.

stessa tratta (figura B): in questocaso la fibra connessa in senso ora-r io (di eserciz io) del la coppiainterna è protetta da quella ana-loga (di protezione) della coppiaesterna e la fibra con flussi chetransitano in senso antiorario (diesercizio) della coppia interna èprotetta in maniera analoga aquella (di protezione) della coppiaesterna.

È così possibile recuperare piùguasti contemporanei di sezione dimultiplazione, fino a un massimodi uno per tratta ( intesa comeramo tra due nodi), come saràchiarito qui di seguito nella descri-zione del ripristino dopo un’avaria.

Se il guasto interessa un nodo oentrambe le sezioni di multipla-z ione di una tratta (guasto ditratta), esso è recuperato con unmeccanismo detto di loop-back(figura C): in questo caso la fibrache trasmette flussi in senso orario(di esercizio) della coppia interna èprotetta mediante la f ibra conflussi che transitano in senso antio-rario (di protezione) della coppiaesterna e la fibra con flussi trasmis-sivi che viaggiano in senso antiora-r io (di eserciz io) del la coppiainterna è protetta mediante quelladi senso opposto (di protezione)della coppia esterna. In questomodo è possibile recuperare unsolo guasto che interessi un nodoovvero una tratta.

B

CAE D

Figura C Anello MSSPRing a quattro fibre - condizione diguasto di un nodo.

B

CAE D

Figura D Anello MSSPRing a quattro fibre - condizione diguasto di una tratta.

(5) Calcolato con la metodologia della contabilità industriale TELRIC

(Totale Element Long Run Incremental Cost).



I vantaggi risultano quindi evidenti nonostantealcune limitazioni derivanti dalle caratteristiche dellafibra ottica oggi disponibile diffusamente sulla RTN.Infatti, l’utilizzo di cavi ottici con fibra di tipo DS(Dispersion Shifted), rispondenti alla raccomandazioneITU-T G.653, nella maggior parte delle tratte dellaRTN (rete realizzata in pas-sato dall’IRITEL) comportauna serie di problemi di pro-pagazione non lineare deisegnali DWDM (four wavemixing) che causano la genera-zione di diafonia fra i diversicanali ottici e un conseguentedrastico peggioramento delleprestazioni trasmissive delsistema DWDM. L’effettodella diafonia può essereridotto sensibilmente grazieall’utilizzo di una spaziaturanon uniforme in frequenza frai singoli canali. Questa solu-zione comporta però un uti-lizzo meno efficiente dellabanda passante degli amplifi-catori ottici e introduce unalimitazione nel numero mas-simo di lunghezze d’onda uti-lizzabili, oggi compresa traotto e dodici. Nei collega-menti sottomarini (festoni),anch’essi realizzati con fibreche hanno le stesse caratteri-stiche (di tipo G.653), il limitepuò risultare ancora inferiore.

Nonostante queste limita-zioni, la tecnologia DWDM èstata introdotta nella nuovaRTN non appena essa è risul-tata commercialmente dispo-nibile per fronteggiare megliole criticità legate alla disponi-bilità di fibre ottiche libere sualcune direttrici utilizzate

negli anelli sia nelle dorsali trasmissive sia nei rac-cordi.

La modalità ora prevista è del tipo punto-punto,ed utilizza direttamente interfacce ottiche “colorate”(con diverse frequenze) sugli apparati ADM-16impiegati negli anelli, in modo da generare i segnali

Primavia

Secondavia

16 stm-1

ADM-16

ADM-16

DWDM

DWDM

DWDM

DWDM

16 stm-1

ADMDWDM

==

Add-Drop MultiplexerDense Wavelength Division Multiplexing

Figura 7 Schema di un nodo intermedio di un anellobackbone MSP con sistemi DWDM installati suentrambi i lati.

DWDM

DWDM

16 stm-1

ADM-16

ADM-16

DWDM

DWDM

SDH

SDH

16 stm-1

ADMDWDM

==

Add-Drop MultiplexerDense Wavelength Division Multiplexing

Figura 8 Schema di un nodo intermedio di un anellobackbone MSP con sistemi DWDM predispostisu un solo lato.

Figura 9 Sistemi DWDM Nx2,5 Gbit/s per il progetto Arianna Bro@dnet.



SDH a 2,5 Gbit/s direttamente con le lunghezzed’onda richieste dai sistemi DWDM, senza l’impiegodi transponder [1] .

L’introduzione del DWDM ha richiesto di rivederealcuni aspetti particolari della progettazione relativaagli anelli della rete appena definita, anche se i princi-pali requisiti strutturali non sonostati modificati.

A titolo di esempio, la figura7 mostra la struttura di un nodoin cui il DWDM è utilizzato suentrambi i rami dell’anello e perentrambe le vie, mentre la figura8 è relativa al caso in cui ilDWDM è utilizzato su un soloramo dell’anello, ma sempre perentrambe le vie.

L’installazione dei primi col-legamenti con sistemi DWDM èiniziata sul finire del 1999. Nelcorso del 2000 sono stati realiz-zati quasi sessanta sistemi punto-punto con la costituzione diquasi 100 mila km lambda(canali ottici a 2,5 Gbit/s), chehanno portato la rete di TelecomItalia all’avanguardia nell’utilizzodi questa tecnologia, e chehanno permesso di predisporreun’infrastruttura in grado di assi-curare una connettività ottica daestremo a estremo a livellonazionale quasi completa. Nelcorso di quest’anno continuerà a essere realizzataquesta piattaforma, e sarà avviato l’impiego di sistemia 10 Gbit/s, nell’ambito del progetto denominatoArianna Bro@dnet.

In figura 9 è riportato lo sviluppo previsto a brevetermine per l’infrastruttura DWDM di TelecomItalia.

3. Verso la rete di trasporto ottico

La disponibilità nei sistemi DWDM di apparatiper la elaborazione dei segnali ottici quali, adesempio, i dispositivi di filtraggio o di scambio - edi sottosistemi, i transponder, capaci di eseguire latrasposizione nel dominio ottico di una moltepli-cità di segnali client in ingresso diversi (quali, adesempio, SDH, IP, ATM) permette di realizzareuna RTO (Rete di Trasporto Ottico) ad alta capacità(800 Gbit/s aggregati per coppia di fibra), non vin-colata dal tipo di flussi trasportati (client indepen-dent) e in grado di effettuare operazioni di instra-damento e di protezione di flussi a 2,5 Gbit/s ed a10 Gbit/s direttamente nel dominio ottico [2].

Per sfruttare pienamente queste nuove possibi-lità, Telecom Italia ha deciso di potenziare le pro-prie risorse in termini di cavi in fibra ottica proget-tando la posa di un nuovo cavo che contenga l’ul-tima generazione di fibre ottiche che consentonola trasmissione di 40-80 lambda sulla stessa coppiadi fibre senza interferenze, e cioè che impieghi

fibre rispondenti alla raccomandazione ITU-TG.655.

Il progetto, denominato T-Bone per il suo anda-mento geografico, prevede la copertura delle prin-cipali direttrici italiane con uno sviluppo comples-sivo di circa 5 mila km di cavo collegando Milano

con Roma e con Palermo sul ramo verticale eTorino con Milano e con Venezia sul ramo orizzon-tale; esso sarà realizzato in doppia via con percorsodiversificato come illustrato nella figura 10.

Sarà così possibile far evolvere la rete Ariannacon sistemi a 10 Gbit/s, conseguendo ulterioririduzioni nel costo del flusso trasportato, come èmostrato nel grafico di figura 6.

4. Conclusioni

Quest’articolo ha fornito una descrizione sinte-tica dello stato e dell’evoluzione della rete di tra-sporto nazionale di Telecom Italia, da oltre dueanni oggetto di un’attività di profondo rinnova-mento. Il processo di cambiamento in atto, checoglie le più convenienti opportunità offerte dallosviluppo tecnologico offerto nel mercato mondiale,è stato accelerato per rispondere meglio al nuovocontesto competitivo, che impone di individuaresempre nuove soluzioni in grado di migliorare leprestazioni del servizio offerto e, al tempo stesso,di ridurre i costi di rete. Le soluzioni adottaterecentemente e l’impegno conseguente profuso, intermini di investimenti e di attività di progetta-zione e realizzativa, contribuiscono a mantenere larete di Telecom Italia all’avanguardia rispetto aquella degli altri gestori europei.

Proprio per le caratteristiche di innovazione tec-nologica è stato ritenuto opportuno presentare la

Figura 10 Schema del progetto in fibra ottica, denominato T-Bone di Telecom Italia.



rete Arianna Bro@dnet alPalaTelecom (PadiglioneExpo: Piazza Italia) ed alcongresso “InternationalForum - Optical TransportNetwork” di Taormina (otto-bre, 2000). In figura 11 èriprodotto il pannello espo-sto in queste occasioni.

Ringraziamenti

Si ringraziano RobertoClemente, Giuseppe Ferraris eMauro Ravera di TILAB perl’attività svolta nella definizionedella struttura di AriannaBro@dnet. Una parte del lorostudio è stata utilizzata nella ste-sura del presente articolo.

ADM Add-Drop MultiplexerATM Asynchronous Transfer ModeDS Dispersion ShiftedDWDM Dense Wavelength Division

MultiplexingDXC Digital Cross ConnectIP Internet ProtocolISDN Integrated Services Digital NetworkMSSPRing Multiplex Section Shared Protection

RingOLO Other Licensed OperatorsPDH Plesiochronous Digital HierarchyPST Piano di STrutturaPSTN Public Switched Telephone NetworkRED Ripartitore Elettronico DigitaleRTG Rete Telefonica GeneraleRTN Rete di Trasporto NazionaleRTO Rete di Trasporto OtticoSDH Synchronous Digital HierarchySGT Stadio di Gruppo di TransitoSGU Stadio di Gruppo UrbanoSL Stadio di LineaSNCP Sub-Network Connection ProtectionTELRIC Total Element Long Run Incremental

Cost

[1] Aureli, G.; Pagnan, P.: I Sistemi DWDM: proble-matiche trasmissive e loro impatto sul progetto deicollegamenti. «Notiziario Tecnico TelecomItalia», Anno 9, n. 2, ottobre 2000, pp. 29-46.

[2] Aureli, G.; Pagnan, P.: La rete di trasporto ottico(OTN): stato dell’arte e prospettive evolutive. Inquesto stesso numero del «Notiziario TecnicoTelecom Italia», pp. 19-35.

Giuseppe Cosmo si è laureato in IngegneriaMeccanica presso l’Università degli studi diPadova nel 1982. Dopo alcune brevi esperienzenella piccola e media industria metalmeccanicadel Nordest, è entrato nel settore delleTelecomunicazioni nel 1985 presso la NECSY diPadova, azienda manifatturiera, allora del gruppoSTET, dove si è occupato di produzioneautomatizzata (Computer Aided Design &Manufactering) di apparati elettronici per latelefonia. Ha svolto successivamente attività

professionale e docenza di automazione industriale. È entrato in SIP,oggi Telecom Italia, nel 1992 presso la linea centrale Pianificazionedella Direzione Generale settore Piani di Struttura. Nel corso dellevarie ristrutturazioni ha continuato ad operare in settori o funzionianaloghe occupandosi prevalentemente di Piani Trasmissivi SDH,inizialmente Regionali e quindi Nazionali arrivando al piano Ariannadi Telecom Italia. Ha supportato inoltre alcune consociate estereanche in fase di gara (Retevision in Spagna, GLOBO in Brasile,Telekom Austria etc.). Attualmente, all’interno della funzione PianiTecnici della linea centrale Architetture e Pianificazione di Rete,coordina le attività relative alla rete nazionale con particolare riguardoall’evoluzione verso la rete ottica. Si è inoltre occupato di contabilitàindustriale con particolare riferimento agli aspetti regolatori perquanto riguarda l’intera rete trasmissiva (apparati e cavi) nell’ambitodel progetto CCA (Current Cost Accounting).

Giancarlo D’Orazio si è laureato nel 1984 conlode in ingegneria elettronica presso l’Universitàdegli Studi di Roma "La Sapienza", discutendouna tesi sperimentale di bioingegneria, svolta incollaborazione con la facoltà di Medicina eChirurgia. Dopo una breve esperienzanell’insegnamento, nel 1985 è entrato in SIP,oggi Telecom Italia, presso la Linea CentralePianificazione dell’Area Rete, rivestendo, neiprimi anni di attività, numerosi incarichinell’ambito della pianificazione della struttura e

dello sviluppo della rete. In particolare si è dedicato allo sviluppo dimetodologie e strumenti per il dimensionamento e l’ottimizzazionedella rete nel passaggio dalla commutazione analogica a quellanumerica e si è occupato dell’impostazione e dell’elaborazione delleprime edizioni dei Piani di Sviluppo della Rete. Alla fine del 1994,con la costituzione della Divisione Rete, è passato ad occuparsi diaspetti economici, assumendo diverse responsabilità nell’ambito dellaPianificazione e Controllo di Gestione. Nel 1998 è tornato allapianificazione tecnica con l’incarico di responsabile dei Piani diStruttura della Rete. Attualmente è responsabile dei Piani Tecnici,all’interno della funzione Architetture e Pianificazione.

Anelli di RaccordoRete Nazionale



Anelli di BackBoneMSSPRing a 4 f.o.

• Altissima affidabilità: la struttura del backbone di Arianna è basata su anelli SDH a 4 f.o. con protezione MSSPRing in grado di garantire livelli di disponibilità del servizio prima impossibili.

• Elevata capacità e innovazione: Arianna si appoggia su una moderna ed estesa piattaforma DWDM della capacità di circa 100.000 km lamba.

• Penetrazione su tutto il territorio nazionale: Arianna è presente su tutto il territorio italiano ed è accessibile da oltre 30 nodi.

Figura 11 Principali caratteristiche della nuova rete di trasporto nazionale SDH diTelecom Italia.

La rete di trasporto ottico (OTN):stato dell’arte e prospettive evolutive


GUGLIELMO AURELI

PIERGIORGIO PAGNAN

Questo lavoro vuole fornire indicazioni circa l’evoluzione della rete di trasporto ottico,cioè della rete che in ambito internazionale è nota come OTN (Optical TransportNetwork). Partendo dall’identificazione delle spinte verso l’evoluzione dovute alle nuoveesigenze di banda trasmissiva indotte dall’esplosione del traffico IP e dalla disponibilitàdi nuove tecnologie ottiche, sono descritte le caratteristiche fondamentali di una rete di tra-sporto ottico (nel seguito OTN) e sono messe a confronto le diverse soluzioni realizzativeper la ASON (Automatically Switched Optical Network).Segue una rapida carrellata sulle opportunità di sviluppo delle tecnologie fotoniche chepotrebbero avere un impatto sulla struttura della OTN.

1. La crescita di banda e il cambio di paradigma

La storia conosciuta delle comunicazioni otticheebbe inizio con la caduta di Troia nelle mani dell’e-sercito miceneo avvenuta presumibilmente nel1184 a.C.: dall’altra parte dell’Egeo, a Micene, comedice la leggenda, Clitennestra aspettava notizie del

marito Agamennone, assente da più di dieci anni perpartecipare all’assedio di Troia. Quando questa cittàfu conquistata, un segnale precedentemente concor-dato fu inviato nottetempo a Micene attraverso unaserie di fuochi allineati lungo un percorso di 550 km,

molti dei quali in mare. Da allora vari sistemi di comu-nicazione ottica sono apparsi, scomparsi e riapparsi nel-l’arco dei secoli: segnali di fuoco, eliografi e forme pri-mitive di semafori basati su bandiere e lanterne.

La prima vera rete di telecomunicazione sfruttavala propagazione non guidata di raggi luminosi. Allafine del 1700, le reti telegrafiche ottiche erano diffusein quasi tutta l’Europa, grazie all’utilizzo di unsistema costruito da Claude e Abraham Chappe inFrancia. Il sistema, detto telegrafo di Chappe, sibasava su un codice che associava a ciascuna letteradell’alfabeto opportune posizioni dei due bracci deisemafori (figura 1).

La rete di Chappe, inaugurata tra Parigi e Lillenel 1794 con una linea di circa 190 km, aveva giàraggiunto nel 1852 una lunghezza di quasi 4.500 km,con circa 3 mila operatori dislocati in 556 stazioniintervallate fra loro di circa 10 km; in figura 1 èriportata una stampa dell'epoca dove è indicata lapostazione della località di Condè. In teoria, isegnali potevano essere trasmessi nel giro di pochisecondi; in pratica, le linee erano molto più lente,con un passaggio effettivo di due segnali al minuto oanche meno. Il transito attraverso i 700 km e le 120stazioni che andavano da Parigi a Tolone, quando lecondizioni meteorologiche erano favorevoli, richie-deva dai dieci ai dodici minuti [1].

La propagazione guidata dei segnali luminosisarebbe però divenuta realtà tecnologica solo duesecoli più tardi con l'invenzione del laser1 e della fibraottica2, ma è fuor di dubbio che, come la rete diChappe era l'unica soluzione che consentiva la tra-

(1) Inventato da Schawlow e Townes nel 1958 e dimostrato speri-

mentalmente nel 1960.(2) Inventata da Kao e Hockham nel 1966 [4].

DWDM

Figura 1 (a) semaforo di Chappe; (b) postazione diCondè.

(a) (b)


Aureli - Pagnan • La rete di trasporto ottico (OTN): stato dell’arte e prospettive evolutive

smissione d’informazione sulla lunga distanza intempo reale così i sistemi ottici sono oggi l'unica viaperseguibile per soddisfare le esigenze di banda tra-smissiva che si stanno manifestando con sempre mag-giore insistenza.

Per comprendere questa affermazione convienesoffermarsi brevemente su quanto è accaduto negliultimi anni.

La previsione fatta nel 1965 sulla rivistaElectronics da Gordon Moore, co-fondatore dellaIntel Corporation, che il numero di transistor per cen-timetro quadrato di circuito integrato sarebbe raddop-piato ogni anno si è rivelata pressoché esatta. Negliultimi anni infatti, anche se il ritmo di crescita si èridotto ad un raddoppio ogni diciotto mesi, la “leggedi Moore” continua a valere ed il raggiungimento deilimiti fisici della miniaturizzazione dei transistor è oraprevisto che avvenga non prima del 2017 [2].

Questa caratteristica, comportando nel tempo unasensibile riduzione dei costi di elaborazione, haindotto a progettare le reti di telecomunicazioni inmodo da sostituire la banda trasmissiva, fino ad oggisempre estremamente costosa, con capacità elabora-tiva a basso costo. In altri termini - finora e dove pos-sibile - si è tentato di localizzare il traffico e di fareuso estensivo di tecniche di elaborazione locale.Dove invece non era possibile localizzare il traffico,sono state impiegate multiplazioni sempre più spintenel dominio del tempo (prima con la gerarchia PDHe successivamente con quella SDH).

Inoltre, le stime più recenti, basate sull'analisi delfenomeno Internet, tendono a identificare un modelloesponenziale di crescita del traffico sulle reti di teleco-municazioni con un tasso di crescita superiore a quelloindicato da Moore per i sistemi elettronici.

Oltre alla crescita esponenziale, sono poi mutatele caratteristiche dello stesso traffico, non più basatoesclusivamente su comunicazioni tra persone maanche (e forse sempre più) su comunicazioni tra mac-chine; si è quindi in presenza di un impiego cre-scente delle dorsali ad alta velocità delle reti di tele-comunicazioni.

Il ritmo di crescita e le mutate caratteristiche deltraffico rendono i sistemi elettronici da soli non piùeconomicamente vantaggiosi per la realizzazione eper il potenziamento delle reti di trasporto.

Contemporaneamente a questo mutamento discenario, si è sviluppata una nuova tecnologia di tra-sporto delle informazioni: quella ottica DWDM (DenseWavelength Division Multiplexing)[3].

I sistemi DWDM oggi commercialmente disponi-bili permettono di trasmettere su una singola coppiadi fibre ottiche fino a 800 Gbit/s e questa capacità tra-smissiva è destinata ad aumentare notevolmente neiprossimi anni sia perché cresce il numero di lun-ghezze d’onda (lambda) trasportate dai sistemi siaperché aumenta il ritmo binario sostenibile dai modu-latori elettro-ottici. Se si aggiunge alla capacità di tra-sporto dei sistemi, l’aumento della potenza delle sor-genti laser, la disponibilità di sorgenti laser sintoniz-zabili, l’allargamento della banda degli amplificatoriottici e la sempre maggiore integrazione (packaging),si ottiene uno scenario in cui i sistemi ottici sembranoin grado di far fronte alla già citata crescita esplosiva

del traffico (figura 2).Il cambio di paradigma quindi, favorito dall'intro-

duzione delle tecnologie ottiche, consiste in un rie-same dell’architettura delle reti di trasporto in mododa privilegiare il trasporto dell'informazione piuttostoche la sua elaborazione avendo come obiettivo lariduzione drastica del costo per bit trasportato.

Si osservi in proposito che il termine elaborazionesi riferisce alla manipolazione dell'informazione neldominio elettronico: ciò che suggerisce la rivoluzionein atto è dunque la riduzione delle conversioni da undominio (quello ottico dei fotoni e delle lunghezzed'onda) all'altro (quello elettronico) cercando così disfruttare al massimo i vantaggi del trasporto basato suifotoni piuttosto che su quello basato sugli elettroni.

Inoltre, la disponibilità di apparati per la elabora-zione dei segnali ottici, gli OADM (Optical Add-DropMultiplexer) e gli OXC (Optical Cross-Connect), con-sente di realizzare una rete ottica flessibile ad altacapacità in grado di trasportare segnali client diversi(ad esempio SDH, ATM, IP) e di effettuare diretta-mente nel dominio ottico operazioni di instradamentoe protezione dei singoli flussi.

Nei paragrafi che seguono saranno approfonditialcuni temi specifici riguardanti le nuove proposte invia di consolidamento sia nell'ambito legato agli svi-luppi industriali sia in quello della normativa interna-zionale sui presumibili percorsi evolutivi delle reti ditrasporto ottico.

2. Il problema della trasparenza ottica

In questo paragrafo è descritto, sia pur breve-mente, quanto è accaduto negli ultimi dieci anni sulfronte delle reti di trasporto ottico e sono poi sintetiz-zati i criteri posti alla base del concetto stesso di reteottica.

Già a cavallo tra la fine degli anni Ottanta e l'iniziodei Novanta si comprese che, per sfruttare nel migliormodo possibile la capacità trasmissiva delle fibre otti-che, era necessario eliminare le strozzature delle reti

Sistemi ottici: bit/s/Lire Sistemiottici

Silicio

Memorie di massa: bit/Lire

Silicio: transistor/cm2/Lire

Radd

oppi

oog

ni9

mes

i

Raddoppio ogni12 mes

i

Memorie di massa

Raddoppio ogni 18 mesi

1 2 3Anni

4 5

Figura 2 Confronto tra i ritmi di crescita delle prestazio-ni dell’elettronica e dell’ottica (Fonte: Bell Labs).



di trasporto rappresentate dai nodi basati sulla tecno-logia elettronica che dimostrava la sua efficacia neltrattamento di segnali con velocità anche dell'ordinedella decina di Gbit/s. Sebbene tale limite potevaessere incrementato con l'uso di nuove e più sofisti-cate tecnologie elettroniche ad alta velocità, questascelta avrebbe comportato il pagamento di costi elevati.

Per risolvere questo problema apparve quindiopportuno realizzare una rete interamente ottica:rispetto a un semplice collegamento DWDM [3], unarete interamente ottica si basa sulla possibilità diinstradare i flussi informativi mediante tecniche neldominio delle lunghezze d'onda fino a raggiungere ilpunto nel quale la conversione ottico-elettrica ènecessaria dal punto di vista funzionale, cioè subitoprima di consegnare al destinatario il segnale ad essoindirizzato. L'idea era dunque quella di lasciare allostrato ottico l'instradamento dei flussi ad alta velocitàrimuovendo molte funzioni dai nodi in tecnologiaelettronica.

Molti field trial e numerose prove di laboratoriomettevano in luce la possibilità di realizzare una reteottica in grado quindi di: prendere in consegna i flussiinformativi dal dominio elettronico (ad esempio daapparati SDH); convertirli in segnali ottici modulandoopportunamente dei laser; trasmetterli successiva-mente in una fibra mediante tecniche DWDM; instra-darli mediante tecniche puramente ottiche (filtri ecommutatori) e restituirli infine, quanto più possibilefedeli agli originali, ai destinatari mediante una nuovaconversione dal dominio ottico a quello elettronico.

La realizzazione delle funzioni di multiplazione edi instradamento nel dominio ottico permetteva diasserire che lo strato ottico fosse uno strato di rete tra-sparente cioè che esso fosse in grado di garantire iltrasporto di qualunque tipo di segnale numerico. Siipotizzava così la trasparenza sia al formato dei datisia al ritmo binario dei singoli flussi informativi.

La trasparenza nei con-fronti del formato dei dati -del formato cioè di modula-zione numerica utilizzato (adesempio NRZ o RZ) - èdovuta al fatto che le funzioninecessarie per l’instrada-mento inserite nello stratoottico si basano sull'uso dellalunghezza d'onda della por-tante ottica come variabileassociata a un determinatoindirizzo o a un flusso infor-mativo e sulla capacità dellefibre di trasmettere simulta-neamente una pluralità diportanti ottiche ciascuna dellequali modulata da uno speci-fico flusso informativo. La tra-sparenza nei confronti delritmo binario implica invecel'assenza di conversioni elet-tro-ottiche all'interno dellostrato.

Il concetto di base eraquindi quello di rendere pos-

sibile l'estensione di una rete di trasporto già esi-stente mediante la sovrapposizione di uno stratoottico costituito da particolari nodi, chiamati generica-mente ONE (Optical Network Element) e dalle fibreche li interconnettevano.

Si consideri in proposito l'architettura di una retedi trasporto SDH a due livelli (figura 3): gli elementichiave della rete sono i DXC (Digital Cross-Connect)- in tecnologia elettronica - e gli ADM (Add-DropMultiplexer) - anch'essi elettronici - che compren-dono le funzioni di instradamento e più in generale:di gestione dei flussi; di riconfigurazione della strut-tura logica della rete; del monitoraggio e dell’attiva-zione di allarmi.

Si esamini quindi la situazione in cui un flusso adelevato ritmo binario (ad esempio a 2,5 Gbit/s) debbaessere trasmesso tra due nodi appartenenti a due sot-toreti regionali attraverso il livello di rete nazionalepiù alto come mostrato in figura 3. In questo caso tuttigli ONE della rete di trasporto regionale e nazionaleattraversati da questo flusso potrebbero, in linea diprincipio, instradarlo verso la destinazione senza maieffettuare alcuna conversione elettro-ottica se non almomento della consegna al nodo di destinazione.

La disponibilità di una nuova dimensione nelmondo trasmissivo - la lunghezza d’onda - fornivaquindi spunti molto interessanti circa l’evoluzionedelle reti di trasporto ottico.

Purtroppo fu ben presto compreso che la solu-zione prospettata di una rete di trasporto completa-mente trasparente, cioè con il minimo numero possi-bile di conversioni da un dominio all’altro, era prati-camente irrealizzabile.

I motivi di queste difficoltà realizzative sonodovuti da un lato alle caratteristiche fisiche della tra-smissione ottica DWDM e dall’altro alle esigenze chegli operatori hanno nell’esercire, manutenere egestire una rete di telecomunicazioni.

�

ADM

DXC

ADM

ADM

Convertitore elettro-ottico che genera o termina il canale ottico

Rete Nazionale

Rete Regionale

Collegamento DWDMCanale ottico

Nota: nella figura è riportato in rosso solo uno dei flussi trasportati

ADM ADM ADM

DXC

ONE ONE

ONE

ONE

ONE

ONE

ONE

ONE

ONE

ONE

ADMDXCONE

===

Add-Drop MultiplexerDigital Cross-ConnectOptical Network Element

Figura 3 Struttura di uno strato di Optical Transport Network trasparente.



Per quanto riguarda i motivi legati alle caratteristi-che fisiche della trasmissione ottica DWDM puòessere sottolineato che, nonostante si riesca ormai atrasmettere su una stessa fibra ottica un gran numerodi lunghezze d’onda diverse - ciascuna delle qualimodulata da segnali numerici con ritmi binari via viacrescenti - i fenomeni ottici indesiderati (accumulo dirumore ASE, dispersione cromatica, dispersione dipolarizzazione e non linearità [3]) sono tali da renderenecessario, lungo il collegamento, una rigenerazionecompleta del segnale. La rigenerazione, indicataspesso con rigenerazione 3R (si veda il riquadro ripor-tato in questa pagina), implica, allo stato della tecno-logia oggi disponibile, una conversione dal dominioottico a quello elettronico e viceversa.

Per quanto riguarda le esigenze di esercizio,manutenzione e gestione di una rete di telecomuni-cazioni, il problema fondamentale da affrontare

riguarda la possibilità di accedere, lungo il collega-mento (e tutte le volte che lo si ritenga necessario), aun’informazione specifica: la qualità del segnalenumerico trasportato da ciascuna lambda valutatocome tasso di errore medio misurato (BER).

La correlazione tra le misure a livello ottico e leprestazioni del segnale numerico trasportato puòessere stabilita per via teorica e mediante simulazioni;ma è molto difficile identificare un insieme limitatodi parametri ottici e di metodi di misura per effet-tuare un processo analogo di correlazione su collega-menti DWDM reali.

Infatti, anche se tutti i parametri ottici misuratirientrano nei limiti specificati, dove definiti, è ancorapossibile che il servizio di trasporto fornito dallalambda non garantisca la qualità richiesta per il segnalenumerico trasportato: ad esempio, la misura di un para-metro come l’OSNR (Optical Signal to Noise Ratio) può

RIGENERAZIONE DI

TIPO 3R

La rigenerazione 3R è il livello

massimo di rigenerazione che può

subire un segnale numerico. Le tre

R indicano la Ri-amplificazione, la

Ri-costruzione della forma e la Ri-sincronizzazione di ciascuno degli

impulsi del segnale numerico.

Possono essere impiegati i tre tipi di

rigenerazione riportati in figura A.

Oggi solo la rigenerazione 1R può

essere effettuata nel dominio ottico

utilizzando gli amplificatori ottici (ad

esempio gli EDFA) ed i compensa-

tori di dispersione. Per quel che

riguarda la rigenerazione 2R e 3R è

invece sempre necessaria una con-

versione elettro-ottica.

La struttura di un rigeneratore 3R è

mostrata nella figura B: in essa è

riportato per semplicità un solo

verso di trasmissione.

Il segnale ottico ricevuto (segnale

ottico in ingresso) è convertito in un

segnale numerico elettrico che si

utilizza per modulare - pilotando, ad

esempio, un modulatore esterno

elettro-ottico - un nuovo segnale

ottico generato localmente.

La sezione di ricezione prevede un

estrattore del sincronismo, cioè un cir-

cuito che garantisce l’estrazione cor-

retta dell’informazione

numerica dal segnale

ottico analogico. Gli

estrattori di sincroni-

smo funzionano in

genere in maniera cor-

retta solo quando è

noto a priori il ritmo

binario del segnale

ottico in ingresso; la

realizzazione di estrat-

tori di sincronismo in

grado di operare con

ritmi binari variabili è

difficile e, al momento,

costosa.

Ri-sincronizzazione

2R

Rigenerazione 3R

Ri-costruzionedella forma

+ soppressionedel rumore

1R

Rigenerazione 2R

Ri-amplificazione+ equalizzazione e

compensazionedella dispersione

Rigenerazione 1R

Figura A Tipi di rigenerazione di un segnale numerico.

RICEVITORE TRASMETTITORE

Rigeneratore 3R

Segnalenumerico

Segnale otticoin ingresso

Segnale otticoin uscita

Fotorivelatore Laser

Driver

Modulatoreelettro-ottico

Estrazionedel segnalenumerico

Estrazionedel

sincronismo

..101101..

Figura B Schema semplificato di un rigeneratore 3R.



TECNOLOGIA DELLE

MATRICI OTTICHE

DEGLI OXC

Indipendentemente dall’architettura

interna di un OXC, l’elemento fon-

damentale necessario per realizzare

una matrice ottica trasparente è il

commutatore di lunghezze d’onda.

La generica matrice ottica può infatti

essere considerata come l’intercon-

nessione di due o più commutatori,

ciascuno dei quali dotato di un certo

numero di porte di ingresso e di

uscita. Il commutatore deve trasferire

una portante ottica da una porta di

ingresso a una di uscita. Le tecnolo-

gie per la sua realizzazione sono mol-

teplici; qui di seguito si riporta una

breve descrizione di quelle che sem-

brano essere oggi le più promettenti.

Una classificazione delle tecnologie

per la realizzazione dei “commuta-

tori di lunghezza d’onda” è basata

sulle modalità di trasferimento della

portante ottica tra le porte di

ingresso e di uscita: nello spazio

libero (free space) o in guida d’onda

(guided wave).

I commutatori basati sulla propaga-zione nello spazio libero impiegano, per

deviare il fascio luminoso da una

porta a un’altra, superfici riflettenti

(specchi) o elementi rifrangenti (pri-

smi) mentre quelli basati sulla propa-gazione guidata utilizzano, per lo

stesso scopo, guide d’onda e ele-

menti attivi (elettro-ottici o termo-

ottici) in grado di operare sulla

traiettoria dello stesso fascio lumi-

noso.

Tra le tecnologie impiegate per la

realizzazione di commutatori basati

sulla propagazione in spazio libero

quella più promettente sembra

essere la MEMS (Micro-MachinedElectro-Mechanical Systems). Il princi-

pio di funzionamento è semplice e

si basa sull’inserimento di uno o più

specchi mobili, controllabili elettri-

camente, lungo la traiettoria del

fascio luminoso. I gradi di libertà di

ciascuno specchio e la struttura della

matrice identificano due possibili

alternative: matrici tridimensionali

(3D) e matrici bidimensionali (2D).

Il principio di funzionamento di un

commutatore basato su MEMS 3D è

Segnali diControllo

Segnali diControllo

MatriceMEMS

MatriceMEMS (Micro-Machined Electro-Mechanical System)

Portantiottiche in uscita

Portantiottiche in ingresso

Figura A Principio di funzionamento di un commutatore basato suMEMS 3D (a tre dimensioni).

Matrice MEMS 3D. Particolare di uno specchietto della matrice MEMS.

(Lu

cen

t Tec

hn

olog

ies)

(Lu

cen

t Tec

hn

olog

ies)



riportato nella figura A e il dettaglio

della matrice nelle due foto

seguenti. La definizione 3D si riferi-

sce ai gradi di libertà degli specchi

che possono essere ruotati lungo due

assi ortogonali. La distanza tra gli

specchi è di 1 mm e il diametro di

ciascuno di essi è di 0,5 mm.

Se si riduce a uno il numero di gradi

di libertà degli specchi si ottengono

le cosiddette matrici MEMS 2D. Il

principio di funzionamento è ripor-

tato nella figura B. La scelta della

porta di uscita verso cui indirizzare

un fascio luminoso presente su una

porta di ingresso si effettua alzando

lo specchio associato alla porta di

uscita ed abbassando tutti gli altri.

Nella foto accanto, si vede un parti-

colare di matrice MEMS 2D.

Tra i commutatori in guida d’onda

una soluzione che sembra essere

interessante è quella proposta da

Agilent Technologies, basata sulla

tecnologia sviluppata da Hewelett-

Packard per le stampanti a getto di

inchiostro. L’idea è simile a quella

dei MEMS 2D ma si basa sulla

rifrazione della luce piuttosto che

sulla sua riflessione: lungo la traiet-

toria del raggio luminoso si

“scalda” una bolla di liquido che,

modificando localmente l’indice di

rifrazione, induce una deviazione di

tale raggio da una guida d’onda a

un’altra. Entrambe sono “scritte” su

un PLC (Planar Lightwave Circuit):nella figura C si vede che il raggio

“rosso” subisce una deviazione cau-

sata dall’attivazione della bolla, men-

tre quello “verde” prosegue indistur-

bato nel suo cammino.

Figura B Principio di funzionamento di un commutatore basa-to su MEMS 2D.

fill

PLC

crosspointwaveguide

Trasmesso

trench

Deviato

Figura C Principio di funzionamento di un commutatoretermo-ottico.

Particolare di matrice MEMS 2D.

Matrici di specchi (MEMS) realizzate usando un processo di etching su bulk di silicio.

(Sie

men

s)

1 mm

(Ma

rcon

i)

Particolare di matrici ottiche su board.

(Alc

ate

l)



non essere sufficiente a garantire che la qualità delservizio di trasporto sia adeguata per il segnale nume-rico. È cioè possibile avere un OSNR entro i limitistabiliti per l’applicazione in esame e, allo stessotempo, avere un BER non accettabile.

Il motivo di questo comportamento deriva dallanatura tempo-variante dei fenomeni in gioco. Unparametro che fornisce un valore medio come l’OSNRnon consente di tener conto di caratteristiche comemodulazioni spurie o distorsioni e quindi non dà indi-cazioni utili qualora il segnale ottico fosse affetto datali degradazioni. La conseguenza è che i peggiora-menti indotti dai fenomeni non lineari non possonoessere misurati mediante l’analisi dello spettro ottico.

Allo stato dell’arte della tecnologia e delle cono-scenze non è dunque possibile ricavare in modo sem-plice, da misure effettuate a livello ottico, informa-zioni complete relative al BER.

Anche nel caso di un controllo continuo della qua-lità numerica del segnale, è quindi necessario preve-dere una rigenerazione 3R ed è cioè necessario“estrarre” dal segnale ottico l’informazione numericada esso trasportata operando una conversione daldominio ottico a quello elettronico e viceversa.

Poiché per effettuare una rigenerazione 3Roccorre conoscere e prestabilire il ritmo binario delsegnale da rigenerare, è chiaro che l’introduzione ditali dispositivi riduce la trasparenza della rete. Ilritmo binario del segnale numerico associato a unalambda, che lungo il percorso subisce una o più rige-nerazioni 3R, non può infatti essere modificato neltempo a meno di non sostituire tutti i rigeneratori 3Rimpiegati nel collegamento; la singola lambda nontrasporta quindi in maniera trasparente il segnalenumerico. L’introduzione di rigeneratori 3R rendequindi “opaca” una rete ottica cioè interrompe local-mente il carattere di indifferenza alle caratteristichedel segnale in transito tipica dei sistemi ottici.

È dunque possibile affermare che a causa dellanatura “analogica” della trasmissione ottica, esistonooggi limiti fisici alla realizzazione di una rete di tra-sporto ottico completamente trasparente legati allesoluzioni tecnologiche disponibili.

Questo è il punto di partenza dal quale hannopreso le mosse gran parte delle attività, sia in ambitodi normativa internazionale sia in ambito industriale,che dal 1997 in poi stanno definendo le caratteristichefondamentali della OTN (Optical Transport Network).

Nei paragrafi che seguono sarà chiarito come,nonostante nella definizione di una OTN si introducala conversione elettro-ottica e la rigenerazione 3R, siastato possibile comunque conservare un certo gradodi trasparenza, la cosiddetta trasparenza al servizio.

3. La Optical Transport Network

La prima definizione di OTN è stata formulatadall’ITU-T nella raccomandazione G.872: architectureof optical transport network [5]. In essa sono definiti iprincipi architetturali che devono essere seguiti nelprogettare la rete.

La G.872 stabilisce che una rete di trasporto ottico

realizza le funzioni di multiplazione, trasporto, instra-damento, supervisione e protezione dei segnali clientagendo principalmente nel dominio ottico.

La chiave di questa definizione è la parola princi-palmente; in altri termini in una rete di trasportoottico è previsto che la funzione di conversione elet-tro-ottica sia presente e la sua introduzione non pre-giudica i principi fondamentali di interesse per unoperatore di telecomunicazioni, che definiscono unagenerica rete di trasporto trasparente.

3.1 I limiti della trasparenza ottica

Prima di passare a definire il nuovo concetto ditrasparenza definito in ITU-T è necessario indicarealcuni problemi legati alla realizzazione di una rete ditrasporto ottico che servono a chiarire alcune scelteeffettuate nel corso della normalizzazione sull’archi-tettura e sugli aspetti funzionali.

Si supponga di voler realizzare una OTN comple-tamente trasparente cioè in grado di trasportare,senza alcuna conversione elettro-ottica (escluse natu-ralmente le due necessarie nelle terminazioni in tra-smissione e in ricezione), un generico segnale nume-rico con ritmo binario qualunque, ad esempio, nonsuperiore a 10 Gbit/s. Si ipotizzi poi di disporre diapparati ottici (ONE) in grado di effettuare la multi-plazione DWDM e l’instradamento di ciascuno deisegnali ottici da trasportare. La situazione è quellariportata nella figura 4.

In queste condizioni, a causa della natura analo-gica dei singoli collegamenti DWDM tra coppie diONE e, considerato che ciascun collegamentoDWDM prevede l’utilizzo di amplificatori ottici, l’in-tera rete deve essere progettata tenendo conto di tutti

Collegamento DWDM

Segnale da trasportare

Cross-connessione trasparente

Convertitore elettro-ottico

ONE 1

ONE 6 ONE 7 ONE 8

ONE 2 ONE 3

ONE 4 ONE 5

ONE = Optical Network Element

Figura 4 Esempio di rete ottica trasparente.



i possibili cammini ottici che un segnale può seguire;si deve infatti garantire che qualunque sia l’instrada-mento seguito dal segnale lungo la rete (anche quellopiù lungo), le degradazioni accumulate siano tali chel’OSNR finale sia al di sopra di un valore minimo sta-bilito (ad esempio di 24 dB).

Questa richiesta rende il progetto della rete estre-mamente complesso e, soprattutto, comporta che unarete così progettata non sia modulare negli amplia-menti, che non sia cioè “scalabile”.

La non scalabilità di una rete completamenteottica come quella di figura 4 deriva dal fatto che tuttii nuovi cammini che un segnale può seguire a seguitodell’introduzione di un nuovo ONE (come ad esem-pio l’ONE 8 in figura 4) potrebbero non soddisfarepiù il requisito fondamentale sull’OSNR.

L’approccio appena esposto non è quindi perse-guibile nella progettazione di reti estese ed è neces-sario introdurre la funzione di rigenerazione 3R perdisaccoppiare tra loro le diverse sottoreti.

La soluzione proposta in ambito di normativainternazionale è rappresentata nella figura 5: la gene-rica OTN è suddivisa in sottoreti, indicate comedomini di trasparenza TD (Transparency Domain), col-legate tra loro mediante rigeneratori 3R. All’internodi ciascun TD i segnali possono essere trasportatisenza alcuna rigenerazione e le singole sottoreti sonoperciò trasparenti dal punto di vista ottico.

Sottoinsiemi di TD possono essere riuniti indomini amministrativi AD (Administrative Domain)che sono molto spesso reti appartenenti a un singolooperatore. Gli AD debbono essere connessi tra loromediante rigenerazione 3R in modo da impedire cheil degrado che i segnali accumulano all’interno di unAD possa propagarsi verso gli altri AD.

La raccomandazione G.872 dell’ITU-T prescrive

che differenti AD vengano connessi mediante colle-gamenti DWDM punto-punto. La raccomandazioneG.959.1 definisce i valori dei parametri ottici checaratterizzano i collegamenti punto-punto mediantela definizione delle cosiddette interfacce inter-domi-nio, le IrDI (Inter-Domain Interface), sia nel caso di unsingolo canale sia in quello multicanale. All’interno diciascun AD le interfacce 3R sono interfacce intra-dominio, le IaDI (Intra-Domain Interface).

L’interfaccia IaDI non è oggetto di standardizza-zione per cui all’interno di ogni AD le interfacce fisi-che saranno proprietarie, almeno nella prima fase diesercizio.

3.2 Un nuovo concetto di trasparenza: la trasparenza al servizio

Dal punto di vista di un operatore di rete la traspa-renza ottica non è un requisito che abbia valore in sé;conta invece che una rete di trasporto ottico sia in gradodi veicolare una molteplicità di segnali diversi. Lemodalità specifiche di elaborazione nel dominio otticoo elettronico non sono però rilevanti ai fini dell’offertadel servizio.

L’obiettivo perseguito è quindi la trasparenza al ser-vizio, la capacità cioè della rete di fornire un servizio ditrasporto che sia indipendente dal segnale da traspor-tare (quale ad esempio quello SDH, PDH, IP, ATM).

La soluzione proposta in ambito di normativaITU-T dalla maggior parte dei costruttori di apparatiottici si basa sul concetto di mappatura di segnalinumerici diversi all’interno di una stessa strutturanumerica a cui si è dato il nome di Canale Ottico,l’OCh (Optical Channel).

Si vuole così identificare l’insieme dei segnaliclient rispetto ai quali la OTN deve essere trasparente(ad esempio SDH STM-N, GigabitEthernet, IP-POS) e scegliere per ciascuno di essi la mappaturaall’interno dell’OCh associando, anche, altre informa-zioni dette di OH (OverHead) che permettano il con-trollo delle prestazioni e di altre funzioni di esercizio,manutenzione e gestione della OTN.

Nella figura 6 è riportata schematicamente la gene-razione di un OCh a partire da un generico segnaleclient. Alla procedura di generazione dell’OCh si dà ilnome di imbustamento per cui spesso si fa riferimentoall’OCh come ad un digital wrapper3 .

3R IrDI

IrDI

IrDIIrDI

IrDI

IrDI

IrDI

laDI

laDIlaDI

laDI

TDTD

TD

TD

TD

3R

3R3R3R

3R3R

3R

OTNAD

AD

3R

3R

3R

ADIaDIIrDI

===

Administrative DomainIntra-Domain InterfaceInter-Domain Interface

OTNTD3R

===

Optical Transport NetworkTransparency DomainRigeneratore 3R

Figura 5 Suddivisione di una rete di trasporto ottico indomini amministrativi (AD) e domini di tra-sparenza (TD).

Client

OCh PayloadOCh Overhead

OCh = Optical Channel

Figura 6 Generazione dell’Optical Channel a partiredal segnale client.

(3) To wrap in inglese significa appunto avvolgere, imbustare.



Il trasporto di un segnale client avviene quindimappando, all’ingresso della OTN, impiegando unaunità detta transponder, il segnale client all’internodell’OCh, trasportando poi l’OCh attraverso la rete inmodo indipendente dalle caratteristiche del segnaletrasportato (ad esempio dal suo ritmo binario e dallastruttura di trama) e infine restituendo a destina-zione, attraverso l’operazione inversa di demappatura,il segnale trasmesso.

Così la rete non deve disporre dialcuna informazione sul segnale tra-sportato e, poiché il ritmo binariodell’OCh è prefissato esso puòessere rigenerato, se necessario, inmodo semplice. I rigeneratori 3Rall’interno di un dominio ammini-strativo non devono essere cambiatise si modificano i segnali client datrasportare: è infatti sufficiente cheessi siano in grado di effettuare solouna rigenerazione 3R sull’OCh.

Questo approccio permette diconfinare tutte le elaborazionidipendenti dal segnale da trasportare(ad esempio la mappatura e lademappatura effettuata dai tran-sponder) ai bordi della OTN.

In genere i transponder effet-tuano anche una rigenerazione 3R edebbono conoscere solo il ritmo binario del segnaleda trasportare. Sono ormai disponibili commercial-mente i cosiddetti transponder multirate in grado dieffettuare le operazioni necessarie alla generazionedell’OCh a partire da un insieme piuttosto ampio disegnali client (ad esempio SDH STM-1, STM-4,STM-16 e GigabitEthernet): dal sistema di gestionedell’apparato è sufficiente selezionare la tipologia.

Il passo successivo riguarda l’introduzione in retedei transponder adattativi: dei dispositivi cioè chesono in grado di adattarsi automaticamente al ritmobinario del segnale client da trasportare. In tal modoil “sogno” della trasparenza totale sarebbe sicura-mente più vicino.

Nel paragrafo che segue si descrivono in dettagliogli elementi fondamentali che caratterizzano le moda-lità di trasporto all’interno di una OTN e si descrivein particolare l’interfaccia ONNI (Optical Network NodeInterface).

3.3 Il canale ottico e l’interfaccia Optical NetworkNode Interface

Per descrivere la OTN occorre far riferimento allasua caratterizzazione funzionale così come riportatonella raccomandazione ITU-T G.805: generic functio-nal architecture of transport network [6]; in essa sidescrive una generica rete di trasporto utilizzando lasuddivisione in strati indipendenti.

La struttura di una OTN prevede in particolaretre strati di rete: quello di canale ottico l’OCh (OpticalChannel), quello di sezione di multiplazione, l’OMS(Optical Multiplex Section) e lo strato di sezione di tra-smissione, l’OTS (Optical Transmission Section). A que-sti strati si deve aggiungere, per completezza, anche

lo strato fisico, il PML (Physical Media Layer) costituitodalle fibre ottiche che collegano tra loro gli apparati.

Quest’ultimo strato può naturalmente fornire soloil supporto fisico per la trasmissione dei segnali equindi per esso non possono essere definiti funziona-lità e informazioni ausiliare. In figura 7 è riportato loschema di un collegamento attraverso la OTN e simostrano gli strati appena identificati.

A partire da una molteplicità di segnali client datrasportare si generano - mediante un’opportunamappatura (effettuata dai transponder non rappresen-tati in figura) - altrettanti segnali numerici OCh, mul-tiplati poi assieme in un segnale DWDM e trasportatiin fibra, dopo un opportuno adattamento. Ogni voltache l’insieme dei segnali client passa da uno strato aquello successivo si aggiungono informazioni dioverhead che garantiscono - durante il trasporto lungola OTN - lo svolgimento delle funzioni di monitorag-gio delle prestazioni, di manutenzione e di genera-zione degli allarmi.

Lo strato di OCh fornisce la funzione di trasportotrasparente da estremo a estremo di vari tipi disegnali (ad esempio SDH STM-N, PDH, IP-POS).Per fornire questa funzione è necessario che lo stratoOCh sia in grado di elaborare le cosiddette informa-zioni ausiliarie o di overhead (OCh-OH) che permet-tono sia di assicurare l’integrità del segnale traspor-tato sia di effettuare operazioni di provisioning,gestione, manutenzione, monitoraggio dei parametridi servizio e di attivazione delle protezioni di rete.

Lo strato di OMS fornisce la funzione di trasportodi un segnale multilunghezza d’onda (DWDM)4.Anche per tale strato deve essere definito unoverhead (OMS-OH) che permetta di assicurare l’in-tegrità del segnale DWDM trasportato e di effettuareoperazioni di: provisioning, gestione, manutenzione,monitoraggio dei parametri di servizio e attivazione diprotezioni di sezione (cioè protezioni che non interes-sano collegamenti da estremo a estremo).

Client

OCh

OMS OMS

OTS OTS OTS OTS OTS

Multiplatore DWDM

Fibra ottica

Amplificatore ottico in linea

ONEONE ONE

OChOMSONEOTS

====

Optical ChannelOptical Multiplex SectionOptical Network ElementOptical Transmission Section

Figura 7 Schema di un collegamento attraverso la OTN (Optical TransportNetwork).

(4) Si noti che un segnale DWDM può essere costituito anche da una

singola portante ottica.



Lo strato di OTS fornisce la funzione di trasmis-sione su diversi tipi di fibra ottica (ad esempio quellerispondenti alle raccomandazioni ITU-T G.652, G.653e G.655). Anche per questo strato deve essere definitoun overhead (OTS-OH) che permetta di assicurarel’integrità del segnale ottico trasportato e di effettuareoperazioni di provisioning, gestione, manutenzione,monitoraggio dei parametri di servizio e di attivazionedi protezioni di sezione (cioè protezioni che non inte-ressano collegamenti da estremo a estremo).

La definizione di questi tre strati di rete implicala scelta di una particolare struttura informativa chedeve essere scambiata attraverso la generica inter-faccia IrDI. La definizione di questa struttura infor-mativa è riportata nella raccomandazione G.709:Interfaces for the optical transport network [7].

La struttura informativa che definisce l’interfac-cia IrDI è l’OTM (Optical Transport Module) che puòessere sia multicanale (OTM-n) sia relativa a un sin-golo canale (OTM-0). In sintesi l’OTM contiene alsuo interno e variamente distribuite tutte le infor-mazioni sia di “carico utile” siadi overhead necessarie al tra-sporto da estremo a estremodei segnali client della OTN.

La struttura informativadell’OTM-n deve quindi rispec-chiare la suddivisione in stratiOCh, OMS e OTS: l’OTM-ndeve cioè contenere “campi”all’interno dei quali è possibilescrivere le informazioni di caricoutile e di overhead per ciascunodi tali strati. L’OTM-n è un’en-tità logica: essa è cioè costituitadall’insieme dei segnali fisicieffettivamente trasportati daciascuna lunghezza d’onda a cuisi aggiunge l’insieme delleinformazioni di overhead scritteall’interno del digital wrapper(uno per ciascun canale) piùquelle scritte su un eventuale canale ottico di super-visione5, l’OSC (Optical Supervisory Channel).

In quanto segue si fa riferimento all’ONNI (OpticalNetwork Node Interface) che rappresenta l’interfaccia ditipo 3R tra i nodi della OTN.

La ONNI può essere tipo IrDI o IaDI. La racco-mandazione ITU-T G.709 prescrive solo la ONNIIrDI ma non pone vincoli, come è stato già detto, all’u-tilizzo degli stessi criteri anche per la ONNI IaDI cheè di tipo proprietario. Sembra tuttavia ragionevole cheun costruttore di apparati definisca in maniera unitariale caratteristiche delle unità che debbono svolgere lefunzioni definite per l’interfaccia ONNI e che le uti-lizzi sia nell’ambiente IrDI sia in quello IaDI.

Nella figura 8 è schematizzata la struttura dell’in-terfaccia ONNI: in questo caso lo strato OCh è ulte-

riormente diviso in tre sottostrati: lo strato OPU(Optical channel - Payload Unit), lo strato ODU (Opticalchannel – Data Unit) e lo strato OTU (Optical channel –Transport Unit). La struttura digitale ODU è traspor-tata in modo trasparente attraverso la OTN indipen-dentemente da quanti domini di trasparenza edomini amministrativi è necessario attraversare pergiungere a destinazione; per fare un parallelo conl’SDH, l’ODU è molto simile al VC. La raccomanda-zione ITU-T G.709 non fa tuttavia oggi alcun riferi-mento a gerarchie numeriche, non è cioè previstaalcuna funzione di generazione di segnali OPU,ODU o OTU con velocità crescente a partire daglianaloghi segnali a velocità più bassa.

La raccomandazione G.709 stabilisce tre tipidiversi di OCh, ciascuno con un ritmo binario pre-fissato: in particolare l’OCh-1 ha un ritmo binarioche consente il trasporto di segnali tributari fino a2,5 Gbit/s; l’OCh-2 ha un ritmo binario per segnalitributari fino a 10 Gbit/s e l’OCh-3 consente il tra-sporto fino a 40 Gbit/s. Questa suddivisione è giu-

stificata da motivi di natura tecnologica in quanto èassai difficile e costoso realizzare unità transponder(quelle che generano l’OCh) in grado di operare suintervalli di frequenza molto estesi (ad esempio da155 Mbit/s a 40 Gbit/s).

Per ciascuno strato sono state individuate alcuneinformazioni essenziali per il corretto funzionamentodi una OTN. Esse sono contenute nell’overhead diciascuno strato e permettono l’esercizio, la manuten-zione e la gestione della rete: l’informazione dettaTTI (Trace Trail Identifier) permette di identificare, adesempio, eventuali connessioni errate all’interno diapparati ottici flessibili.

Altre informazioni utili sono la BDI (BackwardDefect Indication) e la FDI (Forward Defect Indication)che servono a informare rispettivamente gli apparati amonte e quelli a valle dell’insorgenza di un guastonello strato di pertinenza ed evitano la generazioneincontrollata di allarmi (ad esempio l’OMSn-FDIindica la presenza di un guasto nello strato OMS atutti gli apparati a valle che non causeranno quindil’insorgenza inutile di allarmi per ciascuno dei canali

Optical Channel - Payload Unit (OPU)

Optical Channel - Data Unit (ODU)Optical Channel (OCh)

IP ATM

OTM-0 OTM-n (n³1)

Ethernet STM-N

OTM-0PhysicalSection(OPS0)

Optical Multiplex Section (OMSn)

Optical Transmission Section (OTSn)

Optical Channel - Transport Unit (OTU)

OTM-0OTM-nSTM-N

===

Optical Transport Module-zeroOptical Transport Module-nSynchronous Transport Module-N

Figura 8 Struttura dell’Optical Network Node Interface.

(5) Nei sistemi punto-punto DWDM, l’OSC è un canale numerico che

modula una lambda multiplata insieme alle lambda associate ai

segnali client e che serve da canale ausiliario (tipicamente a 2 Mbit/s).



ottici trasportati da quella OMS).Per chiarire con un esempio quanto è stato detto

finora, si supponga di voler trasmettere un segnale SDHSTM-N attraverso la OTN come mostrato nella figura 9.

In essa due DXC sono connessi da un STM-N.L’STM-N è mappato in un ODUk (k = 1, 2, 3 identi-fica il ritmo binario dell’OCh corrispondente)mediante un transponder (di tipo 3R) equipaggiato abordo del DXC. Il segnale, come si vede dalla figura,è l’unico ad essere trasportato da un estremo all’altrodella rete. Tutti gli altri segnali (i due OTUk, i treOMSn, i sei OTSn) sono terminati e generati nuova-mente lungo il collegamento: è cioè estratta e riscrittal’informazione di overhead per effettuare tutte leoperazioni pertinenti alla sezione associata.L’overhead di OTSn permette, ad esempio, di stabilirequanto stia accadendo agli amplificatori ottici lungo lalinea, mentre l’overhead di OMSn svolge una funzioneanaloga per tutti gli stadi di multiplazione DWDM.

3.4 Gli elementi di una Optical Transport Network: gli OADM e gli OXC

Gli elementi fondamentali per la realizzazione diuna OTN sono i terminali di linea DWDM indicaticon OLT (Optical Line Terminal), gli amplificatori otticidi linea chiamati OLA (Optical Line Amplifier), gliADM ottici denominati come OADM (Optical Add-Drop Multiplexer) e i cross-connect ottici o OXC(Optical Cross-Connect).

Gli OLT devono garantire la multiplazione dicanali diversi su una singola coppia di fibre ottichementre gli OLA amplificano contemporaneamentetutti i canali presenti su una fibra e permettono direalizzare collegamenti non rigenerati lunghi alcunecentinaia di chilometri. Per maggiori dettagli circa gliOLT e gli OLA si può fare riferimento a [3].

Gli OADM e gli OXC sono invece gli elementi diflessibilità di una OTN e per essi sono forniti qui diseguito alcuni brevi cenni.

Gli apparati OADM permettono di estrarre e inse-

rire singoli canali ottici da un flusso multiplatoDWDM senza che sia necessario effettuare una demul-tiplazione completa.

Per meglio chiarire questa funzione si faccia riferi-mento alla figura 10. Il generico OADM ha due inter-facce di linea bidirezionali DWDM (est ed ovest) e uncerto numero di interfacce client bidirezionali per sin-golo canale; la funzione di drop permette di estrarredal flusso DWDM in ingresso un certo numero dicanali ottici e di inviare quelli restanti alla funzione diadd che consente di sostituire i canali mancanti conaltri dello stesso “colore”. La stessa operazione puòessere eseguita in ciascuna delle due direzioni.L’insieme delle funzioni di add e drop può infattiessere riguardato come una singola funzione“matrice” che effettua smistamenti (cross-connes-sioni) tra canali del flusso multiplato in ingresso versocanali lato client o verso canali del flusso multiplato inuscita; nel secondo caso si dice che i canali sono inpass-through.

Gli OADM si dividono in due grandi categorie: gliOADM di tipo fisso e quelli di tipo configurabile. GliOADM di tipo fisso sono dotati di una matrice non fles-sibile, attraversata dal flusso DWDM, che effettual’estrazione e l’inserzione selettiva di alcuni canaliottici del flusso multiplato. Non è modificabile lostato dei canali elaborati dalla matrice. E’ necessarioquindi definire in via preliminare se un particolarecanale della griglia DWDM deve essere estratto o seinvece deve essere lasciato in pass-through.

Gli OADM di tipo configurabile sono dotati di unamatrice flessibile, che effettua l’estrazione e l’inser-zione selettiva di alcuni canali ottici contenuti nelflusso multiplato. Lo stato della matrice è configura-bile per ciascun canale ottico; la matrice può cioèessere posta nello stato pass-through (il canale otticosu cui la matrice opera attraversa l’apparato da unaporta di linea all’altra e non è terminato localmente)oppure nello stato drop/insert (il canale ottico èestratto dal segnale ricevuto su una porta di linea/rein-serito nel segnale trasmesso dall’altra porta di linea).

Terminale di linea DWDM

Amplificatore di linea

DXC

Client

OPS0 OTSn OTSn

OMSn

STM-N

ODUk

OCh, OTUk OCh, OTUk

OMSn OMSn

OTSn OTSn OTSn OTSn

OTM

-0

OTM

-n

3R 3ROADM

OXC

DXC

Client

STM

-N

3R3R

Digital Cross-ConnectOptical Add-Drop MulitplexerOptical ChannelOptical channel Data Unit kOptical Multiplex SectionOptical Physical Section 0Optical Transport Module 0Optical Transport Module nOptical Transmission SectionOptical channel Transport UnitOptical Cross-ConnectSynchronous Transport Module NRigeneratore 3R (transponder in grado di generare/terminare I’OCh)

DXCOADMOChODUkOMSOPSOOTM-0OTM-nOTSOTUkOXCSTM-N3R

=============

Figura 9 Esempio di un collegamento attraverso la Optical Transport Network.



INTERFACCIA ONNI

In questo riquadro si riporta una

descrizione sintetica delle relazioni

di annidamento tra le varie strut-

ture informative presentate nel

testo e si mette in evidenza l’infor-

mazione di overhead associata a cia-

scuno strato. Per maggiore chiarezza

si faccia riferimento alla figura 9

dove sono riportati gli oggetti fon-

damentali descritti nel seguito.

Nella figura A è mostrato il dettaglio

delle relazioni di annidamento delle

strutture informative per l’OTM-n.

La struttura OTM-n è suddivisa in

una parte di payload OMU-n, ed in

una di overhead (OTS-OH). A sua

volta l’OMU-n è composta da un

payload (OCG-n) e da un overhead(OMS-OH).

L’OCG-n consiste di n OCC affasciati

tra loro con una multiplazione di

lunghezza d’onda. L’OCCp è l’OCh

“colorato”, cioè con una lunghezza

d’onda assegnata. L’OCCo (OCh-OH)è l’overhead associato al singolo

OCCp. L’OCh a sua volta è suddi-

viso in una parte di payload (OTUk)e in una seconda di overhead (OCh-OH). L’OTS-OH, l’OMS-OH e gli

OCCo sono trasportati sfruttando il

canale OSC (Optical Super visor yChannel) e sono indicati globalmente

con OOS (OTM Overhead Signal).

L’OTUk è composto da un payload(ODUk TC), da un overhead (OTUk-OH) e da un campo per il FEC(Forward Error Correction). Il FEC

permette di effettuare correzione di

errori lungo il collegamento e di sti-

mare la qualità trasmissiva.

L’ODUk TC svolge le funzioni di

tandem connection monitoring fino a

sei livelli nidificati (Lm, m=1,.., 6).

Il livello più basso, L1, permette il

monitoraggio da terminazione a ter-

minazione del canale ottico.

Il livello più alto, L6, permette il

monitoraggio del canale ottico sulla

singola tratta.

L’OPUk contiene il segnale clientassieme all’overhead necessario per

adattare il ritmo binario del segnale

client e quello dell’ODUk.

In figura B sono riportate la strut-

tura di trama dell’OTUk e la rela-

zione tra ODUk e

OTUk.

La trama dell’OTUk

consiste in una strut-

tura a byte con quat-

tro righe e 4080

colonne ed è distinta

in tre parti: l’OTUk

overhead, l ’OTUk

payload e l ’OTUk

FEC. I primi 16 byte

della prima riga sono

riservati all’overhead

dell’OTUk, mentre i

corrispondenti byte

delle righe da due a

quattro sono riservati

al trasporto dell’o-

verhead dell’ODUk.

Le colonne da 16 a

3824 contengono il

payload dell’OTUk

mentre le colonne da

3825 a 4080 contengono il FEC che

è del tipo Reed-Solomon (255,239).

Una descrizione più particolareg-

giata con le informazioni di

overhead trasportate nell’OTU-k è

riportata in [7].

OCh Payload

ODUk TC LmODUk TCMOHODUk TC

Client

Fino a 6livelli diTandem

ConnectionMonitoring

OMS Payload

OTS Payload

OCCp OCCp OCCp OCCp OCCp

OTUk

OPUk PayloadOPUk

OCh

OOS

OCG-n

OMU-n

OTM-n

OPUk

ODUk TC L1

ODUk

OPUkOH

OChOH

OTUkOH

OMSOH

OCCo

OCCo

OCCo

OCCo

OCCo

OTM

CO

MM

s

OTSOH

OTUk FEC

ODUkPMOH

ODUkTCMOH

ODUkTCMOH

FECOCCoOCCpOCG-nOChODUkOMU-nOMSOPUkOTM-nOTSOTUkTCOOS

==============

Forward Error CorrectionOptical Channel Carrier overheadOptical Channel Carrier payloadOptical Carrier Group - n Optical ChannelOptical channel Data Unit kOptical Multiplex Unit - nOptical Multiplex SectionOptical channel Payload Unit kOptical Transport Module - nOptical Transmission SectionOptical channel Transport Unit kTandem Connection OTM Overhead Signal

Figura A Relazioni di annidamento che definisconol’entità OTM-n.

OTUk OH

3825

1

1 14 3824 4080ODUk

OTUk

38241234

FECODUkOTUkRS

====

Forward Error CorrectionOptical channel Data Unit kOptical channel Transport Unit kReed Solomon

OTUk FECRS (255,239)

o tutti - 0(4 x 256 bytes)

Figura B Struttura di trama dell’OTU-k.



La matrice di flessibilitàpuò essere costituita da ununico dispositivo che elaboracongiuntamente i canaliottici oppure da una serie dimatrici collegate opportuna-mente alle porte di linea etra di loro.

L’OADM non effettuaalcuna operazione di demulti-plazione del flusso multiplatoDWDM; le funzioni di add,drop e pass-through sono ingenere realizzate da disposi-tivi completamente ottici.

Una generica classifica-zione degli OXC (OpticalCross-Connect) è quella ripor-tata in figura 11: gli FXC(Fiber Cross -Connect) sono ingrado di commutare contem-poraneamente tutte le lun-ghezze d’onda da una fibra diingresso a una di uscita; essiagiscono perciò da permuta-tori automatici di fibre e pos-sono essere utilizzati, adesempio, per realizzare prote-

zioni di rete in grado di pro-teggere il servizio da danni suicavi.

I WSXC (WavelengthSelective Cross-Connect) per-mettono di permutare sot-toinsiemi di lunghezzed’onda anche composti dauna sola lunghezza d’onda,da una fibra di ingresso a unadi uscita. Infine i WIXC(Wavelength Interchange Cross-Connect) sono WSXC in gradodi cambiare il colore dellelunghezze d’onda permutate;questa caratteristica incre-menta la probabilità di poterinstradare sulla fibra di uscitauna lunghezza d’onda anchein condizioni di contesa (lun-ghezza d’onda già occupata).

Il generico OXC della

famiglia WSXC è rappresen-tato in figura 12: l’apparatopuò disporre di interfacce diingresso e di uscita sia multi-canale (DWDM) sia per sin-golo canale. La funzione didemultiplazione o di multipla-zione, cioè lo stadio DWDM,può essere integrata all’in-terno di un OXC. In partico-lare se sulle porte di uscita

Interfacce client

Interfaccia di linea(Coppia di fibre

lato Est)

Interfaccia di linea(Coppia di fibre

lato Ovest)

DROP ADD

OADM

ADD DROP

OADM = Optical Add-Drop Multiplexer

Figura 10 Struttura di un generico Optical Add-Drop Multiplexer.

OXC

Interfaccia DWDM bidirezionale

Interfaccia colorata di un singolo canale bidirezionale

Porta della matrice ottica

Stadio di multiplazione demultiplazione

Matrice ottica

OXC = Optical Cross-Connect

Figura 12 Struttura di un generico Optical Cross-Connect.

FXC WSXC WIXCFXCWSXC WIXC

===

Fiber Cross-ConnectWavelength Selective Cross-ConnectWavelength Interchange Cross-Connect

Figura 11 Classificazione degli Optical Cross-Connect.



dell’OXC di figura 12 si integra la funzione di conver-sione di lunghezza d’onda si ottiene un WIXC.

Un OXC - sia esso FXC, WSXC o WIXC - devedisporre di una matrice trasparente: le permutazionidevono essere cioè effettuate direttamente sulsegnale indipendentemente dal formato di trama edal ritmo binario. La matrice può essere elettricaoppure ottica a seconda della tecnologia usata e dellefunzioni presenti. Nell’ipotesi di adottare transpon-der 3R, conformi alla raccomandazione ITU-T G.709,anche una matrice elettrica può garantire la traspa-renza al servizio così come descritta precedente-mente. (Per avere maggiori informazioni sulle matriciinteramente ottiche si veda il riquadro a pagina 23).

La disponibilità della matrice permette di effet-tuare la consegna (il delivery) da remoto dei canaliottici in quanto la sostituzione con un OXC dei ripar-titori meccanici di fibra, oggi largamente impiegati,consente di configurare, da una postazione remota,l’instradamento di un canale ottico scegliendo il per-corso migliore (e cioè la via più breve o con il minimocosto) e di rendere minimo l’intervento in centrale(che sarebbe limitato solo ai siti dove mancano lerisorse fisiche come, ad esempio, interfacce e cavi).

La flessibilità della matrice dell’OXC consente diriconfigurare da remoto l’instradamento di un canaleottico quando richiesto dal cliente o per lavori pro-grammati su una delle tratte attraversate dallo stessocanale ottico.

Mediante l’utilizzo di algoritmi automatici “intelli-genti” di reinstradamento è infine possibile proteggerei canali ottici utilizzando una capacità di protezionecondivisa come sarà chiarito nel prossimo paragrafo.

4. La rete di trasporto ottico commutata (ASON)

Un’idea che sembra racco-gliere un consenso crescentetra i partecipanti alla defini-zione della normativa interna-zionale è quella della cosid-detta ASON (AutomaticallySwitched Optical Network). Daqualche tempo infatti alcuniForum, come l’OIF (OpticalInternetworking Forum),l’ODSI (Optical Domain ServiceInterconnect) ed Enti di norma-tiva, come l’IETF (InternetEngineering Task Force), l’ITU-T, stanno lavorando alacre-mente per definire le moda-lità per rendere automatica lafornitura e il reinstradamento,in caso di guasto, delle lun-ghezze d’onda trasportate dauna OTN. L’obiettivo che siintende perseguire in questocaso è di natura tecnica masoprattutto economica. Alridursi infatti del costo del bit

trasportato, con la conseguente trasformazione incommodity della banda trasmissiva, l’obiettivo èquello di identificare una nuova classe di servizi direte - quali ad esempio il servizio di Bandwidth onDemand e di Optical Virtual Private Network - che sianoin grado di continuare a garantire la competitivitàdegli operatori di rete.

Si vuole infatti introdurre un piano di controlloper la rete di trasporto, cioè di distribuire tra i variONE alcune funzionalità tipiche dei sistemi digestione centralizzati (come l’instradamento e il rein-stradamento). Per favorire la scalabilità della rete eper semplificare e velocizzare i processi di attivazioneo di disattivazione di ciascuna lunghezza d’onda, cia-scun ONE dovrebbe essere dotato di un Occ (Opticalconnection controller) in grado di interconnettersi congli altri Occ e con il sistema di gestione centralizzatoe di impartire comandi (quali ad esempio quelli legatiall’attivazione di una permutazione tra due porte) auno o più ONE.

Nella figura 13 sono riportati gli elementi fonda-mentali di una ASON; in particolare sono indicati ilpiano di controllo, il piano di trasporto e quello digestione. L’interazione di questi tre piani permette difornire i servizi a valore aggiunto sopra indicati.

Come per le reti ATM, così anche per l’ASONsono identificati tre tipi di connessione diversi: laconnessione permanent, quella soft-permanent e quellaswitched. La connessione permanent è attivata attra-verso una rete di trasporto tradizionale: i comandiverso gli ONE sono impartiti, attraverso l’interfacciaNMI-T, dal sistema di gestione centralizzato al qualeè pervenuta in genere una richiesta attraverso unsistema automatico o manuale. La connessione soft-permanent è attivata dal sistema di gestione centraliz-

Occ

Piano di Controllo

EMIaDIIrDICCINMNMI-ANMI-TOccONEONNIOUNIUNI

Element ManagerIntra-Domain InterfaceInter-Domain InterfaceConnection Control InterfaceNetwork ManagerNetwork Management Interface per il Piano di Controllo ASONNetwork Management Interface per il Piano di TrasportoOptical connection controllerOptical Network ElementOptical Network Node InterfaceOptical User Network InterfaceUser Network Interface

Piano di Gestione

Piano di Trasporto (OTN)

UNINMI-A

NMI-T

CCI

IrDI/IaDIONNI

IrDI/IaDIONNI

IrDI/IaDIONNI

CCI CCI

ApparatoClient

OUNI

Occ

Occ

NMEM

ONE ONE

ONE

============

Figura 13 Modello di Automatically Switched Optical Network.



zato che in questo caso invia la richiesta, mediante l’in-terfaccia NMI-A, direttamente al piano di controllo cheha poi il compito di inviare i comandi verso gli ONE.

Questo approccio riduce fortemente il carico ela-borativo sul sistema di gestione centralizzato necessa-rio per identificare l’instradamento ed evita anche didover mantenere aggiornato in tempo reale un data-base di tutte le connessioni attive e le risorse di retein quanto la stessa informazione è distribuita all’in-terno del piano di controllo.

La connessione switched è attivata infine diretta-mente dagli apparati client mediante lo scambio diopportuni messaggi attraverso l’interfaccia UNI; laconnessione è attivata dal piano di controllo che prov-vede a identificare l’instradamento, a inviare icomandi agli ONE (attraverso la CCI) e inoltre adattivare, ad esempio, quando richieste, eventuali pro-tezioni e a verificare i diritti di accesso ed il rispettodei vincoli dettati dallo SLA (Service Level Agreement).Per tutti i tipi di connessione descritti l’informazionenumerica che deve essere trasmessa tra gli apparaticlient connessi all’ASON è poi trasferita all’OTNmediante l’interfaccia OUNI.

I nuovi servizi che possono essere fornitimediante un’ASON, come si è già detto, sono di duetipi: il servizio BoD (Bandwidth on Demand) e quelloOVPN (Optical Virtual Private Network). Il primo(BoD) si basa sulla possibilità di attivare connessioniswitched; gli ONE ai bordi dell’ASON sono equipag-giati con interfacce transponder 3R (ad esempiorispondenti alla raccomandazione G.709) in modo chel’apparato client possa essere connesso in qualunquemomento. Quando l’apparato client deve stabilireuna nuova connessione attraverso l’ASON con unaltro apparato omologo, inoltra una richiesta attra-verso la UNI (User Network Interface). La richiesta èelaborata dal piano di controllo che, dopo aver identi-ficato l’instradamento della lunghezza d’onda attra-verso la OTN, attiva il collegamento in tempi chesono dell’ordine dei secondi.

Il servizio OVPN si basa sull’assegnazione dirisorse trasmissive da parte dell’operatore dellaASON e sulla possibilità, da parte del cliente al qualesono state riservate tali risorse, di controllarle e dipercepirle come un’unica rete privata. L’interazionetra cliente e risorse riservate avviene attraverso l’in-terfaccia UNI.

La possibilità di fornire i servizi appena descrittipassa, evidentemente, attraverso l’identificazione diun insieme di funzionalità spesso chiamato “provisio-ning automatico” di rete. Gran parte delle funziona-lità contenute in questo insieme deriva direttamentedal mondo dei dati e in particolare dal mondo IP.

Per consentire agli Occ equipaggiati su ciascunONE di conoscere lo stato della OTN e di parteci-pare, ad esempio, alla definizione di un instrada-mento di una nuova lunghezza d’onda è necessarioche siano preventivamente eseguite un certo numerodi operazioni quali ad esempio quelle di NeighbourAuto-Discovery, Link Connection Auto-Discovery,Topology Auto-Discovery, Client Auto-Discovery eClient Advertisement.

Attraverso la Neighbour Auto-Discovery e la LinkConnection Auto-Discovery ciascun ONE, o meglio cia-

scun Occ, è in grado di indicare a quali altri ONEesso è collegato (neighbour) e qual è la disponibilitàdi risorse trasmissive (Link Connection cioè lun-ghezze d’onda). Le informazioni ottenute da questidue processi di Discovery sono rese note a tutti glialtri ONE in modo che ciascuno di essi si costruiscauna base dati consistente delle risorse di rete; a que-sto scambio di informazioni si dà il nome di TopologyAuto-Discovery.

Per quanto riguarda l’interfaccia UNI si preve-dono due gradi di automazione: il Client Auto-Discovery e il Client Advertisement. Gli apparati ai bordidella ASON, monitorando continuamente le inter-facce, sono in grado di rilevare l’avvenuta connes-sione di un nuovo apparato client; inoltre ciascunapparato client può “pubblicizzare” la sua presenza inrete in modo che tutti gli altri apparati ne vengano aconoscenza e possano quindi instradare verso di essonuove connessioni.

In particolare il Client Auto-Discovery è un pro-cesso locale: la configurazione delle interfacce di retedeve perciò essere effettuata solo ai bordi della rete,mentre il Client Advertisement richiede la configura-zione di tutti gli elementi di rete all’interno del domi-nio ASON di pertinenza.

L’insieme delle funzioni appena descritto per-mette inoltre di realizzare il cosiddetto ripristinodistribuito: la disponibilità di un piano di controllopermette di superare i limiti della restoration centra-lizzata di quella cioè controllata dal sistema digestione NM/EM (Network Manager/Element Manager).I limiti fondamentali del ripristino centralizzato sonolegati alla necessità di dover mantenere aggiornato econsistente il database delle risorse di rete e di dovercalcolare i nuovi instradamenti utilizzando le solerisorse di calcolo messe a disposizione dal NM. La de-centralizzazione della restoration permette di superarei limiti suddetti: l’aggiornamento del database è realiz-zato virtualmente in tempo reale e il calcolo dell’in-stradamento e le conseguenti attivazioni dei nuovicollegamenti sono realizzati da tutti gli ONE coin-volti. Sono così ridotti drasticamente i tempi di resto-ration (da qualche decina di minuti a qualche decinadi secondi) ed è quindi garantita una disponibilità deicollegamenti di gran lunga superiore.

4.1 Soluzioni realizzative per l’Automatically Switched Optical Network

Le differenti soluzioni differiscono per il grado diaccoppiamento tra il piano di controllo della ASON equello della rete client che ne sfrutta il servizio di tra-sporto. La questione può infatti essere spiegata osser-vando che il grado di accoppiamento tra i piani dicontrollo determina da un lato la quantità di informa-zioni topologiche relative alla OTN che l’ASONrende note (attraverso la UNI) agli apparati client edall’altro il livello di controllo che gli apparati clientpossono esercitare nella scelta di specifici percorsiattraverso l’OTN. Con il ridursi della quantità diinformazioni topologiche relative all’OTN note agliapparati client e del livello di controllo che essi pos-sono esercitare, si riduce l’accoppiamento tra i pianidi controllo.



E’ così possibile identificare due modelli di riferi-mento: l’Overlay Model e il Peer Model. (Per un’analisidettagliata si veda [8]).

L’Overaly Model, molto simile al classico modellodi IP over ATM, stabilisce che i protocolli di instrada-mento, di distribuzione delle informazioni topologi-che e di segnalazione della rete client (ad esempiouna rete di router IP) siano indipendenti da quelliutilizzati dall’ASON.

Il Peer Model stabilisce che i piani di controllodella ASON e quello della rete client agiscano allapari e, ad esempio, che una sola istanza del medesimoprotocollo di instradamento sia attiva in entrambi ipiani di controllo. E’ sottintesa l’ipotesi che debbaessere utilizzato un solo schema di indirizzamento siaper l’ASON sia per la rete client (ad esempio ciascunONE potrebbe avere un indirizzo IP specifico).

L’Overlay Model è stato scelto dall’OIF edall’ITU-T, mentre il Peer Model è perseguito conconvinzione dall’IETF. I due modelli, apparente-mente diversi, possono in effetti essere integrati traloro e, ora, molti costruttori pensano di individuareuna linea evolutiva dei loro prodotti che preveda ungraduale passaggio da un modello overlay ad unopeer. È comunque opinione comune che i protocolliper il piano di controllo (quali ad esempio di routinge di segnalazione) saranno basati su IP.

Quanto è stato detto sul piano di controllo nonpone alcun vincolo sulla tecnologia su cui si basal’OTN. I principi della ASON possono infatti essereestesi a qualunque tipo di rete di trasporto (ad esempioalla rete SDH): si parla in tal caso più genericamentedi reti ASTN (Automatically Switched Transport Network).

5. Conclusioni

Il campo delle reti di trasporto ottico è almomento oggetto di studio da parte di quasi tutti isoggetti coinvolti nel mercato delle telecomunica-zioni, siano essi costruttori o operatori.

La possibilità di disporre di una infrastruttura di tra-sporto ad altissima capacità, dotata della flessibilitànecessaria (OTN) e pronta a consentire una evoluzioneverso più sofisticati servizi di rete (ASON) sembra assaiconveniente, in particolare quando la difficoltà di fareprevisioni sul traffico e sulla tipologia dei segnali da tra-sportare sembra essere una caratteristica dominante.

L’attività in ambito di normativa ITU-T ha subitouna consistente accelerazione e la recente approva-zione della raccomandazione G.709 è avvenuta intempi assai brevi (febbraio 2001).

Proprio a causa di questo fermento, le soluzionisistemistiche e architetturali individuate debbonoessere perciò sottoposte a un’approfondita analisi cri-tica allo scopo di identificare quella che meglio soddi-sfa le esigenze del singolo operatore.

Questo articolo ha cercato di identificare, perquanto noto oggi sugli sviluppi della tecnologia esulla normativa, alcune chiavi di lettura che possanorivelarsi utili per quest’analisi: in primo luogo ladisponibilità di interfacce conformi alla raccomanda-zione G.709 sembra essere la soluzione più sempliceper fornire servizi di tipo “lambda” cioè servizi di tra-

sporto indipendenti dal segnale client. Inoltre l’intro-duzione in rete di ONE flessibili, quali OADM eOXC sembra essere la via naturale per garantire unatransizione graduale dalle reti di trasporto già disponi-bili (legacy) alla nuova Optical Transport Network.

La OTN appare infatti come la soluzione idealeper realizzare una infrastruttura ad alto grado di con-divisione delle risorse, che può al contempo dare sup-porto alle reti legacy e garantire l’evoluzione tecnolo-gica necessaria per far fronte, ad esempio, alla previ-sta pervasività dei servizi basati su IP.

E’ poi probabile che la rete SDH diventi uno deiclient della OTN e tenda a spostarsi verso la periferiadella rete lasciando alla OTN il trasporto dei grandiflussi aggregati permettendo di conseguire così unvantaggio sia economico (maggiore condivisione dellerisorse mediante il DWDM) sia competitivo (scalabi-lità e protezione degli investimenti). Per alcuni pro-blemi legati all’interoperabilità tra OTN e reti di tra-sporto legacy si veda [9].

L’evoluzione verso le funzionalità ASON induceinfine a ritenere che le reti di trasporto future sarannomolto diverse da quelle oggi impiegate e richiede-ranno di sicuro l’adozione estesa di tecnologie otti-che.

[1] Dyson, G.B.: L’evoluzione delle macchine. DaDarwin all’intelligenza globale. Raffaello CortinaEditore, 2000.

[2] URL http:://news.cnet.com/news/0,10000,0-1003-200-322592,00.htm

[3] Aureli, G.; Pagnan, P.: I sistemi DWDM: proble-matiche trasmissive e loro impatto sul progetto deicollegamenti. «Notiziario Tecnico TelecomItalia», Anno 9, n. 2, ottobre 2000, pp. 29-46.

[4] Kao, K.C.; Hockham, G. A.: Dielectric-fibre surfacewaveguides for optical frequencies. Proc. IEE,Vol.113, n.7, July 1966, pp. 1151-1158.Riprodotto in Trent’anni di fibre ottiche,«Notiziario Tecnico Telecom Italia», supple-mento al n. 3, Anno 5, dicembre 1996, pp. 14-21.

[5] Architecture of optical transport network.Raccomandazione ITU-T G.872.

[6] Generic functional architecture of transport network.Raccomandazione ITU-T G.805.

[7] Interfaces for the optical transport network.Raccomandazione ITU-T G.709.

[8] Awduche, D. et alii: draft-many-ip-optical-fra-mework-03.txt. IETF Internet Draft.

[9] Miriello, V.: La rete ottica come strato trasmissivodella rete di trasporto. «Notiziario Tecnico TelecomItalia», Anno 8, n. 1, maggio 1999, pp. 34-42.



AD Administrative DomainADM Add-Drop MultiplexerASE Amplified Spontaneous EmissionASON Automatically Switched Optical NetworkASTN Automatically Switched Transport

NetworkBDI Backward Defect IndicationBER Bit Error RateBoD Bandwidth on DemandCCI Connection Control InterfaceDWDM Dense Wavelength Division

MultiplexingDXC Digital Cross-ConnectEM Element ManagerFDI Forward Defect IndicationFEC Forward Error CorrectionFXC Fiber Cross-ConnectIaDI Intra-Domain InterfaceIrDI Inter-Domain InterfaceMEMS Micro-Machined Electro-Mechanical

SystemsNM Network ManagerNMI-A Network Management Interface per il

Piano di ControlloNRZ Non Return to ZeroOADM Optical Add-Drop MultiplexerOcc Optical connection controllerOCC Optical Channel CarrierOCCo Optical Channel Carrier overheadOCCp Optical Channel Carrier payloadOCG-n Optical Carrier Group - nOCh Optical Channel

ODU Optical channel Data UnitOH Over HeadOLA Optical Line AmplifierOLT Optical Line TerminalOMS Optical Multiplex SectionOMU Optical Multiplex UnitONE Optical Network ElementONNI Optical Network Node InterfaceOOS OTM Overhead SignalOPS0 Optical Physical SectionOPU Optical channel - Payload UnitOSC Optical Supervisory ChannelOSNR Optical Signal to Noise RatioOTM0 Optical Transport Module zeroOTM-n Optical Transport Module - nOTN Optical Transport NetworkOTS Optical Transmission SectionOTU Optical channel – Transport UnitOUNI Optical User Network InterfaceOVPN Optical Virtual Private NetworkOXC Optical Cross-ConnectPLC Planar Lightwave CircuitPML Physical Media LayerPOS Packet Over SonetRS Reed SolomonRZ Return to ZeroSLA Service Level AgreementSTM-N Synchronous Transport Module - NTCM Tandem Connection MonitoringTD Transparency DomainTTI Trace Trail IdentifierUNI User Network InterfaceWIXC Wavelength Interchange Cross-ConnectWSXC Wavelength Selective Cross-Connect

Guglielmo Aureli ha conseguito la laurea inIngegneria Elettronica presso l’Università degliStudi di Roma “La Sapienza” nel 1989. Nellostesso anno è entrato in SIP, oggi Telecom Italia,presso la Linea Centrale Ricerca e Sviluppo dovesi è occupato di nuove tecnologie e sistemi per larete di accesso a larga banda, sia su fibra ottica(PON, HFC, FTTx) sia su portante radio(LMDS). Nel 1993 si è occupato delladefinizione dell’architettura di rete per lasperimentazione dei primi servizi multimediali

interattivi (VOD) su ADSL. Dal 1994 si è occupato dello sviluppodella rete di accesso in fibra ottica per i servizi a larga banda e, nel1996, ha lavorato sui sistemi di accesso radio a larga banda LMDS,operanti nella gamma di frequenze a 42 GHz, conducendo unasperimentazione per la diffusione di servizi video a coperturacellulare. Dal 1997 lavora presso la Linea Centrale Ingegneria delleInfrastrutture dove ha coordinato le attività per l’industrializzazionedegli apparati SDH e dei sistemi DWDM e dove, dal 2000, coordinala pianificazione dei prodotti per lo sviluppo della Rete di TrasportoOttico (OTN). Dal 1991 partecipa alle attività di normativainternazionale in ITU-T e in ETSI dove, dal 1995, riveste la carica diPresidente del WG-TM1 (Core Networks, Fibres and Cables). Èautore di diverse pubblicazioni tecniche e ha presentato memorie aConvegni e Forum nazionali e internazionali.

Piergiorgio Pagnan si è laureato in IngegneriaElettronica presso l’Università degli studi diRoma “La Sapienza”. Dopo una esperienza inqualità di ricercatore nell’ambito delle retiottiche in Ericsson Telecomunicazioni, nel 1995,è entrato in Telecom Italia presso la LineaCentrale Tecnologie ed Architetture dove hacondotto valutazioni tecnico-economiche disoluzioni alternative per le reti d’accesso a largabanda. In particolare si è occupato di sistemi diaccesso radio LMDS (Local Multipoint

Distribution System) conducendo in collaborazione con CSELT ePhilips una sperimentazione per la fornitura di servizi videodenominata BACH (Broadband Access for Cellular Home-video). Dal1997 lavora presso la Linea Centrale Ingegneria delle Infrastrutturedove si occupa dell’industrializzazione di apparati e sistemi per laRete di Trasporto Ottico (OTN). Conduce a scopo di scoutingtecnologico, l’analisi del portafoglio prodotti dei maggiori costruttoridi apparati per la rete di trasporto. Ha redatto le specifiche tecnicheper l’acquisizione di sistemi DWDM (Dense Wavelenght DivisionMultiplexing) per la Rete di Transito Nazionale e di apparati DWDMe OADM (Optical Add Drop Multiplexing) per la Rete di TrasportoOttico. Segue la normativa internazionale ed in particolare l’attivitàcondotta in ITU-T Study Group 15 e in ETSI WG-TM1, dove dal1995 ricopre la carica di Vice Presidente.


Internet

Il ruolo delle tecnologie Internet nei sistemi mobiliper servizi dati del futuro

PAOLO FASANO

GUGLIELMO GIRARDI

IVANO GUARDINI

La telefonia mobile e Internet sono i settori in più rapida crescita nel mercato delle teleco-municazioni. Per questo motivo i principali operatori mobili e gli ISP, gli Internet ServiceProvider, sono attivi nello sviluppo di nuovi servizi in entrambi i settori e la scena mon-diale è caratterizzata da dirompenti movimenti societari e dal nascere di nuovi attori.Gli operatori mobili prevedono una crescita significativa dei propri utili grazie a servizidati innovativi, mentre gli ISP sono attratti dalle tecnologie wireless e dai servizi di mobi-lità sia per ridurre i costi nel cosiddetto last-mile delle loro reti sia per arricchire le pro-prie quote di mercato offrendo accessi a Internet e alle Intranet aziendali indipendentidalla localizzazione geografica dei propri clienti.In questo scenario è prevedibile lo sviluppo di diverse reti wireless separate e sovrapposte:l’interlavoro tra queste reti costituirà un obiettivo sfidante per gli sviluppi tecnologici e diservizio del prossimo futuro. L’uso delle tecnologie Internet, insieme alle recenti estensioniche si sono avute per la mobilità e la sicurezza, si presenta come l’opzione più attraenteper raggiungere questo risultato.Inoltre, la migrazione verso architetture di rete basate interamente su IP (Internet Protocol)anche all’interno delle singole reti wireless costituisce un’altra interessante opportunità, oggiallo studio presso numerosi Enti di specifica tecnica e di standardizzazione.La visione su questo ruolo, svolto dalle tecnologie Internet - oggetto di questo articolo - rendeparticolarmente interessanti le numerose attività di ricerca in corso a livello mondiale fina-lizzate allo sviluppo di servizi di mobilità IP e apre la strada a promettenti opportunitàdi business sia per gli operatori di telefonia mobile sia per gli Internet Service Provider.

1. Introduzione

La deregolamentazione alla quale si sta assistendonel mercato delle telecomunicazioni porterà moltoprobabilmente alla presenza di diversi tipi di opera-tore con un’ampia differenziazione in termini di ser-vizi offerti e di tecnologie utilizzate.

Lo scenario più probabile per il futuro sarà quindicaratterizzato dalla coesistenza di numerosi tipi di retiwireless geograficamente sovrapposte, pensate perrispondere a specifici bisogni degli utenti e quindidifferenziate in base alla banda disponibile, alle zonedi copertura, alle tecnologie impiegate per l’accessoradio ed ai protocolli di interconnessione. In questocontesto, lo sviluppo di architetture di rete innova-tive, l’integrazione con la rete Internet e la possibilitàdi far interlavorare reti wireless basate su tecnologiedifferenti per realizzare un servizio di mobilità glo-bale dovranno essere gli obiettivi principali per qua-lunque Service Provider che voglia mantenere unaposizione di elevata competitività nel mercato.

Le tecnologie tipiche del mondo Internet - e cioèil protocollo IP e le sue estensioni per la gestione dimobilità e sicurezza - sono viste da molti come le can-didate ideali per realizzare questi obiettivi offrendoesse un’ampia gamma di soluzioni non solo per realiz-zare l’interlavoro tra reti wireless eterogenee, maanche per far evolvere ogni singola rete wireless versoun’architettura ottimizzata per l’offerta di servizi datie di servizi integrati voce-dati.

Questo articolo riprende ed espande l’analisi e leconsiderazioni riportate in un altro articolo pubbli-cato sul numero di novembre 2000 della rivistaIEEE Communications Magazine [1]. Nel testo èinizialmente proposta una panoramica dei servizidati per utenti mobili oggi offerti dagli operatori cel-lulari e dagli ISP (Internet Service Provider). Sonoillustrati successivamente i protocolli sviluppati nelcontesto Internet per gestire mobilità, autentica-zione, autorizzazione e tariffazione all’interno dellereti IP. Sono infine presentati alcuni possibili scenarievolutivi per le architetture di rete oggi utilizzate


Fasano - Girardi - Guardini • Il ruolo delle tecnologie Internet nei sistemi mobili per servizi dati del futuro

dagli operatori radiomobili, con particolare riferi-mento all’opzione di una rete tutta IP.

2. Servizi IP in reti radiomobili

Negli ultimi anni gli operatori di sistemi radiomo-bili hanno cominciato ad affiancare l’offerta di servizidati a quella del servizio in fonia. Sulle reti GSMsono oggi disponibili il servizio di messaggistica SMS(Short Message Service) e quello di trasmissione dati sucircuito dedicato a bassa velocità. Quest’ultimo servi-zio, denominato CSD (Circuit Switched Data), puòessere utilizzato, ad esempio, per offrire a utentidotati di telefono cellulare l’accesso a Internet.

Il CSD presenta tuttavia alcuni svantaggi quali lalimitata capacità di banda (9,6 kbit/s o 14,4 kbit/s aseconda del tipo di codifica) e l’impiego poco effi-ciente delle risorse radio.

Un’estensione immediata del CSD è il serviziodenominato HSCSD (High Speed Circuit SwitchedData), che consente di aumentare la banda a disposi-zione di un singolo utente affasciando fino a otto cir-cuiti CSD. Anche questa soluzione continua, però, autilizzare le risorse radio con modalità a commuta-zione di circuito e di conseguenza non è ottimizzataper il profilo di traffico bursty generato dalla maggiorparte delle applicazioni Internet.

Per fornire più banda agli utenti e per sfruttare inmodo più efficiente lo spettro radio, la maggior partedegli operatori GSM sta per avviare il servizio deno-minato GPRS (General Packet Radio Service) [2], che èuna soluzione tecnologica a pacchetto progettata persupportare IP e reti X.251.

Nel GPRS è possibile infatti allocare una partedello spettro radio ai servizi dati e su di essa realizzareuna commutazione di pacchetto in grado di sfruttarela multiplazione statistica. Con il GPRS sarà offertaall’utente una banda massima di 171 kbit/s.

Un’ulteriore evoluzione di medio termine sarà ilpassaggio alle reti radiomobili di terza generazioneUMTS (Universal Mobile Telecommunications System) [4]che adotteranno un nuovo accesso radio denominatoW-CDMA (Wideband - Code Division Multiple Access) conmodulazione a divisione di codice e che consentirà iltrasferimento di dati a velocità superiori rispetto aquella consentita dai sistemi attuali, fino a un mas-simo di 2 Mbit/s in ambienti interni (indoor).

Il passaggio al GPRS e all’UMTS porterà allo svi-luppo di nuove tipologie di terminali. Le comunica-zioni di dati non saranno effettuate solo con laptopdotati di apposite interfacce radio, ma anche con ter-minali evoluti in grado di presentare audio e video.Nel frattempo, tramite la tecnologia WAP (WirelessApplication Protocol), è possibile offrire anche su termi-nali GSM servizi dati avanzati, come ad esempio l’ac-cesso a pagine testuali o a pagine Web più semplici.

3. Servizi di mobilità in Internet

La crescente diffusione di terminali portatili,come laptop, PDA (Personal Digital Assistant) e com-puter palmari, sta portando a una crescita vertiginosa

del numero di utenti che chiedono di poter acce-dere a Internet e alla propria rete aziendale indi-pendentemente dalla posizione geografica e dallatecnologia di rete disponibile all’accesso (quale, adesempio, LAN, PSTN, GSM).

Gli ISP sono in grado oggi di rispondere a questenuove richieste degli utenti offrendo un insieme diservizi dial-up che includono l’accesso remoto aInternet ma anche la possibilità di accedere in modosicuro a una rete aziendale attraverso protocolli ditunneling come L2TP e IPSec [5].

Molti ISP si sono poi riuniti in confederazioni(ad esempio iPass - http://www.ipass.net) per offrireagli utenti servizi di roaming tra le reti delle orga-nizzazioni membre [6]. In questo modo, un utenteche si sia spostato dalla propria sede di lavoro abi-tuale può accedere alla rete Internet o ai serviziIntranet della propria azienda senza dover effet-tuare una connessione di tipo dial-up verso la pro-pria località di provenienza, ma collegandosi al piùvicino NAS (Network Access Server) gestito da unqualsiasi membro del consorzio.

Un’ulteriore evoluzione che gli ISP osservano conmolta attenzione è la possibilità di offrire accessiwireless agli utenti che hanno esigenze di mobilità, inmodo da consentire ad essi di rimanere connessianche durante gli spostamenti.

Le opzioni disponibili includono l’utilizzo di solu-zioni semplici ed economiche appartenenti alla cate-goria delle Wireless LAN (IEEE 802.11, Bluetooth, …)in ambienti indoor (ad esempio all’interno di un’a-zienda) e lo sfruttamento della copertura wireless for-nita dagli operatori radiomobili e satellitari negliambienti outdoor urbani ed extraurbani.

Alcuni ISP stanno però realizzando proprie reti d’ac-cesso wireless, soprattutto nel Nord America, serven-dosi di soluzioni tecnologiche di vario tipo: Metricom(http://www.metricom.com) ha ad esempio messo incampo reti radio a pacchetto con copertura metropoli-tana, banda di accesso di 28,8 kbit/s (128,8 kbit/s inimminenti evoluzioni) e con uno schema di accessomultiplo di tipo CDMA nella porzione di banda liberada licenze disponibile negli Stati Uniti (902-928 MHz).

Molto probabilmente in un futuro prossimopotranno fare il loro ingresso nel mercato anche altriISP in grado di offrire servizi dati mobili in ambitometropolitano e questo potrebbe accadere anchefuori dagli Stati Uniti, dove possono essere impie-gate le bande ISM (Industrial, Scientific and Medical)libere da licenza disponibili attorno ai 2,4 GHz onello spettro 5-60 GHz.

Le soluzioni qui riportate presentano tuttavia losvantaggio di non realizzare la gestione della mobilitàdei terminali a livello IP, ma di gestirla quasi comple-tamente dall’infrastruttura di rete wireless sottostantecon meccanismi proprietari. Questa soluzione puòcomportare un instradamento non ottimale del traf-fico dati ma soprattutto non permette il roaming tra-sparente tra reti di accesso che utilizzino tecnologieeterogenee.

(1) Una descrizione di questo sistema è presentata in [3].



4. Protocolli innovativi per la gestione dellamobilità in reti IP

Per superare i problemi illustrati nel paragrafo pre-cedente, in IETF (Internet Engineering Task Force) -http://www.ietf.org - sono allo studio protocolli inno-vativi di gestione della mobilità a livello di rete.Gestire la mobilità al livello IP vuol dire impiegareuna soluzione comune che permette di far interope-rare tecnologie di accesso wireless differenti in mododa fornire un servizio di mobilità globale.

4.1 Mobile IP

Il protocollo MIP (Mobile IP) [7] è la soluzionestandard proposta dall’IETF per gestire la mobilità diterminale tra sottoreti IP. Infatti, l’instradamento deipacchetti IP (routing IP [8]) viene effettuato sullabase dell’indirizzo di destinazione indicato nei singolipacchetti. Gli indirizzi IP assegnati alle sottoreti e diconseguenza ai terminali individuano univocamentela posizione dei terminali all’interno di Internet epermettono di raggiungerla. Uno spostamento fisicodei terminali al di là dei confini della propria sotto-rete, non accompagnato da un cambiamento di indi-rizzo IP, causa in generale la perdita della raggiungibi-lità. L’obiettivo di MIP è proprio quello di superarequesta limitazione e di permettere ad un host di cam-biare in modo trasparente il proprio punto di collega-mento a Internet.

MIP agisce a livello IP, influenzando l’instrada-mento dei pacchetti diretti ai nodi mobili ed è perciòin grado di gestire facilmente la mobilità tra reti indi-pendentemente dal tipo di accesso (LAN, connes-sioni dial-up, canali wireless, …). Il protocollo è com-pletamente trasparente alle applicazioni poiché noncambia gli indirizzi IP - sorgente e destinazione - deipacchetti; il nodo mobile MN (Mobile Node) può tutta-via continuare a comunicare utilizzando l’indirizzo dicasa (home address) indipendentemente dalla posi-zione da esso occupata all’interno della rete Internet.Questa modalità di funzionamento consente anche dimascherare completamente gli spostamenti dei nodial livello di trasporto, in modo che le connessioniattive non vengano disturbate dai movimenti; questacaratteristica della soluzione MIP acquista impor-tanza per i terminali wireless in quanto essa permettedi non interrompere le comunicazioni anche duranteuno spostamento a patto che i cambiamenti di sotto-rete non siano troppo frequenti.

In modo concettualmente analogo alle soluzioniper la mobilità nelle reti per la telefonia mobile, laversione base del protocollo Mobile IP richiede diassegnare due indirizzi IP al nodo mobile: il primo èl’home address ad esso relativo, che non cambia mai edè utilizzato per identificare in maniera univoca l’iden-tità del nodo. L’altro invece è il care-of address, unindirizzo appartenente alla sottorete visitata ed è uti-lizzato per identificare la posizione reale del termi-nale mobile all’interno della rete Internet. Il care-ofaddress cambia ad ogni spostamento e normalmenteesso è l’indirizzo di un FA (Foreign Agent) - ad esem-pio un router o una stazione radio base - che gestisceil forwarding del traffico verso il terminale mobile

all’interno della sottorete visitata.Per consentire al terminale mobile di continuare a

comunicare utilizzando il proprio home address,anche quando è lontano dal proprio dominio di appar-tenenza, uno dei router connessi alla sottorete di casadeve essere configurato per funzionare da HA (HomeAgent). Il terminale mobile deve registrare il propriocare-of address presso l’home agent ogniqualvolta sisposta da una sottorete IP a un’altra. Grazie a questomeccanismo l’home agent può mantenere aggiornatala tabella di corrispondenza (binding cache) tra l’homeaddress ed il relativo care-of address.

Qualsiasi altra stazione non è in grado di indivi-duare, almeno in un primo momento, la localizzazionedel terminale mobile e quindi non può far altro cheinviare i pacchetti verso il suo home address. Questipacchetti - attraverso il normale routing IP - giungononella sottorete di casa del mobile dove sono intercet-tati dall’home agent, che provvede a recapitarli al ter-minale mobile mediante un meccanismo di tunneling.

Il nodo mobile può invece rispondere alla stazionetrasmittente in modo diretto utilizzando, come indi-rizzo sorgente, il proprio home address (figura 1).

4.2 Ottimizzazione del percorso di instradamento

Uno dei principali problemi presentati dal proto-collo Mobile IP è il cosiddetto routing triangolare:tutti i pacchetti destinati al nodo mobile devonoinfatti passare attraverso la propria sottorete di origineprima di giungere a destinazione.

Questo instradamento determina:• un carico aggiuntivo all’interno della rete di casa

del terminale mobile;• un ritardo più elevato nel trasferimento del traf-

fico a destinazione.Una proposta in grado di ovviare a questo pro-

blema, chiamata route optimization [9], prevede diestendere il protocollo mobile IP con un meccanismodi segnalazione che consenta non solo all’home agentma anche a una qualsiasi stazione con cui è in corsoun trasferimento dati a livello IP (nodo corrispon-

Home address

Care-of AddressHome Address

Binding CacheSottoretedi casa

Sottoretevisitata

Tunnel

Internet

HA

FA

Care-of address

HAFA

==

Home AgentForeign Agent

Figura 1 Instradamento del traffico dati con mobile IP.



dente), di apprendere il care-of address associato al ter-minale mobile e di utilizzarlo successivamente perraggiungere il terminale mobile senza transitare per lapropria sottorete di origine.

La grande limitazione della procedura di routeoptimization è la difficile applicabilità pratica cheessa presenta, in quanto richiede di modificare tutti inodi che comunicano con quelli mobili.

L’avvento di IPv6 [10] consentirebbe di superarequesto problema; infatti con la nuova versione delprotocollo IP - la cui introduzione richiederebbe inogni caso un aggiornamento del software su ogninodo di Internet - tutti i terminali (fissi e mobili)dovranno gestire da subito i protocolli di gestionedella mobilità IP, incluso il meccanismo di routeoptimization.

4.3 Gestione della mobilità continua in reti wireless

Per un utente dotato di un terminale portatile conun interfaccia di rete di tipo tradizionale (ad esempioEthernet), lo spostamento all’interno di una rete IP -Internet o di una rete aziendale - comporta la discon-nessione fisica del terminale da una sottorete per poiricollegarlo a una diversa da quella di partenza al ter-mine di uno spostamento.

Nel caso sia disponibile un accesso di tipo wire-less, l’utente può invece rimanere collegato alla reteanche mentre esso è in movimento; si pone perciò ilproblema di come riuscire a garantirgli di continuare aoperare il più possibile indisturbato anche dopo lospostamento in una nuova stazione radio base.Questo requisito si traduce naturalmente nella neces-sità di riuscire a concludere le procedure di gestionedella mobilità nel più ridotto tempo possibile e con laminima perdita di dati e può diventare molto strin-gente soprattutto se l’utente si sposta velocementeed è impegnato in comunicazioni quali quelle di tiporeal-time.

Per meglio comprendere le soluzioni che possonoessere adottate per rispondere a queste esigenze diservizio, va precisato che all’interno di una rete wire-less si possono presentare due tipi di spostamenti(handoff) che devono essere gestiti in modo oppor-tuno per garantire la continuità delle comunicazioni(figura 2): essi sono gli spostamenti tra stazioni radiobase appartenenti alla stessa sottorete IP (handoff dilivello 2) e quelli tra stazioni radio base appartenenti asottoreti IP diverse (handoff di livello 3). Gli handoffdi livello 2 sono più frequenti di quelli di livello 3 inquanto una sottorete IP può comprendere più di unastazione radio base.

Normalmente l’handoff di livello 2 può esseregestito in modo estremamente rapido utilizzando tec-niche di proxy ARP o protocolli di segnalazione ad-hoc per coordinare le stazioni radio base adiacenti.Un handoff di livello 3 comporta, invece, un cambiodi sottorete IP e richiede quindi di modificare repen-tinamente negli spostamenti l’instradamento dei pac-chetti diretti al nodo mobile per non disturbare lecomunicazioni attive. Il protocollo mobile IP con-sente di raggiungere questo obiettivo attraverso unmeccanismo di tunneling controllato dal nodo mobilemediante una procedura di registrazione con l’home

agent. Questa modalità di funzionamento può, però,portare alla perdita di numerosi pacchetti durantel’handoff, in quanto, specie se il nodo mobile è moltolontano dalla rete di casa del terminale, la proceduradi registrazione con l’home agent può causare unritardo non trascurabile (anche dell’ordine delsecondo), durante il quale i pacchetti destinati al ter-minale sono persi perché trasmessi utilizzando infor-mazioni di localizzazione non più valide.

Inoltre, se le sottoreti IP tra le quali il nodomobile si sposta appartengono a domini amministra-tivi diversi (ad esempio nel caso di roaming tra opera-tori), è anche necessaria una fase di autenticazioneaggiuntiva che può far crescere ulteriormente l’inter-vallo di perdita dei pacchetti.

Un altro problema che si può presentare nel casoin cui un terminale mobile in roaming si sposti moltovelocemente all’interno del dominio visitato è l’ele-vato carico di segnalazione mobile IP in transitoverso l’home agent: il terminale mobile è infattitenuto a registrarsi nel corso di ogni spostamento checomporti un cambio di sottorete IP specie in unambiente micro o anche pico cellulare. L’operazionedi registrazione può richiedere l’invio di parecchiedecine di messaggi al minuto.

Nel caso in cui parecchie centinaia di utentidotati di terminale portatile si trovino in roamingall’interno dello stesso dominio amministrativo - adesempio in un centro conferenze o appartenganoalla rete di un operatore - si intuisce che il traffico disegnalazione aggregato, necessario per gestire lamobilità, potrebbe diventare di entità non trascura-bile o addirittura potrebbe congestionare l’accesso aInternet per il sito visitato.

Sono stati proposti numerosi meccanismi perovviare alle limitazioni che la versione base di mobileIP presenta nella gestione di handoff frequenti e veloci(si veda il riquadro di pagina 40). Le soluzioni sono divario tipo ma si basano tutte sull’introduzione di unoschema gerarchico nell’architettura di rete: il protocollo

Rete IP

handoffdi livello 2

handoffdi livello 3

R

B B

sottorete A sottorete B

B

R

BR

==

stazione radio BaseRicevitore

Figura 2 Handoff di livello 2 e di livello 3.



mobile IP di base è utilizzato per gestire la macro-mobilità tra “domini” abbastanza ampi (quali, ad esem-pio, una rete aziendale, la rete di un operatore radiomo-bile, una rete di accesso); questo tipo di mobilità èinfatti generalmente piuttosto raro e quindi non ponerequisiti stringenti sulla velocità con cui gli handoffdevono essere completati.

La gestione della mobilità tra sottoreti IP apparte-nenti allo stesso dominio viene invece realizzataattraverso tecniche di gestione della micro-mobilitàprogettate per essere efficienti e veloci. Il denomina-tore comune di tutte le soluzioni finora proposte con-siste nel gestire localmente la mobilità all’interno di unsingolo dominio amministrativo, senza cioè coinvol-gere l’home agent.

4.4 Smooth handoff

Un miglioramento significativo delle prestazionidi mobile IP nella gestione degli handoff può essererealizzato, oltre che impiegando meccanismi comple-tamente nuovi per la gestione della micro-mobilità,introducendo, anche nella versione base del proto-collo, alcuni accorgimenti idonei per ridurre la per-dita, pur richiedendo al terminale mobile di regi-strarsi presso il proprio home agent durante ogni spo-stamento.

Una di queste soluzioni è il meccanismo dismooth handoff [10]: questo meccanismo prevede cheil nodo mobile, ad ogni cambio di sottorete IP,

comunichi la nuova posizione, oltre che all’homeagent, anche al proprio foreign agent precedente,che quindi può iniziare a reinstradare i pacchettidestinati al nodo mobile verso la nuova destinazioneanche prima che venga completata la registrazionecon l’home agent.

La procedura di smooth handoff può essere resaancora più efficace configurando ogni foreign agent inmodo da memorizzare una parte dei pacchetti giàtrasmessi sull’interfaccia radio. Il nodo mobile puòcosì indicare al foreign agent precedente qual è statol’ultimo pacchetto ricevuto e può richiedere la ritra-smissione di tutti i pacchetti successivi. Questa tec-nica permette di rendere piccola a piacere la perditadurante l’handoff a discapito di un possibileaumento del ritardo sia in termini di valore mediosia di jitter .

L’applicazione del meccanismo di smooth han-doff presenta il vantaggio di ridurre sensibilmente laperdita che si può verificare nel corso di un handoffsenza che sia necessario introdurre modifiche one-rose al mobile IP. Questo protocollo non consentetuttavia di ridurre il carico di segnalazione in transitoverso l’home agent e quindi esso è poco adatto aessere applicato da solo in un ambiente in cui ungrande numero di terminali mobili in rapido movi-mento si trovi in roaming presso lo stesso dominioamministrativo. In questo caso è invece necessarioricorrere ai protocolli di gestione della micro-mobilitàai quali si è fatto cenno nel paragrafo precedente.

LA GESTIONE DELLA MICRO-MOBILITÀ NELLE RETI IP

I protocolli di gestione della micro-mobilità nelle reti IP proposti finora possonoessere suddivisi in due categorie:

• alla prima appartengono i protocolli (ad esempio Cellular IP) che permettono digestire l’instradamento del traffico verso i terminali mobili in roaming medianteprotocolli di routing ad-hoc che non richiedono la presenza di agenti di mobilitàall’interno del dominio visitato. L’idea di base è quella di avere un unico foreignagent localizzato sul router di bordo del sito visitato e di estendere il routing IPintra-domain in modo da creare l’illusione che quest’unico foreign agent e il ter-minale mobile siano sempre localizzati nella stessa LAN, indipendentemente dallaposizione effettiva del mobile all’interno del sito. In questo modo non è più neces-sario che il terminale mobile si registri presso l’home agent nel corso di ogni spo-stamento: infatti, finché il dominio visitato rimane lo stesso, anche il care-ofaddress non cambia;

• alla seconda categoria appartengono invece i protocolli (ad esempio quello regio-nal tunnel management) che, ferma restando la necessità di avere un foreignagent all’interno di ogni sottorete IP, consentono di gestire localmente - cioèsenza coinvolgere l’home agent - tutti i messaggi di registrazione MIP (Mobile IP)che il terminale mobile trasmette dopo ogni suo spostamento. In questo caso sonoquindi mantenute le caratteristiche originali di mobile IP, in quanto il terminalemobile deve necessariamente acquisire un care-of-address diverso al variare dellasua posizione e l’instradamento del traffico ad esso indirizzato continua a esseresvolto mediante tunneling. La differenza di fondo sta nel fatto che i messaggi diregistrazione inviati dal mobile sono di norma elaborati da nuovi agenti di mobi-lità localizzati all’interno del dominio visitato e sono impiegati verso l’home agentsolo in corrispondenza di un cambio di dominio.



4.5 Roaming

In origine il protocollo MIP era stato progettatoper essere utilizzato in una rete flat, cioè in una reteche permettesse la comunicazione tra due termina-zioni (end-to-end) tra tutti gli host. L’architetturaattuale di Internet è però molto più complessa e com-prende domini di ISP e reti Intranet, SecurityGateway e Proxy. In questo contesto, per consentire aun utente mobile di spostarsi liberamente fuori dallapropria rete di casa (roaming), è necessario fornire al

dominio amministrativo destinato a ospitarlo (adesempio a un’azienda partner o alla rete di un opera-tore wireless) gli strumenti che consentano di autoriz-zarne preventivamente l’accesso e che avviino poieventuali procedure di tariffazione.

L’approccio in IETF al problema della gestionesicura e tariffabile del roaming in Internet prevede dilocalizzare sul foreign agent le funzioni di controllodegli accessi alla rete da parte dei terminali mobili (siveda il riquadro riportato in questa pagina). A questoscopo sono in via di definizione le estensioni di

LE ESTENSIONI DEL PROTOCOLLO MOBILE IP PER IL ROAMING

Le estensioni del protocollo MIP (Mobile IP) per il roaming prevedono che l’utentemobile si faccia riconoscere dal dominio visitato tramite un NAI (Network AccessIdentifier) contenente due campi informativi: l’identificativo del dominio amministra-t ivo di appartenenza e quel lo del l ’utente in quel dominio (ad esempio:[email protected]). L’utente mobile comunica il proprio NAI e le proprie cre-denziali, trasmette cioè tutti i dati necessari per verificare l’autenticità della sua iden-tità, nel messaggio di registrazione inviato al foreign agent, che, a sua volta, interrogail server AAA disponibile localmente (con l’AAAF, Foreign AAA Server) per farsi con-fermare l’autorizzazione dell’utente ad accedere alla rete. Questo server però non ègeneralmente in grado di decidere da solo, ma deve interagire con il server AAA(AAAH, Home AAA Server) situato nel dominio di appartenenza dell’utente mobile(individuato attraverso il NAI), che, in genere, è l’unico sito in grado di verificarne lecredenziali e di auto-rizzarne eventual -mente l ’accesso inroaming sulla basedel profilo di servi-zio. Si realizza cosìlo schema di funzio-namento i l lustratonella figura A.

Se la procedura diautorizzazione haesito positivo, il ser-ver AAA del dominiovisitato può dare ilconsenso al foreignagent perché con-ceda a l terminalemobile di accederealla rete. Nel caso incui la rete visitata siaprotetta da firewall,lo stesso server AAApuò anche riconfigurarne automaticamente le liste di accesso in modo che al trafficogenerato dal terminale mobile sia concesso di uscire verso Internet. Al termine diqueste operazioni, la normale procedura di registrazione MIP può essere avviata el’utente può iniziare a comunicare.

La soluzione architetturale sopra descritta richiede che esista una relazione di sicurezzapre-configurata tra ogni coppia di server AAA. La complessità di questa soluzione crescenaturalmente con il quadrato del numero di domini tra i quali esistono accordi di roa-ming e può quindi risultare non accettabile. Un modo per migliorare la scalabilità del-l’architettura è quello di fornire una gerarchia al sistema di AAA server utilizzando fun-zioni di proxy o di redirect, come nel caso del DNS (Domain Name System).

AAAAAAFAAAHFA

Authentication Authorization and AccountingForeign AAA ServerHome AAA ServerForeign Agent

====

FWHAMIPMN

FireWallHome AgentMobile IPMobile Node

====

FA

AAAF

Policy

Dominio visitato(Foreign)

HA

Dominio di appartenenza(Home)

FW FWInternet

Protocollo diAAA

abilitazione alla comunicazione

MIP conle credenziali di MN

MN

Policy Profilo Utenti

AAAH

Figura A Autorizzazione all’accesso in roaming di un utente in un dominio daesso visitato.



mobile IP che consentiranno di acquisire al FA(Foreign Agent) - all’atto della registrazione - informa-zioni particolareggiate circa l’identità e la provenienzadel nodo mobile. Sono inoltre allo studio un’architet-tura e un protocollo di AAA (Authentication,Authorization, Accounting) che consentano al FA didecidere se accettare una richiesta di accesso intera-gendo con i server centralizzati (server AAA) dove nor-malmente risiedono sia le informazioni sui profili diservizio degli utenti sia i criteri di impiego della reteimpostate dall’amministratore.

Va sottolineato, tuttavia, che, oltre ai servizi dimobilità basati su mobile IP, sono disponibili altrinumerosi tipi di servizio che richiedono la predisposi-zione di un’infrastruttura di AAA per autorizzare etariffare opportunamente l’accesso di un utente a uninsieme di risorse di rete (ad esempio l’accesso dial-up da parte di utenti in roaming).

L’IETF è perciò impegnata ora nella definizionedi un’architettura e di un protocollo di AAA sufficien-temente generali e flessibili in modo che possano ser-vire da base per realizzare in Internet un’infrastrut-tura di AAA comune, in grado di gestire un ampiospettro di servizi e di applicazioni.

Il protocollo di AAA che sarà utilizzato a questoscopo dovrà essere molto probabilmente un nuovoprotocollo, in quanto quelli esistenti - ad esempio ilRADIUS (Remote Access Dial In User Service) - nonsembrano avere le caratteristiche per soddisfare tutti irequisiti imposti dal mobile IP e dalle altre applica-zioni che dovranno servirsi di esso. Sembra oggi rice-vere maggior favore la proposta che prevede a questofine un protocollo di AAA completamente nuovodenominato DIAMETER [11]. Per questo protocollosono già state specificate anche le estensioni necessa-rie per l’interazione con mobile IP [12] e dovrebberoessere disponibili a breve i primi prototipi.

5. Scenari evolutivi

Lo sviluppo di servizi dati innovativi per utenzamobile sta portando alla coesistenza di molti tipi direti wireless, che differiscono per la banda disponi-bile, per le zone di copertura, per le tecnologied’accesso radio e per i protocolli di interconnes-sione. Lo sviluppo dei protocolli in ambito Internete la disponibilità di soluzioni avanzate per lagestione della mobilità, rende le tecnologie IP con-venienti sia per l’interconnessione di reti differentisia per la progettazione di nuove architetture direte.

5.1 Reti wireless sovrapposte (Overlay networks)

I servizi dati IP per utenti mobili sono oggi offerti,come si è già detto, utilizzando diversi tipi di reti e disoluzioni tecnologiche, tra cui il GSM, il GPRS, le retisatellitari, le reti wireless metropolitane (ad esempioMetricom) e le Wireless LAN. Tuttavia, nessuna diqueste soluzioni può essere considerata veramenteuniversale e non è ipotizzabile che una sola tecnologiaprevalga in futuro. Le diverse soluzioni sono infattidedicate a differenti tipi di servizi, richiedono termi-

nali anche molto diversi tra loro e hanno caratteristichedissimili in termini di copertura geografica, banda eritardo. Di conseguenza, consentire all’utente di muo-versi in modo trasparente tra reti wireless distinte saràprobabilmente il modo migliore per fornire la più vastagamma di servizi ovunque ed in modo economica-mente vantaggioso per l’utente e presumibilmenteanche per l’operatore di rete.

In particolare, è ragionevole attendersi che unastessa regione geografica sarà coperta da parecchiereti wireless sovrapposte (overlay networks). In unoscenario di questo genere, spetterà all’utente deci-dere quando muoversi da una rete di accesso wire-less a un’altra (realizzando quello che normalmenteè chiamato handoff verticale) sulla base della sua ubi-cazione oppure su considerazioni quali il rapportotra costo e prestazioni o la necessità di soddisfare nelmiglior modo possibile le esigenze di qualità del ser-vizio (intesa come grado di perdita, ritardo, …) diuna specifica applicazione [13]. Ad esempio, unutente mobile che si trovi all’interno del proprioufficio vorrà presumibilmente accedere a Internet oai servizi Intranet della propria azienda utilizzandola rete wireless LAN a 11 Mbit/s disponibile local-mente, anche se quella stessa zona è coperta da unarete wireless metropolitana (ad esempio da quellaMetricom), o da una rete GSM con GPRS ovvero dauna rete satellitare.

Quello stesso utente avrà però bisogno di ese-guire un handoff trasparente su una rete wirelessgeografica con una minore disponibilità di banda perpoter continuare a comunicare senza interruzionianche mentre si sta muovendo fuori dal proprio uffi-cio.

5.2 Interlavoro tra reti wireless sovrapposte

Non è in pratica disponibile al momento alcuntipo di integrazione tra le diverse reti dati perutenza mobile oggi impiegate, ma ciascuna di esseha proprie procedure per l’autenticazione degliutenti e per la gestione della mobilità. Non è quindipossibile per un utente muoversi in modo traspa-rente tra overlay networks, in quanto ogni volta checambia la rete wireless sulla quale opera, gli viene ingenere assegnata una diversa identità (cioè unnuovo indirizzo IP) e tutte le comunicazioni in corsosono abbattute.

Per risolvere in modo efficiente questi problemi eper consentire a un utente di muoversi in modo tra-sparente da una rete all’altra mantenendo la propriaidentità, occorre utilizzare un protocollo comune pergestire la mobilità inter-domain; si presume che, nellefuture reti dati mobili, le tecnologie IP descritte neiparagrafi precedenti saranno utilizzate con questoobiettivo. Sarà possibile, in particolare, realizzarel’interconnessione tra reti wireless eterogenee attra-verso un backbone IP comune (ad esempio Internet)e, in questo scenario, il protocollo mobile IP potràessere utilizzato validamente per gestire la mobilitàdi utente tra una rete e l’altra. In questo modo a unqualsiasi utente dotato di un terminale portatile mul-timodo (laptop, PDA, …) sarà consentito di muoversiin modo trasparente tra domini wireless, differenti



dal punto di vista amministrativo e tecnologico, macontinuando a essere raggiungibile al proprio indi-rizzo di casa (figura 3).

È opinione oggi diffusa che la versione base delprotocollo mobile IP, eventualmente arricchita conla funzionalità di smooth handoff, consentirà digestire questo tipo di mobilità, in quanto è ragione-vole attendersi che l’handoff verticale tra overlaynetworks non sarà un evento molto frequente. Sarànecessario invece disporre dell’infrastruttura di AAAcomune, illustrata nel paragrafo 4.5, per poter auten-ticare, autorizzare e tariffare opportunamente gliutenti in roaming.

5.3 Evoluzione delle architetture di rete verso IP

Sia gli operatori cellulari sia gli ISP - unitamente aicorrispondenti Enti di normativa (soprattutto 3GPP eIETF) - seguono con grande attenzione la possibilitàdi impiegare la tecnologia IP ele estensioni che su di essasaranno attuate per la gestionedi sicurezza e mobilità ancheall’interno delle singole retiwireless.

Possono essere indivi-duate numerose architettureper reti di accesso wireless; seda un lato gli ISP sono pro-pensi ad adottare una solu-zione completamente basatasu IP, gli operatori radiomobilihanno a disposizione un ven-taglio di possibilità: partendoinfatti dai servizi dati a com-mutazione di circuito disponi-bili nelle attuali reti cellulari -ad esempio il servizio CSD(Circuit Switched Data) delGSM - dove non si ha alcunatraccia di IP nella rete - ecce-zion fatta per un’IWF

(InterWorking Function) postaai bordi della stessa - sonopossibili numerosi migliora-menti architetturali per realiz-zare una soluzione di rete piùorientata a IP (figura 4).

Una prima possibilità consi-ste nel continuare a utilizzarele tecnologie tipiche delle retiradiomobili tradizionali - VLR(Visited Location Register), HLR(Home Location Register),segnalazione a canale comunedel tipo SS7, ... - per gestire lamobilità ma, al tempo stesso,nello sviluppare una nuovainterfaccia radio a pacchettoottimizzata per le comunica-zioni dati e servirsi di unbackbone IP comune in mododa realizzare in maniera piùefficiente il trasporto dei dati

tra le diverse reti di accesso radio, le RAN (Radio AccessNetwork). Questa soluzione è quella adottata nelsistema GPRS, che alcuni operatori hanno messo incampo nel corso del 2000. In questo caso, il protocollomobile IP può essere utilizzato solo per gestire lamobilità tra reti di operatori diversi come illustrato nelparagrafo precedente. La funzione di foreign agentpuò quindi essere localizzata ai bordi della rete e inparticolare sul GGSN (Gateway GPRS Support Node).

Una seconda soluzione - presa in considerazioneall’interno del 3GPP per le reti radiomobili di terzagenerazione - consiste nell’utilizzare il protocollomobile IP per gestire la macro-mobilità dei terminalitra le reti di accesso radio, servendosi invece di tecno-logie appositamente sviluppate per le reti cellulari(ad esempio per il GPRS e per le sue evoluzioni) pergestire la micro-mobilità tra stazioni base apparte-nenti alla stessa RAN. Ad esempio, nel caso delGPRS evoluto che si pensa di util izzare

p

AAA

AAABSCBTSCSDFAGGSNGPRSGSM

========

GWHAIGSNIWFMSCNASRSGSN

Authentication Authorization and AccountingBase Station ControllerBase Transceiver StationCircuit Switched DataForeign AgentGateway GPRS Support NodeGeneral Packet Radio ServiceGlobal System for Mobile Communications

GateWayHome AgentIntegrated GPRS Support NodeInterWorking FunctionMobile Switching CentreNetwork Access ServerRicevitoreService GPRS Support Node

========

Soluzionefull IP

GPRSStandard

GPRSEvoluto

BTS BTS BTS BTS BTS BTS NAS NAS NAS NAS

BSCBSCBSC

MSC

GW

Internet

R

GW

RFA

FA IWF

HA

FA IGSNSGSN

Backbone IPGSMCSD Backbone IP Backbone IP

CellularIP

AccessoIP

AccessoIP

FA GGSN

p

Figura 4 Architetture IP per reti wireless.

HA

Backbone IP

WLANIndoorWLAN

Indoor

ReteGPRS

ReteGPRS

ReteSatellitare

ReteSatellitare

R

B B

AAA

FA

AAA

B B B B

RR

AAABBSFA

====

Authentication Authorization and AccountingStazione radio baseBase StationForeign Agent

GPRSHARWLAN

====

General Packet Radio ServiceHome AgentRicevitoreWireless LAN

R

BS

Figura 3 Scenario integrato con reti sovrapposte.



nell’UMTS, questa scelta comporta che la funzio-nalità di foreign agent mobile IP può essere spintafino al confine della rete di accesso radio, localiz-zandola sull’elemento di rete, denominato IGSN(Integrated GPRS Support Node), che contiene la fun-zione di SGSN e GGSN.

Infine, la soluzione più innovativa consiste nellospingere l’IP fino alle stazioni radio base, realizzandoun’infrastruttura di rete completamente IP sia nellarete di accesso sia in quella core. Ogni stazione radiobase può essere così considerata alla stregua di un NAS(Network Access Server) dotato di interfacce radio e pro-tocolli di mobilità IP. Questa scelta si basa sull’idea diservirsi di mobile IP e delle sue estensioni gerarchicheper gestire la macro-mobilità nella rete core ma anche lamicro-mobilità in rete di accesso e di ricorrere ai mec-canismi di AAA basati su IP per realizzare le funzionidi autenticazione, autorizzazione e tariffazione.

Questa soluzione presenta alcuni vantaggi dirilievo, tra i quali sembra opportuno citare la possi-bilità di effettuare: il routing ottimale a livello IP,un’integrazione più semplice e completa con la reteInternet e le altre reti IP fisse e l’abbandono dellasegnalazione a canale comune SS7. Inoltre, l’ado-zione di una soluzione architetturale tutta IP lasciaaperta anche la possibilità di offrire sia il serviziofonico sia quello dati con una sola infrastruttura direte, sfruttando tecnologie emergenti quali la foniasu IP, VoIP, e al contempo la possibilità di offrirediversi profili di qualità del servizio QoS nel trasfe-

rimento di flussi IP.La possibilità di realizzare una rete wireless com-

pletamente basata su IP per l’offerta di servizi dati autenti mobili rappresenta dunque una prospettiva disicuro interesse sia per gli operatori radiomobili siaper gli ISP. Gli operatori, infatti, hanno l’opportunitàdi far evolvere nel medio-lungo termine le propriereti cellulari (ad esempio quelle GSM o UMTS)verso una soluzione architetturale ottimizzata peroffrire, in modo efficiente ed economicamente van-taggioso, servizi integrati di voce e di dati.

Gli ISP di Internet, che possiedono già un’infra-struttura di rete completamente IP sia nel backbonesia nell’accesso, possono invece estendere le proprieofferte di servizio - tradizionalmente rivolte ad unautenza fissa o con limitate esigenze di mobilità(quale, ad esempio, un accesso remoto su linea com-mutata) - verso il mercato delle comunicazioni wire-less in ambito indoor ed outdoor.

5.4 IPv6, la nuova versione del protocollo IP

Nei prossimi anni si prevede che un numero viavia crescente di utenti utilizzerà un’ampia varietà diterminali wireless (telefoni cellulari di nuova genera-zione, laptop, palmtop, PDA, …) per navigare inInternet e per accedere ai servizi Intranet della pro-pria azienda. Alcune previsioni di crescita parlanoaddirittura di un miliardo di nuovi terminali IP wire-less connessi a Internet entro il 2005.

IL PROTOCOLLO IPV6

Il protocollo IPv6 è la nuova versione del protocollo IP progettata per sostituire quellaoggi impiegata in Internet (IPv4). Lo sviluppo di IPv6 si è reso necessario per risolverein via definitiva i due problemi fondamentali che potrebbero limitare la crescita diInternet nei prossimi anni, ovvero il progressivo esaurimento dello spazio di indirizza-mento IPv4 e l’esplosione delle tabelle di instradamento dei router di backbone.

IPv6 risolve il problema dell’esaurimento degli indirizzi IP adottando uno spazio diindirizzamento espanso su 128 bit contro i 32 bit di IPv4. La disponibilità di indi-rizzi più lunghi, oltre ad assicurare un margine di crescita pressoché illimitato, con-sente di organizzare la rete Internet su un numero arbitrario di livelli gerarchici; equesta caratteristica, unita all’adozione di una politica di assegnazione degli indirizzirispecchiante fin dall’inizio questa gerarchia, assicurerà la massima aggregazionedelle informazioni di raggiungibilità e quindi la scalabilità del routing.

Altre funzioni del protocollo IPv6 sono state sviluppate per rispondere alle nuoveesigenze che si sono manifestate tra gli utenti di Internet nel corso degli ultimi anni.IPv6 include perciò anche un supporto nativo ed efficiente per sicurezza e integritàdei dati, autoconfigurazione, qualità del servizio (QoS), mobilità e multicasting.

L’attività di standardizzazione di IPv6 ha raggiunto oggi un elevato grado di maturitàe sono disponibili più di cinquanta sviluppi del protocollo già messi a punto o in viadi completamento, tra i quali quelli messi a punto dai maggiori costruttori di router.Dal 1996 è in continua crescita una sperimentazione a livello mondiale del proto-collo IPv6, la rete 6Bone, che conta oggi circa quattrocento sedi in quarantunonazioni (costruttori, ISP, Università e Centri di ricerca) e che utilizza operativamentecirca venticinque sviluppi diversi del protocollo.

Informazioni ulteriori possono essere trovate nel sito: http://carmen.cselt.it/ipv6.



Di fronte a queste previsioni appare evidente chesolo impiegando la nuova versione del protocollo IP(IPv6) sarà possibile sostenere negli anni a venire lastraordinaria crescita del mercato dei servizi Internetmobili continuando ad assegnare agli utenti indirizziIP permanenti e globalmente unici; con quest’ap-proccio è garantita la scalabilità del sistema e la mas-sima flessibilità verso l’introduzione di nuovi servizi.

Inoltre, IPv6 (si veda il riquadro di pagina 44) sup-porta in modo nativo una versione del protocolloMobile IP, ottimizzata rispetto a quella definita perIPv4. Oltre alla già citata disponibilità di procedure diottimizzazione del percorso di instradamento inte-grate nel protocollo di base, altri miglioramenti dirilievo introdotti da Mobile IPv6 sono:• la riduzione del carico di rete dovuto ai messaggi

di segnalazione, dal momento che essi possonoessere trasportati all’interno degli stessi pacchettidati in transito tra sorgente e destinazione e nonrichiedono messaggi appositi;

• la maggiore velocità nella gestione dell’handoff,che è sempre controllato direttamente dal termi-nale mobile in tutte le fasi della comunicazione;

• il miglioramento significativo dell’affidabilità delsistema, grazie alla presenza di strumenti innova-tivi per ridondare l’home agent;

• la disponibilità di meccanismi più efficienti per ilsuperamento di firewall, security gateway e routerconfigurati con filtri e liste d’accesso costituite subase indirizzo.L’integrazione ottimale dei meccanismi di

gestione della mobilità all’interno di IPv6 consente diraggiungere un’elevata efficienza nell’utilizzo dellabanda radio, che non risulta pregiudicata neppure dalfatto che l’intestazione dei pacchetti IPv6 è di dimen-sione doppia rispetto a quella dei pacchetti IPv4.Infatti, per entrambi i protocolli, possono essere uti-lizzati meccanismi di compressione dell’intestazioneche annullano le differenze.

L’uso di IPv6 elimina anche la necessità di avere ilforeign agent, in quanto non si ha carenza di indirizzie sono disponibili meccanismi evoluti di autoconfigu-razione dei terminali che possono essere utilizzati dalterminale mobile per acquisire un indirizzo validoall’interno della sottorete visitata. Questa possibilitàcomporta che con IPv6 non è richiesto che la rete visi-tata sia mobility aware, e quindi è permesso agli utentidi spostarsi “virtualmente” in roaming ovunque.

I vantaggi suddetti fanno di IPv6 e mobile IPv6 lesoluzioni tecnologiche ideali per far evolvere le futurereti wireless per servizi dati verso architetture sem-plici, scalabili e facilmente integrabili con Internet. Latransizione verso IPv6 sarà quindi una delle sfide dimaggior importanza che gli ISP e gli operatori mobilidovranno affrontare nei prossimi anni.

6. Una soluzione architetturale interamentebasata su IP

La disponibilità di protocolli avanzati digestione della mobilità IP, illustrati nel paragrafo 4,sta rendendo concretamente possibile la realizza-zione di una rete dati mobile completamente basata

su IP in grado di assicurare tutti i vantaggi illustratiin precedenza (quali, ad esempio, la possibilità dioffrire servizi integrati voce e dati su un’unica infra-struttura, l’integrazione ottimale con i serviziInternet) senza dover rinunciare al requisitominimo di offrire da subito almeno gli stessi servizidati e le stesse garanzie di qualità disponibili nellereti cellulari esistenti o in servizi di prossima intro-duzione (ad esempio il GPRS).

Possono essere certamente individuate numerosesoluzioni architetturali per realizzare una rete wirelesstutta IP che risponda a questi requisiti, in quanto èpossibile impiegare molti modi per integrare le tecno-logie e i protocolli illustrati in precedenza in modo daoffrire un servizio di mobilità IP su larga scala conelevate prestazioni nella gestione degli handoff e conle necessarie funzionalità di autenticazione, autorizza-zione e tariffazione degli utenti. Tuttavia - traendospunto da come sono strutturate ora le reti IP degliISP e le reti cellulari degli operatori radiomobili - l’ar-chitettura generale di una futura rete dati mobilecompletamente basata su IP potrebbe essere quellamostrata nella figura 5.

L’infrastruttura di rete comprende un backboneIP che interconnette un insieme di reti di accessowireless in tecnologia IP: questa struttura ricalca piut-tosto fedelmente quella tipica della rete di un ISPche offre all’utenza residenziale servizi di accesso aInternet, con la differenza fondamentale che in que-sto caso i NAS (Network Access Server) non terminanoconnessioni dial-up ma sono dotati di interfacce wire-less. Il backbone IP può, anche, essere interconnessoa Internet attraverso un router che svolge la funzionedi gateway, sul quale potrebbe essere collocata anche

AAADNSFAGWHANASR

Authentication Authorization and AccountingDomain Name SystemForeign AgentGate WayHome AgentNetwork Access ServerRicevitore

=======

NASNAS

Rete IPdi accesso

Cellular IP,FA Hierarchy,

altri...

Micro-Mobilità(locale)

Macro-Mobilità(regionale)

NASNAS

RFA

Rete IPdi accesso

GW

R FA

R

HA AAAaltri

serviziDNS

Internet

Backbone IP

Mobile IP +Smooth Handoff

Centro Servizi

Figura 5 Architettura di rete dati mobile completamen-te basata su IP.



la funzionalità di firewall o di security gateway.Una rete così realizzata potrebbe costituire la

rete pubblica di un operatore radiomobile che offreservizi dati per utenti mobili in ambito metropoli-tano o su scala nazionale, oppure potrebbe essereuna rete aziendale in tecnologia WLAN (WirelessLAN). Nel primo caso le reti di accesso sono quelleradio che coprono in modo capillare le singole areemetropolitane, mentre il backbone IP che le inter-connette è normalmente una rete di router distri-buiti sul territorio. Nel caso di un’azienda, invece, lereti di accesso sono in genere le reti Intranet in tec-nologia WLAN che coprono le sedi remote o idiversi edifici di una stessa azienda, mentre il back-bone IP, che ne realizza l’interconnessione, coincidecon la rete di backbone aziendale.

In entrambi i casi una rete di accesso wireless èsufficientemente estesa da potersi ritenere che lastragrande maggioranza degli spostamenti di unutente dotato di laptop o PDA avvenga tra NASappartenenti alla stessa rete di accesso più che traNAS appartenenti a reti di accesso diverse. Lagestione della mobilità (che può essere anche moltofrequente) tra le stazioni radio base appartenentialla stessa rete di accesso wireless, conviene perciòeffettuarla utilizzando uno dei protocolli di gestionedella micro-mobilità illustrati in precedenza. Lamobilità (molto meno frequente) tra reti di accessodiverse può essere gestita invece efficacemente uti-lizzando la versione base del protocollo mobile IP,eventualmente estesa con il meccanismo di smoothhandoff per ridurre al minimo la perdita di dati chesi può presentare durante uno spostamento.

Il corretto funzionamento di queste procedurerichiede che, all’interno della rete dell’operatore (oall’interno dell’azienda nel caso di una rete corporatein tecnologia WLAN), siano disponibili alcuni serverin grado di gestire efficacemente la mobilità, nonchél’autenticazione, l’autorizzazione e la tariffazione degliutenti connessi. Quest’architettura di rete è adatta agestire in modo sicuro e a tariffare un ampio spettro discenari di mobilità. Può in particolare essere gestitosenza problemi sia un utente di casa - che può spo-starsi liberamente con il proprio laptop o PDA dotatodi interfaccia wireless all’interno del dominio dell’o-peratore con il quale ha sottoscritto il servizio - sia unutente di un altro operatore in roaming.

In entrambi i casi, nel momento in cui l’utentecerca di connettersi alla rete, esso si fa riconoscerefornendo il proprio NAI (Network Access Identifier) - adesempio [email protected] - e le proprie creden-ziali e il server AAA dell’operatore può decidere inmodo autonomo se autorizzarne l’accesso - nel caso sitratti di un proprio cliente - oppure di interagire con ilserver AAA della propria rete di casa, qualora si trattidi un utente in roaming. In entrambi i casi l’utentepuò, comunque, possedere e voler utilizzare un indi-rizzo IP statico oppure può richiedere che glienevenga assegnato uno nuovo in modo dinamico dal-l’operatore che lo sta ospitando oppure dal propriooperatore di casa (cioè da quello con cui ha sotto-scritto il servizio).

Nel caso in cui un utente in roaming si connettautilizzando un indirizzo IP proprio, o assegnato dina-

micamente dal suo home provider all’atto della regi-strazione, l’home agent non si trova nella rete dell’o-peratore che sta ospitando il terminale mobile, ma èlocalizzato nella propria rete, che, in linea di princi-pio, può trovarsi in qualunque posizione all’internodella rete Internet.

Questa situazione non pregiudica, tuttavia, in nes-sun modo il funzionamento delle procedure digestione della mobilità, che sono del tutto indipen-denti dalla posizione dell’home agent, ma influiscesolo sul percorso seguito dal traffico dati indirizzato alterminale mobile. Nel caso in cui, per un qualunquemotivo, un operatore di rete wireless volesse inibirequesta modalità di funzionamento, lo potrebbecomunque fare impostando opportune policy sul serverAAA che, come si è detto, autorizza gli accessi degliutenti.

Quando all’utente è permesso di accedere allarete dati wireless, se il profilo di servizio ad esso rela-tivo e le policy dell’operatore lo consentono, egli puòanche entrare in modo trasparente nella rete di unaltro operatore o presso la WLAN di un’azienda, rea-lizzando l’handoff verticale chiarito nel paragrafo 5.1.

Un caso particolare di questo tipo di spostamentosi ha quando un utente esce dal proprio ufficio por-tando con sé il proprio laptop con interfacce radiomultimodo e si sposta in modo trasparente all’in-terno di una rete wireless WAN come quella GSM.È interessante sottolineare che in questo caso, uti-lizzando i meccanismi di AAA illustrati nel paragrafo4.5, non è necessario che l’utente abbia una qualun-que forma di contratto con l’operatore che gestiscela rete WAN, ma è sufficiente che esista un accordodi roaming, e quindi una relazione di sicurezza, trala sua azienda e l’operatore. Questa situazionepotrebbe quindi essere configurata come un servizioofferto da un operatore di rete wireless alle aziendeche hanno molti dipendenti che spesso si spostanofuori dalla propria sede per lavoro.

7. Conclusioni

L’evoluzione del mercato dei servizi dati perutenti mobili porterà molto probabilmente alla coe-sistenza, in ambito indoor ed outdoor, di un grandenumero di reti wireless sovrapposte (overlaynetworks) con caratteristiche anche molto differentil’una dall’altra e gestite da attori diversi (quali adesempio ISP, operatori radiomobili). Le tecnologietipiche del mondo Internet, cioè il protocollo IP (inparticolare nella sua nuova versione, IPv6) e leestensioni per esso previste per sicurezza e mobilità,sembrano essere le più convenienti per realizzarel’interlavoro tra reti dati wireless eterogenee, esatta-mente come negli ultimi vent’anni hanno mostratodi esserlo per le reti di dati cablate.

Un’altra opportunità molto promettente per ope-ratori radiomobili e ISP - già allo studio pressonumerosi Enti di normativa quali l’IETF - potràessere la migrazione verso architetture completa-mente basate su IP anche all’interno di ogni singolarete wireless. Nonostante l’elevato grado di innova-zione che la contraddistingue, questa soluzione



potrebbe diventare presto del tutto realizzabile dalpunto di vista tecnico, utilizzando - per la gestionedi mobilità, autenticazione, autorizzazione e tariffa-zione degli utenti - i protocolli innovativi chel’IETF sta sviluppando per Internet.

Nell’affrontare l’effettiva messa in campo di unasoluzione di rete wireless completamente basata suIP, si può ipotizzare che - compatibilmente con lamaturità delle tecnologie richieste - ogni operatoreseguirà il percorso evolutivo più adatto alla propriaposizione sul mercato e alle proprie priorità di busi-ness (ad esempio client retention piuttosto che offertadi servizi altamente innovativi).

Sulla base di questa considerazione, l’impiego disoluzioni di rete assai innovative completamentebasate su IP, potrà avvenire nel breve e nel medioperiodo solo in ambienti indoor, oppure, laddove laregolamentazione nell’utilizzo dello spettro radio loconsenta, nel caso degli operatori mobili che sistanno affacciando solo ora sul mercato dei servizioutdoor (ad esempio i nuovi operatori radiomobili ei mobile ISP, di cui Metricom è un esempio significa-tivo negli Stati Uniti). È ragionevole invece atten-dersi che nei prossimi anni la necessità di ottimiz-zare l’accesso radio per i servizi in fonia (che conti-nueranno ancora per molto tempo a rappresentare laprincipale fonte di guadagno) e di salvaguardare gliinvestimenti riutilizzando il più possibile l’infra-struttura di rete esistente, continuerà a essere il vin-colo principale per gli operatori cellulari incumbent.Per questo motivo, molto probabilmente i gestoritradizionali avvieranno la migrazione verso soluzionidi rete completamente IP solo dopo aver introdotto isistemi radiomobili di terza generazione (UMTS).

In ogni caso, indipendentemente dal percorsoevolutivo che sarà seguito dai diversi attori presentisul mercato, una soluzione di rete wireless tutta IP -per l’offerta di servizi dati ad utenti mobili - è sicu-ramente una prospettiva verso la quale tutti gli ope-ratori e gli ISP potrebbero realisticamente conver-gere e come tale merita di essere presa in esame eapprofondita da ogni operatore che si trovi a doverdecidere attraverso quali passi intermedi desideri farevolvere la propria rete.

[1] Guardini, I.; D’Urso, P.; Fasano, P.: The role ofInternet technology in future mobile data systems.«IEEE Communications Magazine», novem-bre 2000.

[2] General Packet Radio Service (GPRS); Servicedescription; Stage 1. ETSI GTS GSM 02.60v6.1.0.

[3] Avattaneo, M.; Castellani, A.; Fioretto, G.: Conil GPRS anche il GSM trasmette a pacchetto. Inquesto stesso numero del «Notiziario TecnicoTelecom Italia», pp. 86-100.

[4] Special Issue, Third Generation Mobile Systems inEurope. «IEEE Personal CommunicationsMagazine», Vol. 5, n. 2, aprile 1998.

[5] Anzilotti, A.; Bellezza, F.; Iuso, F.: Nuovi scenaridi interconnessione per l’accesso a Internet.«Notiziario Tecnico Telecom Italia», supple-mento all’Anno 9, n. 1, aprile 2000, pp. 84-91.

AAA Authentication Authorization andAccounting

AAAF Foreign AAA ServerAAAH Home AAA ServerBS Base StationBSC Base Station ControllerBTS Base Transceiver StationCDMA Code Division Multiple AccessCSD Circuit Switched DataDNS Domain Name SystemFA Foreign AgentFW FireWallGFA Gateway Foreign AgentGGSN Gateway GPRS Support Node

GPRS General Packet Radio ServiceGSM Global System for Mobile

CommunicationsGW GateWayHA Home AgentHLR Home Location RegisterHSCSD High Speed Circuit Switched DataIETF Internet Engineering Task ForceIGSN Integrated GPRS Support NodeISM Industrial, Scientific and MedicalISP Internet Service ProviderIWF InterWorking FunctionKDC Key Distribution CenterLAN Local Area NetworkMIP Mobile IPMN Mobile NodeNAI Network Access IdentifierNAS Network Access ServerPDA Personal Digital Assistant PSTN Public Switched Telephone NetworkRADIUS Remote Access Dial In User ServiceRAN Radio Access NetworkSGSN Service GPRS Support NodeSIP Session Initiation ProtocolSMS Short Message Service SS7 Signalling System #7UMTS Universal Mobile Telecommunications

SystemVLR Visited Location RegisterWAP Wireless Application ProtocolW-CDMA Wideband-Code Division Multiple

AccessWLAN Wireless LAN



Paolo Fasano si è laureato in IngegneriaElettronica nel dicembre 1988 presso ilPolitecnico di Torino. Sempre presso lo stessoPolitecnico, nel 1993 ha conseguito il Dottoratodi Ricerca in Ingegneria Elettronica discutendouna tesi sulla progettazione di dispositivi opto-elettronici. Durante il periodo di studi per ilDottorato, nel 1991 ha lavorato per alcuni mesi alLEMO (Laboratoire d’ElectromagnétismeMicroondes et Optoélectronique) presso ilPolitecnico di Grenoble (Francia), dove ha

sviluppato metodologie di simulazione e analisi per i dispositivi opto-elettronici. In CSELT (oggi TILAB) opera dal maggio del 1993, dovesi è inizialmente occupato di reti e servizi a larga banda partecipandoalle prime sperimentazioni geografiche a livello europeo di reti intecnologia ATM (Asynchronous Transfer Mode). In questo contestoha contribuito ad alcuni progetti finanziati dallo Stato Italiano (inparticolare al progetto finalizzato telecomunicazioni) e dalla ComunitàEuropea (il progetto NICE, National Host InterconnectionExperiments) e a collaborazioni bilaterali come quella tra CSELT eCNET, il Centro di ricerca di France Télécom. Successivamente haspostato i suoi interessi sui servizi di rete basati sull’Internet Protocol(IP) e dal 1995 partecipa attivamente a numerosi gruppi di lavorodell’IETF (Internet Engineering Task Force): ha preso parte aiGruppi che studiano il trasporto di IP sulle tecnologie di rete di livelloinferiore, a quelli che si occupano di qualità di servizio a livello IP, aquelli che sviluppano la nuova versione di IP, IPv6, e a quelli chestudiano le problematiche collegate alla mobilità in reti IP. Dal 1996 èresponsabile di progetti di ricerca nel settore del “Networking”. Èoggi il coordinatore di un progetto denominato “Corporate ServiceNetworks” all’interno del quale sono sviluppati i prototipi di nuoviservizi di rete per utenza business, quali VPN-IP (Virtual PrivateNetworks), soluzioni di telefonia basate su IP, servizi di gestione ePolicy Administration. Paolo Fasano è anche autore di numerosepubblicazioni su riviste tecniche internazionali.

Guglielmo Girardi nel luglio 1969 si èlaureato in Ingegneria Elettronica presso ilPolitecnico di Torino. Nell’agosto dello stessoanno è stato assunto in CSELT (oggi TILAB),con attività di ricerca che ha inizialmenteriguardato la tematica “Digital SignalProcessing” relativamente alla specifica, laprogettazione e la verifica di sistemi numericiper apparecchiature d’utente e di segnalazionenel campo dei prototipi sperimentali di centralinumeriche. Dopo tale periodo ha operato

nell’area CAD per circuiti numerici, occupandosi della fasearchitetturale del processo di progettazione dell’hardware: editorgrafici per interfacce utente, basi-dati, metodi di progettazione basatisu algoritmi di sintesi automatica, tecniche di intelligenza artificiale,linguaggi formali di descrizione e simulatori al livellocomportamentale e strutturale. Sin dalla fine degli anni Ottantaopera nelle tecnologie e nei servizi di “Networking”, comeresponsabile di diversi progetti e cooperazioni nazionali edinternazionali quali: “General Manager” del progetto ESPRIT II2510, IACIS (Intelligent Area Communication and InformationSystem) dal 1988 al 1992; coordinatore del gruppo di integrazione del“Test-bed ATM” - uno dei risultati del progetto finalizzatotelecomunicazioni finanziato dal CNR - dal 1992 al 1995; consulentetecnico di “ItalHost” (il National Host Italiano per ospitare a livellonazionale gli esperimenti previsti dall’Unione Europea all’internodel Quarto Programma Quadro), dal 1995 al 1996; coordinatore perCSELT di esperimenti su servizi di networking ed applicazionimultimediali condotti usando la rete “Pilota ATM Europea” (“ATMPilot” e “JAMES”), come: NICE (National Host InterconnectionExperiment); DASL (Distributed ATM high-speed Service Lab),che fa parte di una cooperazione bilaterale fra CNET (Centro diricerca di France Télécom) e TILAB. È ora responsabile del“Centro di Competenza” “Reti Corporate: Integrazione Reti eServizi”, dell’Area “Networking”, e guida un Gruppo di ricercatoriche svolgono attività di definizione, progettazione e verificasperimentale di servizi innovativi basati su IP (Internet Protocol) inlaboratorio, nel campus aziendale e su rete geografica. Queste attivitàincludono servizi IP Multicast, servizi a qualità garantita edifferenziata, servizi di VPN (Virtual Private Network), servizi diMobilità IP e, in generale, servizi di Networking per la Internet dinuova generazione (IPv6) per il trasporto di dati, voce e video.

Ivano Guardini si è laureato in IngegneriaElettronica presso l’Università degli Studi diPadova con il punteggio di 110 e lode nelgiugno 1995. Nel novembre dello stesso anno èstato assunto in CSELT (oggi TILAB) dove hasvolto attività di ricerca nel campo dei servizi dinetworking IP. Dal 1996 si occupa dello studioe della sperimentazione del protocollo IPv6 edè responsabile del laboratorio IPv6 di TILAB,che è connesso alla rete mondiale 6bone inqualità di nodo di backbone e che offre servizi

di transito a numerosi laboratori IPv6 italiani e stranieri. Dalla finedel 1996 partecipa all’IETF (Internet Engineering Task Force),l’Organismo internazionale incaricato dello sviluppo tecnologicodella rete Internet. In ambito IETF ha seguito in modo particolarele tematiche riguardanti IPv6, il multicasting IP e la mobilità ed ilroaming in reti IP. Dal 1998 partecipa attivamente ai gruppi dilavoro IETF che hanno in corso di esame i problemi legati allatransizione da IPv4 ad IPv6. In questo contesto ha fornito numerosicontributi sulla stabilità del routing in 6bone ed ha preso parte allosviluppo di nuovi strumenti per facilitare l’accesso alle reti IPv6 daparte di utenti IPv4. Dal 1999 è membro del IPv6 ForumTechnical Directorate, un Gruppo internazionale di esperti istituitoin seno al IPv6 Forum per svolgere un’attività di consulenza asupporto di chiunque voglia adottare il nuovo protocollo all’internodelle proprie reti. Nello stesso anno ha assunto la responsabilità delprogetto di ricerca CSELT “Servizi dati su mobile”, finalizzato allostudio e alla sperimentazione di soluzioni di rete wirelesscompletamente basate su IPv4/IPv6 per l’offerta di servizi dati autenti mobili.

[6] Aboba, B.; Lu, J.; Alsop, J.; Ding, J.; Wang, W.:Review of Roaming Implementations. «InternetEngineering Task Force, RFC 2194(Informational)», settembre 1997.

[7] Perkins, C.: IP Mobility Support. «InternetEngineering Task Force, RFC 2002», ottobre1996.

[8] Baiocchi, A.; Iuso, F.; Liffredo, L.: Come fun-ziona l’instradamento dei pacchetti IP. «NotiziarioTecnico Telecom Italia», Anno 9, n. 1, aprile2000, pp. 14-24.

[9] Perkins, C.; Johnson, D.B.: Route Optimizationin Mobile IP. «Internet Engineering Task Force,draft-ietf-mobileip-optim-08.txt (work in pro-gress)», febbraio 1999.

[10] Deering, S.; Hinden, R.: Internet Protocol,Version 6 (IPv6) Specification. «InternetEngineering Task Force, RFC 2460», dicembre1998.

[11] Calhoun, P.R.; Zorn, G.; Pan, P.; Akhtar, H.:DIAMETER Framework Document. «InternetEngineering Task Force, draft-calhoun-diame-ter-framework-05.txt (work in progress)»,dicembre 1999.

[12] Calhoun, P.R.; Perkins, C.: DIAMETER MobileIP Extensions. «Internet Engineering TaskForce, draft-calhoun-diameter-mobileip-05.txt(work in progress)», dicembre 1999.

[13] Stemm, M.; Katz, R.H.: Vertical Handoffs inWireless Overlay Networks. «ACM MobileNetworking», special issue on MobileNetworking in the Internet, Winter 1998.

Campi elettromagneticie comunicazioni cellulari

In questo numero proseguiamo la serie di articoli dedicata a “campi elettromagnetici e comunicazionicellulari”. Nei pochi mesi che ci dividono dalla prima serie comparsa nel Notiziario (N. 2, ottobre 2000)sono intervenute alcune novità normative, a conferma dell’attenzione sempre più viva al tema delleonde elettromagnetiche (e.m.).

La “Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici”,n. 36 del 22 febbraio 2001 (Gazzetta Ufficiale 7 marzo 2001), affronta i princìpi fondamentali perassicurare la tutela della salute umana, dell’ambiente e del paesaggio nei riguardi delle emissioni e.m.e per promuovere la ricerca scientifica in settori pertinenti. Approvata nel perdurante clima di esasperatoallarme sociale per gli effetti sull’uomo delle radiazioni e.m., la Legge 36/2001 rischia dirappresentare un ritorno all’errata e dannosa visione localistica della questione, e si affianca alDecreto interministeriale 10 settembre1998, n. 381, che fissa valori limite, assai severi ma validi sututto il territorio nazionale, all’esposizione della popolazione ai campi e.m. prodotti dagli impianti diradiocomunicazione. L’Articolo 8 della Legge, infatti, stabilisce che, nel rispetto dei limiti di esposizione,sono di competenza delle Regioni l’esercizio delle funzioni di individuazione dei siti per gli impianti ditelefonia mobile e le modalità per il rilascio delle autorizzazioni all’installazione degli impianti stessi.Inoltre “i comuni possono adottare un regolamento per assicurare il corretto insediamento urbanisticoe territoriale degli impianti e minimizzare l’esposizione della popolazione ai campi elettromagnetici.”Se da un lato questo approccio rappresenta una premessa per conflitti di competenza tra enti locali,con la discrezionalità regolamentare assicurata ai comuni, dall’altro esso rischia di frenare senzamotivazione l’installazione degli impianti.

L’elemento più preoccupante è insito nell’implicito principio che sia lecito da parte delle autorità localiperseguire l’obiettivo della “minimizzazione” dell’esposizione alle radiazioni e.m., rafforzando cosìl’attuale tendenza a negare arbitrariamente le licenze di installazione.

Occorre allora rimarcare con chiarezza che le doverose e prioritarie esigenze di salvaguardia dellasalute devono in un Paese avanzato conciliarsi con lo sviluppo del servizio pubblico di radiotelefonia,nel rispetto di tre fondamentali diritti:

• del cittadino di disporre ovunque di un servizio di qualità a costi contenuti;

• delle aziende di utilizzare gli strumenti di telecomunicazione a supporto delle attività produttivefavorendo la loro competitività nazionale e internazionale;

• dei gestori delle reti di telefonia mobile di operare in concorrenza tra loro in un mercato non distorto.

I gestori di rete, in particolare, si trovano nella paradossale situazione di dover rispondere a obblighi dilicenza in merito a vincoli di copertura radioelettrica e di qualità di servizio, non conciliabili conmacchinosi e contraddittori iter di richieste di autorizzazioni e permessi che sovente non vanno a buonfine, con ingiustificati ritardi nello sviluppo delle reti e con aggravi dei costi industriali. Tale situazionepenalizza particolarmente i “newcomers”, e quindi in definitiva ostacola la concorrenza: tra l’altro daquesto punto di vista potrebbero persino essere sostenibili eventuali denunce di violazione dinormative comunitarie. Questi sono importanti elementi che il Parlamento nell’occasione non sembraaver tenuto nella dovuta considerazione.

Ma questi aspetti non sono purtroppo i soli a motivare la crescente preoccupazione che proviene dagliambienti scientifici. Da tempo gli scienziati indicano i rischi sociali e i costi ingiustificati che derivanoda un approccio concettualmente distorto e metodologicamente antiscientifico al problema,largamente sopravvalutato, del controllo delle emissioni elettromagnetiche. Di recente, proprio aseguito dell’approvazione della Legge 36/2001, altre autorevoli voci si sono levate per ricordare che icosti correlati ai tentativi di attenuare queste esposizioni minacciano di aumentare. Come ci ricorda ilProf. Battaglia in una sua interessante memoria [1], richiamando uno studio dell’American Physical


Campi elettromagnetici prodotti da impianti cellulari:aspetti tecnologici e di misura

Society del 1995, “Questi costi hanno ormai raggiunto la soglia dei miliardi di dollari e minacciano diaumentare. Stornare queste risorse per eliminare una minaccia che non ha persuasiva base scientificaci preoccupa. Problemi ambientali più seri sono trascurati a causa di mancanza di fondi e di attenzionepubblica, e il peso del costo che l’America sta sostenendo è incommensurato al rischio, ammesso che vene sia uno.” Quanto qui richiamato per gli Stati Uniti ha valore, a più forte ragione, per il nostro Paese.

E non deve affatto consolare che tale sopravvalutazione di un problema socialmente secondario, se nonaddirittura inesistente, interessi non soltanto l’Italia. La preoccupazione, anzi, si acuisce se correlata adesempio al noto problema della crescente divaricazione che l’Italia sperimenta negli investimenti in ricercascientifica rispetto agli altri Paesi sviluppati. I testi di due lettere aperte [2, 3], che il Notiziario ha decisodi diffondere ai suoi lettori in questa occasione, esprimono in modo a nostro parere convincente questepreoccupazioni, a cui ci si augura che la classe politica vorrà dare una risposta rapida e responsabile.

È fondamentale inquadrare problemi sociali anche assai complessi come quello qui esaminato nellaloro dimensione reale, fra l’altro rendendo edotto il pubblico sugli aspetti tecnologici, anche indicandocon sufficiente chiarezza le misure adottate da costruttori e gestori degli impianti. Una visioneapprossimata o distorta del problema ingegneristico, può infatti essere concausa delle perdurantipreoccupazioni e allarmi dell’opinione pubblica.

Di Mario e Porzio Giusto, nei due articoli pubblicati in questo numero, si sono assunti l’onere diillustrare alcune scelte di base che guidano il progettista nella pianificazione delle reti cellulari. Il primocontributo (“Gli impianti cellulari alla luce dei limiti sulle emissioni radio”) si concentra sugli elementi diinterazione tra le scelte di progetto di rete e l’impatto ambientale, mentre il secondo contributo analizzain dettaglio le scelte che guidano le installazioni, specie in aree urbane, nel rispetto delle normeprotezionistiche. Circolano purtroppo svariate credenze, veri e propri “falsi miti”: uno di questi riguardal’opportunità che i gestori condividano i siti d’antenna, mentre è facile convincersi che la condizioneottimale dal punto di vista del rispetto dei limiti di irradiazione dovrebbe al contrario condurre allamassima distribuzione - e non alla concentrazione - delle antenne. Un altro “falso mito” è che lestazioni debbano essere collocate a “distanza di sicurezza” da taluni edifici, andando ancora inviolazione del corretto approccio protezionistico della massima distribuzione sul territorio di impianti dipotenza più limitata, introducendo per di più una fallace relazione con la distanza. Nel loro primoarticolo gli autori Di Mario e Porzio Giusto illustrano con efficacia questi ed altri concetti. Segue, afirma degli stessi autori un contributo (“Verifiche preventive del rispetto dei limiti di emissione degliimpianti radiomobili cellulari”) nel quale, dopo aver chiarito con linguaggio accessibile anche ai nonaddetti ai lavori alcuni concetti basilari sulle antenne, essi illustrano la nozione di volume di rispetto ele tecniche impiegate dal progettista per determinarne orientamento ed estensione.

Una seconda coppia di articoli si pone l’obiettivo di illustrare il metodo di lavoro degli organismi normativia livello internazionale e nazionale e le tecniche di laboratorio per misurare l’assorbimento di potenzada parte del corpo umano. Più in particolare il primo articolo, a firma Bertotto, Bielli, Caroli, Richiardi,Schiavoni, dal titolo “Quadro normativo per il campo elettromagnetico generato da telefoni cellulari”,illustra come si opera internazionalmente per certificare le procedure con cui sono eseguite le misuredi SAR (Specific Absorption Rate) e per fissare norme e linee guida per limitare l’esposizione dell’uomoai campi e.m. Le norme tecniche sono prodotte sia da organismi internazionali (IEEE, CENELEC,AS/NZS,.....) che nazionali (ANSI negli Stati Uniti, NRPB in Gran Bretagna, DIN/VDE in Germania, CEIin Italia,.....). Il CENELEC, incaricato delle attività di standardizzazione tecnica per conto dell’UnioneEuropea, ha prodotto una norma (ES 59005), ancora in fase sperimentale, che fissa tra l’altro i metodidi misura e calcolo per svolgere le verifiche.

Infine, chiude la serie l’articolo di Bertotto, Bielli, Richiardi e Schiavoni (“Misure e calcolo del campoelettromagnetico generato da telefoni cellulari negli utilizzatori”) che descrive il laboratorio TILAB,accreditato dal SINAL (SIstema Nazionale per l’Accreditamento dei Laboratori), per le misure di SARsecondo gli standard tecnici (in particolare il già citato CENELEC ES 59005).

Francesco Vatalaro

Riferimenti:

[1] F. Battaglia, Dipartimento di Fisica, Università di Roma Tre, “Elettrosmog: psicosi o realtà?”,http://www.cidis.it

[2] Lettera aperta al Presidente della Repubblica, 12 marzo 2001 (pagina 51 di questo numero).

[3] Lettera aperta dei Ricercatori coordinati nell’ICEmB sull’impatto ambientale dei campielettromagnetici, 7.6.1999 (pagina 52 di questo numero).



LETTERA APERTA AL PRESIDENTE DELLA REPUBBLICA

Illustrissimo Signor Presidente

È recentissima la notizia dell’appello pubblico che oltre 1500 uomini di Scienza hanno rivolto alle Istituzioni ealla Società Civile per difendere la libertà della Scienza.

Senonché la Scienza, nel nostro Paese, rischia di essere non solo incatenata, ma anche calpestata.Recentemente il Parlamento italiano, incurante dell’analisi critica di tutte le risultanze scientifiche effettuate damolteplici organismi scientifici indipendenti e ufficialmente riconosciuti, di livello sia nazionale che internazionale,per affrontare il cosiddetto inquinamento elettromagnetico ha approvato una normativa che, dal punto di vistadella rilevanza sanitaria, è destituita di ogni fondamento scientifico.

Già nel 1995 una Commissione dell’American Physical Society (APS) dichiarava: «La letteratura scientificamostra che non esiste alcun consistente e significativo legame tra il cancro e i campi elettromagnetici dalle linee ditrasmissione. Non è stato identificato alcun meccanismo biofisico plausibile per l’iniziazione o la promozione delcancro da queste sorgenti. Inoltre, la preponderanza dei risultati delle ricerche epidemiologiche e biofisiche/biolo-giche ha fallito nell’avvalorare quegli studi che hanno riportato specifici effetti avversi conseguenti all’esposizione atali campi. Ogni congettura che ha tentato di collegare il cancro all’esposizione a tali campi è scientificamenteinsussistente. I costi correlati ai tentativi di attenuare queste esposizioni minacciano di aumentare. Stornare questerisorse per eliminare una minaccia che non ha persuasiva base scientifica ci preoccupa: problemi ambientali piùseri sono trascurati per mancanza di attenzione da parte dell’opinione pubblica e per mancanza di fondi, e il pesodei costi è comunque incommensurato col rischio, ammesso che ve ne sia uno». Nel 1998 l’APS ha riaffermato laposizione del 1995, aggiungendo che «tutti gli studi successivi al 1995 non hanno svelato alcuna nuova evidenza dieffetti sanitari dalle linee di trasmissione elettrica».

I proponenti delle leggi che si sono approvate nel nostro Paese giustificandosi con una presunta incertezzascientifica, si sono appellati al cosiddetto “principio di precauzione”. Eppure, l’Organizzazione Mondiale dellaSanità (OMS), che ha avviato nel 1996 uno specifico progetto di analisi critica della totalità delle ricerche scientifi-che, scrive così in suoi recenti rapporti: «Sulle radiazioni non-ionizzanti sono stati scritti più di 25.000 articoli negliultimi 30 anni. Si sa più su questo agente che su qualunque composto chimico». E ancora: «Il 2.2.2000 laCommissione Europea ha approvato un importante comunicato sul principio di precauzione, fornendo le condi-zioni per la sua applicazione. Ebbene: i requisiti per l’applicazione del principio di precauzione, come sono statiprecisati dalla Commissione Europea, non sembrano essere soddisfatti né nel caso dei campi elettromagnetici afrequenza industriale, né in quello dei campi a radiofrequenza».

L’ICNIRP (la Commissione Internazionale per la Protezione delle Radiazioni Non-Ionizzanti, ufficialmentericonosciuta dall’OMS) ha suggerito valori di soglia che sono già 50 volte inferiori a quelli per i quali si comincianoa osservare innocui effetti biologici. In ogni caso, i valori dei campi cui si è normalmente esposti sono già almeno100 volte inferiori a quelli di soglia suggeriti dall’ICNIRP.

Malgrado ciò, nel nostro Paese si sta sviluppando un orientamento precauzionale che, ignaro delle più serievalutazioni scientifiche e della Raccomandazione del Consiglio dell’Unione Europea ai Paesi Membri di adottareun quadro comune di normative, è teso a imporre valori di soglia legali inferiori ai già prudenti valori suggeritidall’ICNIRP. Tali valori appaiono atti solo a giustificare un enorme sperpero di denaro pubblico per effettuareimmotivati controlli o, peggio, costose opere di intervento agli elettrodotti. Una tale spesa (che si prospetta dell’or-dine di diverse decine di migliaia di miliardi), se motivata da esigenze sanitarie, essendo queste assenti, è etica-mente insostenibile: storna enormi risorse da emergenze sanitarie accertate e dalla ricerca scientifica accreditata.

I promotori di questo appello chiedono che in questa, come peraltro in tutte le questioni ambientali e sanitarie:1. Si ridia voce, per governare i comprensibili timori dei cittadini, solo ai rapporti di istituzioni che siano scienti-

ficamente accreditate e indipendenti da ogni interesse coinvolto nel problema in questione.2. Sia dato meno ascolto a chi, utilizzando singoli e isolati risultati, apre presunti spazi di dubbio nel tentativo di

razionalizzare posizioni di parte in aperto contrasto con gli interessi della collettività e con l’analisi critica della tota-lità delle acquisizioni scientifiche.

(seguono le firme dei professori: Tullio Regge; Renato Angelo Ricci; Giancarlo Corazza; Argeo Benco;Franco Battaglia - e di altri duecento Ricercatori)

(dal sito www.cidis.it)


LETTERA APERTA DEI RICERCATORI COORDINATI NELL’ICEMB SULL’IMPATTOAMBIENTALE DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI

I ricercatori della Comunità Scientifica Italiana impegnati nello studio dell’interazione tra campi elettromagneticie sistemi biologici, coordinati nell’ambito del Centro Interuniversitario per lo Studio delle Interazioni tra CampiElettromagnetici e Biosistemi (ICEmB), in riferimento alla prossima emanazione di una raccomandazione euro-pea relativa al controllo dei livelli di esposizione ai campi elettromagnetici ed anche a seguito di numerose infor-mazioni fornite dalla stampa e da trasmissioni radiotelevisive relative all’impatto sanitario dei campi elettroma-gnetici, ritengono doveroso diffondere alcune considerazioni:

1. Gli effetti biologici dei campi elettromagnetici sono oggetto di studio, in tutto il mondo, da circa trent’anni e laComunità Scientifica Internazionale è impegnata nel processo di identificazione e valutazione del rischio, che è ilpercorso scientifico obbligato per la definizione di norme per la tutela della salute.

2. La ricerca scientifica, che si basa su rigore metodologico, disponibilità dei risultati e loro riproducibilità indiversi laboratori, ha prodotto una notevole mole di studi su questo tema. La valutazione del rischio per la salutedell’uomo deve essere, quindi, effettuata tramite un esame globale di tutti i lavori scientifici pubblicati su rivistesoggette a revisione scientifica, al fine di evitare interpretazioni basate solo su singoli lavori.

3. I risultati forniti dall’insieme di tali studi sono stati esaminati da numerose commissioni di esperti su incarico didiverse Istituzioni Internazionali al fine di identificare i limiti d’esposizione e le modalità di protezione. Le con-clusioni raggiunte per quanto riguarda i livelli di protezione sono state confermate nel tempo e nella loro signifi-catività. Ciò ha indotto l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ad approvarle e diffonderle, ed esse sonoora patrimonio della comunità scientifica a disposizione della collettività.

4. Proprio basandosi su tale patrimonio, l’Unione Europea indirizzerà tra pochi giorni agli stati membri una racco-mandazione relativa alla protezione dell’uomo dai campi elettromagnetici. Essa si basa sui risultati ricavati datutti gli studi scientifici disponibili ad oggi, ed è cautelativa rispetto a qualunque effetto dimostrato.

5. In Italia, per quanto riguarda le emissioni da stazioni radiobase per telefonia cellulare e da stazioni trasmittentiradiotelevisive, è oggi finalmente vigente un Decreto del Ministero dell’Ambiente (DM 381 10/9/98). TaleDecreto determina i livelli di esposizione da rispettare per la tutela della salute della popolazione. La norma èestremamente restrittiva, particolarmente per i luoghi dove è prevista una permanenza della popolazione mag-giore di 4 ore. In questo caso, infatti, si impongono livelli di esposizione in densità di potenza addirittura da 20 a100 volte inferiori alla citata raccomandazione europea. In ogni caso è importante che per la prima volta vi sia unasola indicazione che assicura uniforme protezione su tutto il territorio nazionale.

6. Spesso viene sottolineato come non vi sia totale certezza sull’assenza di rischio per i livelli considerati dallelinee guida internazionali od europee. A questo proposito si deve sottolineare che nessuno studio può dimostrarecon assoluta certezza la mancanza di effetti per qualsivoglia materiale, tecnologia o alimento. Una sicurezza asso-luta o totale può essere richiesta alla scienza solo da chi non ne conosce il metodo e le possibilità, o da chi in realtàin questa maniera manifesta la sua sfiducia ideologica.

7. Queste considerazioni non contraddicono la necessità di ulteriori studi perché la comunità scientifica ha comecompito primario quello di dare risposta agli interrogativi aperti. A partire dalla considerazione che esiste un’ele-vata attenzione da parte della popolazione su questi argomenti, l’OMS, l’Unione Europea, il Ministero dellaRicerca Scientifica e Tecnologica hanno ritenuto di promuovere ulteriori cicli di ricerche condotte secondo rigidicriteri scientifici, per dare risposte sempre più approfondite.

La comunità scientifica vuole quindi mettere a disposizione le proprie conoscenze e per questo necessita dellacollaborazione degli operatori della comunicazione e della loro professionalità: un’analisi critica ed equilibratapermetterà di collocare il tema al giusto posto in un’ipotetica scala di priorità delle emergenze sanitarie. Ciò con-sentirà, a coloro che ne hanno la responsabilità, non già di ignorare il problema, quanto di inquadrarlo nel conte-sto di una corretta gestione delle risorse disponibili per la prevenzione sanitaria, finalizzandole al conseguimentodella massima efficacia negli interventi.

(seguono le firme di oltre cento Ricercatori)

(dal sito www.elettra2000.it)

Campi elettromagnetici

e comunicazioni cellulari

Gli impianti cellulari alla luce dei limiti sulle emissioni radio


GIANPIO DI MARIO

PIETRO PORZIO GIUSTO

Per portare il servizio radiomobile in zone non raggiunte dai segnali, per aumentare lacapacità delle reti o per migliorare la qualità delle comunicazioni nelle aree in cui le inter-ferenze sono eccessive, occorre realizzare stazioni radio in punti generalmente baricentri-ci rispetto al traffico telefonico e all’ubicazione della popolazione da servire.Le emissioni di tali impianti sono soggette a limiti severi, che in Italia sono da quaran-tacinque a novanta volte più restrittivi di quelli indicati dagli Organismi mondiali piùautorevoli in materia e da una recente Raccomandazione europea. Gli operatori appli-cano vari accorgimenti per minimizzare le emissioni delle antenne, ma, benché rispettinole norme, la realizzazione degli impianti è spesso osteggiata per timori di effetti nocivi perla salute che non hanno fondamento scientifico, con gravi danni per la qualità del servi-zio e per lo sviluppo economico del Paese.

1. Introduzione

Da parecchi decenni esistono impianti per diffu-sione radiofonica e televisiva che irradiano grandipotenze, ma, essendo poco numerosi, fino a pocotempo fa non hanno destato preoccupazioni pressola popolazione. Neppure le appariscenti antennedei radioamatori che si vedono sopra i tetti di alcunecase hanno suscitato allarmi, pur operando in molticasi con potenze considerevoli. I timori per le emis-sioni elettromagnetiche si sono invece manifestaticon la diffusione delle antenne per la telefonia cel-lulare, benché queste generino livelli minori dicampo elettromagnetico. Per ragioni tecniche essedevono essere numerose e molte persone hannoperciò incominciato a porsi interrogativi sulla loroeventuale nocività.

A questi interrogativi (nel riquadro di pagina 56 sirichiamano alcuni dei quesiti più ricorrenti) sisarebbe dovuto rispondere sulla base delle cono-scenze scientifiche che su questa materia non man-cano, essendo state svolte numerose ricerche da partedi istituti accreditati a livello internazionale. La rea-zione emotiva ha invece preso il sopravvento sullarazionalità scientifica, sia per la diffusione di informa-zioni non complete e non corrette, sia talvolta aseguito di strumentalizzazioni interessate. I mezzi di

comunicazione di massa hanno poi contribuito indiversi casi ad accrescere i dubbi, e l’allarmismo nellapopolazione è aumentato.

In questo clima, non tenendo conto delle indica-zioni di esperti autorevoli [1-2] (benché ce ne sianodi eccellenti anche nel nostro Paese), sono stati fis-sati limiti sulle emissioni elettromagnetiche enorme-mente severi [3]. Essi sono infatti da quarantacinquea novanta volte più restrittivi di quelli indicati nellelinee guida internazionali emanate dalla CommissioneInternazionale per la Protezione dalle Radiazioni NonIonizzanti e recepiti da una Raccomandazione euro-pea in materia [4].

È facile intuire che questi limiti pongono aglioperatori problemi non indifferenti e comportanoriflessi rilevanti sullo sviluppo del servizio e sullacrescita economica del Paese. Gli operatori si sonotuttavia attrezzati per rispettarli, come mostra ilseguito di questo articolo. In particolare i paragrafi 2e 3 richiamano le condizioni e i criteri che si adot-tano nel progetto degli impianti, mentre i paragrafi4 e 5 indicano gli strumenti e gli accorgimenti che siusano per minimizzare le emissioni. Il paragrafoconclusivo fornisce infine qualche riflessione suidanni che derivano dall’assecondare proteste ingiu-stificate invece di affrontare il problema su basiscientifiche.


Di Mario - Porzio Giusto • Gli impianti cellulari alla luce dei limiti sulle emissioni radio

2. Le stazioni radio base

Le stazioni radio base stabiliscono il collegamentofra il telefonino e la rete di telecomunicazioni. Essesono costituite essenzialmente da ricetrasmettitori eda antenne.

Tipicamente in ogni impianto sono presenti tregruppi di ricetrasmettitori, ciascuno dei quali fa capoa un sistema di antenne che copre una cella settorialedi 120°, come mostrato in figura 1 e chiarito in [5].L’estensione della copertura dipende dalla potenzaemessa, dalla sensibilità dei ricevitori e dalle condi-

zioni di propagazione, che sono influenzate in mododeterminante dagli ostacoli (quali, ad esempio, gliedifici e gli alberi) che le onde radio incontrano sulloro cammino.

3. Criteri di scelta dei siti in cui realizzare gli impianti

Le stazioni radio devono essere realizzate nellezone in cui è necessario provvedere alla copertura edove i canali attivabili negli impianti esistenti sonoinsufficienti per soddisfare la domanda, o doveoccorre migliorare la qualità del servizio. I tre para-grafi che seguono illustrano i criteri che si applicanoper stabilirne la localizzazione.

3.1 Stazioni radio progettate in funzione della copertura

Nelle zone rurali per provvedere alla coperturadell’area di servizio gli impianti devono essere situatiin posizioni dominanti, dalle quali le onde radio pos-sano propagarsi senza incontrare ostacoli e superaregrandi distanze. Analogamente in ambienti urbani leantenne devono stagliarsi sopra i tetti delle case inmodo da massimizzare la portata di ricetrasmissione,tenendo conto che nelle città la propagazione deisegnali è critica a causa degli ostacoli che si frappon-gono fra le stazioni radio e i telefonini. Occorre inol-tre considerare che il servizio è richiesto non soloall’esterno ma anche all’interno degli edifici e che imuri di questi ambienti, specialmente nei centri sto-rici, attenuano fortemente i segnali.

A volte, nei casi in cui i muri sono molto spessi, le

finestre piccole, i materiali di costruzione particolar-mente schermanti, è difficile provvedere alla coper-tura radio degli interni per mezzo dei normaliimpianti e si deve ricorrere all’installazione diantenne direttamente nei locali da servire.

3.2 Stazioni radio progettate per capacità di traffico

Il numero di conversazioni simultanee che unimpianto può attivare è limitato, essendo limitate lebande di frequenza utilizzabili. Gli impianti GSM diTIM possono in genere attivare contemporanea-mente circa duecento conversazioni. Quando larichiesta di accesso alla rete è maggiore della capacitàdisponibile bisogna realizzare nuovi impianti nei luo-ghi in cui si manifesta la domanda. Non è possibile,come alcuni talvolta suggeriscono, localizzare le sta-zioni radio altrove, perché ai canali di ciascunaantenna possono accedere solo gli utenti che si tro-vano nell’area circostante (area di copertura). Molteantenne devono quindi necessariamente essereinstallate nei centri abitati, dove si trova la popola-zione da servire. Il loro numero dipende dal trafficotelefonico da smaltire e dal numero di frequenzedisponibili, oltre che dalle esigenze di copertura dicui si è parlato nel paragrafo precedente. A parità diutenti, quanto più numerose sono le frequenze adisposizione, tanto minore è il numero di stazioniradio necessarie per soddisfare la domanda.

Per ridurre il numero di impianti talvolta si pro-pone agli operatori di condividere i siti, collocando leantenne su tralicci comuni. Questa soluzione in alcunicasi è applicabile, anche se contrasta con l’obiettivodi rendere minimi i livelli di emissione: infatti, conpiù trasmettitori nello stesso luogo, le emissioni nellearee circostanti aumentano. Nei casi in cui questasoluzione comporti il superamento dei limiti impostidalle norme, occorre diminuire le potenze di emis-sione e quindi ridurre l’area servita. Questa diminu-zione deve poi essere compensata da nuove stazioni eil risultato finale può essere contrario all’obiettivo chela condivisione si proponeva.

Bisogna poi considerare che l’impatto ambientaledi un complesso costituito da numerose antenne puòessere meno gradevole di impianti più semplici emeno ingombranti, tenuto conto che fra le antenne dioperatori diversi occorre tenere un minimo di spazia-tura per evitare disturbi radio reciproci.

Nonostante queste controindicazioni, gli operatorihanno condiviso alcuni siti, dove gli inconvenientisopraccitati risultavano essere di poco peso.

In particolari situazioni alle stazioni radio tradizio-nali è possibile affiancare micro stazioni che copronomicrocelle, ossia aree molto più piccole (con raggi del-l’ordine del centinaio di metri) di quelle delle celleordinarie.

Nei casi in cui si richiede la copertura di areeampie, le microcelle non sono proponibili, perchésarebbe necessario predisporne un numero moltogrande. Si consideri ad esempio che per dare la stessacopertura di una cella con raggio di dieci chilometrisarebbero necessarie diecimila microcelle con raggiodi cento metri.

Le microcelle sono proponibili dove è necessario

120¡

Figura 1 Esempio di copertura trisettoriale di una sta-zione radio base.



fornire grandi capacità di traffico telefonico in areeristrette e dove la copertura degli interstizi fra lemicrocelle è garantita da celle regolari ad esse sovrap-poste. Se però la capacità da fornire è rilevante, lascelta fra macrocelle e microcelle deve essere soppe-sata con cura, tenendo conto che tipicamente la capa-cità di smaltire traffico telefonico di una macrocella èda quindici a venti volte maggiore di quella di unamicrocella; il numero di impianti di microcelle neces-sari per smaltire un traffico elevato potrebbe perciòrisultare assai maggiore di quello richiesto utilizzandomacrocelle.

Generalmente le microcelle possono consentire dirispettare con facilità i limiti sulle emissioni elettro-magnetiche, poiché, pur dovendo collocare leantenne in prossimità dei luoghi in cui si trovano gliutenti, le potenze di emissione sono molto basse.Visivamente gli impianti sono poco appariscenti e inmolti casi possono essere mimetizzati negli elementiarchitettonici degli edifici. Il loro posizionamento haperò margini di tolleranza molto stretti, essendo pic-colo il raggio di copertura.

3.3 Stazioni realizzate per migliorare la qualità delsegnale

I sistemi cellulari sono basati sulla possibilità diriutilizzare le stesse frequenze in celle tra loro suffi-cientemente lontane, cosicché in qualunque puntodell’area servita sono normalmente presenti segnaliisofrequenziali provenienti da stazioni diverse che siinterferiscono reciprocamente.

I sistemi sono progettati in modo tale che l’effettodelle interferenze sia impercettibile, ma in alcuni luo-ghi, a causa di ostacoli o di condizioni morfologicheparticolari che attenuano i segnali utili più di quelliinterferenti, i disturbi causati da questi possono risul-tare fastidiosi. Laddove questo accade è necessariorealizzare nuovi impianti che rendano disponibilicanali radio esenti da interferenze inaccettabili.

4. Rispetto dei limiti sulle emissioni

Alle frequenze dei sistemi radiomobili il DecretoInterministeriale che regola i livelli di emissione deicampi elettromagnetici prodotti da impianti fissi pertelecomunicazioni [3] impone, indipendentementedalla frequenza dei segnali, un limite di 0,1 W/m2 perla densità di potenza a cui può essere esposta la popo-lazione per periodi di durata maggiore di quattro orecontinuative (come già si è detto, questo limite è daquarantacinque a novanta volte più severo di quelliindicati dagli Organismi più autorevoli in materia e dauna recente Raccomandazione europea [4]).

Per progettare gli impianti nel rispetto di talilimiti sono stati messi a punto strumenti di calcolosofisticati con i quali è possibile prevedere il valoredel campo elettromagnetico in ogni punto dell’areainteressata dalle emissioni. Con questi strumenti èpossibile definire una zona intorno all’antenna, dettavolume di rispetto (figura 2), all’esterno della quale ilimiti sono sicuramente rispettati.

Molto spesso come volumi di rispetto sono impie-

gate forme geometriche semplici, quali parallelepi-pedi o composizioni di cilindri [5], con cui è più age-vole verificare che al loro interno non vi siano luoghiaccessibili alla popolazione. Queste forme sono con-servative, nel senso che all’interno di esse vi possonoessere punti in cui il valore del campo elettromagne-tico è minore del limite prescritto.

In presenza di segnali provenienti da vari impianti,bisogna procedere a un calcolo puntuale dei valori dicampo elettromagnetico, sommando in potenza i con-tributi di tutte le sorgenti.

Se a seguito dei calcoli preliminari si trova che inqualche luogo i limiti sono superati, il progetto vienemodificato in modo che l’impianto rientri nelle norme.

Realizzato l’impianto, possono essere successiva-mente eseguite misure per verificare i livelli effetti-vamente presenti nell’area circostante. Il Decretosuddetto impone di effettuare queste misure quandoi calcoli indicano che potrebbe essere superata lametà del limite.

Talvolta gli Organi preposti al controllo richiedonodi effettuare registrazioni continue del valore delleemissioni. A questo proposito si osserva che, perquanto attiene agli impianti cellulari, tali misure sonodi scarsa o di nessuna utilità, in quanto le potenze deitrasmettitori (a meno di modifiche agli impianti) nonpossono aumentare nel tempo.

Le emissioni effettive sono viceversa in generemolto minori dei valori assunti in sede di progetto edi verifica, poiché i trasmettitori, come sarà chiarito inseguito, si attivano solo quando vi sono informazionida trasmettere.

Talora, oltre ai limiti sulle emissioni, si propon-gono anche limiti di distanza tra le antenne e le abita-zioni o altri luoghi particolari (scuole, parchi, …), conl’intento di evitare proteste di cittadini che manife-stano preoccupazioni o timori. Limiti di questo tiponon hanno alcuna giustificazione scientifica e, anzi,

Figura 2 Esempio di rappresentazione di un volume dirispetto.



I DUBBI SULLE IRRADIAZIONI DEGLI IMPIANTI CELLULARI

Qui di seguito si riportano le risposte ad alcune domande oggi più ricorrenti nell’opinione pubblica.

Quali garanzie danno i limiti vigenti in Italia sulle emissioni degli impianti cellulari?

Sulla base di studi condotti per decenni, da cui sono scaturite più di ventimila pubblicazioni scien-tifiche, gli organismi più autorevoli in materia hanno emanato linee guida sull’esposizione dellapopolazione alle onde elettromagnetiche e hanno indicato i relativi limiti di riferimento, che inclu-dono congrui fattori di sicurezza cautelativi. A tali limiti si richiamano la maggior parte dellenorme dei Paesi sviluppati e la Raccomandazione europea in materia emanata nel 1999. I limitiprescritti in Italia per le emissioni a 900 MHz sono invece 45 volte più severi e per le emissioni a1800 MHz sono 90 volte più severi.

Se i limiti italiani non fossero sufficientemente sicuri, le popolazioni di Paesi come Svezia,Norvegia, Finlandia, Gran Bretagna, Francia, ..., che da molti anni sono esposte a livelli tanto mag-giori, soffrirebbero di conseguenze nocive evidenti. In quei Paesi invece non si sono avuti riscontridai quali risulti che le stazioni per radiotelefonia provocano effetti nocivi per la salute della popo-lazione, in accordo con quanto si dice nel Promemoria n. 193 dell’Organizzazione Mondiale dellaSanità: «…nessuno studio ha dimostrato effetti negativi sulla salute per livelli di esposizioneche siano inferiori ai limiti raccomandati dalle linee guida internazionali» [6].

Da che cosa è giustificata la maggior severità dei limiti prescritti in Italia?

Non vi sono risultati scientifici o dati che giustifichino questa severità. I limiti italiani sono statiinfatti stabiliti sull’onda dell’emotività senza alcuna base di studi accreditati. Basta infatti notareche essi sono stati prefissati indipendentemente dalla frequenza, mentre gli effetti delle ondeelettromagnetiche dipendono sostanzialmente da essa, come è noto a quanti conoscono questamateria. Non avendo tenuto conto di questa dipendenza, diversamente da quanto hanno fattogli organismi più autorevoli, la severità dei limiti italiani, oltre ad essere assai elevata, è risultatamolto diversa da una frequenza all’altra.

Si dice che sugli effetti “non termici”, detti anche “a lungo termine”, non si abbiano ancoracertezze: come ci si può salvaguardare da questi?

Le osservazioni condotte finora non hanno dato alcun riscontro di correlazioni fra pericoli perla salute e campi elettromagnetici di intensità così bassa come quelli emessi dalle stazioni per latelefonia cellulare. A questo proposito il già citato promemoria dell’Organizzazione Mondialedella Sanità sottolinea che: «Le linee guida internazionali sviluppate dalla CommissioneInternazionale per la Protezione dalle Radiazioni Non Ionizzanti (ICNIRP) si basano suun’accurata analisi di tutta la letteratura scientifica pertinente (effetti termici e non ter-mici) ed offrono, con ampi margini di sicurezza, protezione contro tutti i rischi accertatidell’energia a radiofrequenza». Ricordando che i limiti italiani sono assai più restrittivirispetto a quelli delle linee guida internazionali, non ci dovrebbe essere alcuna preoccupazionené tantomeno alcuna ragione per introdurre ulteriori restrizioni.

Non sarebbe comunque meglio che le emissioni fossero il più possibile basse?

Come illustrato negli articoli di questa rivista, gli operatori di radiotelefonia, cercando di mini-mizzare le interferenze che degradano la qualità delle comunicazioni, applicano già numerosi esofisticati accorgimenti per ridurre al minimo le potenze delle onde radio emesse dai propriimpianti, soprattutto nelle direzioni dei luoghi prossimi alle antenne. Per questi obiettivi diminimizzazione, i vincoli che impediscono ai progettisti di utilizzare le antenne con le caratteri-stiche (ovvero le dimensioni) più adatte per ciascun impianto e di installarle nelle posizioni piùfavorevoli, sono controproducenti. Normalmente antenne più piccole di quelle ottimali e inposizioni diverse da quelle che i progettisti vorrebbero comportano un aumento delle emissioni,soprattutto nelle direzioni verso cui esse dovrebbero essere basse.

Dal punto di vista degli effetti sulla salute, occorre sottolineare che le onde elettromagnetichesono un componente intrinseco della materia, sia dei corpi inanimati sia degli esseri viventi.Senza onde elettromagnetiche non ci sarebbe vita; esiste perciò un limite sotto il quale l’esposi-zione alle onde elettromagnetiche sicuramente non può nuocere. La determinazione di questolimite deve essere affidata agli specialisti del ramo e ad istituzioni indipendenti e scientifica-mente accreditate e non lasciata in balia di impulsi emotivi o, peggio, di interessi di parte.



Perché non si prescrivono ovunque distanze minime da case, scuole, parchi, e altri luoghi critici?

I limiti di distanza delle antenne non hanno alcun fondamento tecnico e infatti nessun organismo scienti-fico ne ha mai concepiti. Il motivo è facilmente comprensibile anche dai non addetti ai lavori: ciò checonta è l’intensità delle onde elettromagnetiche che arrivano nei luoghi dove si trova la popolazione daproteggere; non ha alcuna importanza, né fa alcuna differenza, se una data intensità di campo è generatada una stazione lontana potente o da una stazione vicina debole. Inoltre le antenne delle reti cellulariconcentrano le emissioni verso una particolare direzione minimizzando le irradiazioni in altre, cosicchévicino alle antenne si trovano zone in cui i livelli di campo elettromagnetico sono minori di quelli che sirilevano a distanze più grandi. Il rapporto fra l’intensità delle emissioni nella direzione di massima irra-diazione e le altre direzioni può essere di centinaia di volte: imporre limiti che non considerano questofattore né la potenza dei trasmettitori è del tutto irragionevole.

Occorre per contro osservare che tenere le stazioni lontane dagli utilizzatori comporta l’aumento delleemissioni dei telefonini, oggi utilizzati da una larga maggioranza della popolazione: la potenza delle onderadio che i telefonini emettono si regola infatti in maniera automatica in base alla distanza che i segnalidevono coprire, tanto che in prossimità delle stazioni radio essa si riduce di centinaia di volte. Sarebbedunque meglio avere le stazioni radio vicine invece che lontane dalle zone da servire, soprattuttotenendo conto che, come dice il citato promemoria dell’Organizzazione Mondiale della Sanità,«L’esposizione ai campi a radiofrequenza di chi utilizza un telefonino è molto superiore a quella dichi vive vicino ad una stazione radio base». Anche questa considerazione è molto più valida in Italiache altrove, perché l’Organizzazione Mondiale della Sanità la riferisce ai limiti indicati dalle linee guidainternazionali, mentre in Italia i limiti sulle stazioni radio, come si è più volte ribadito, sono da quaranta-cinque a novanta volte più stringenti.

Questi concetti elementari (che la vicinanza delle stazioni radio in sé non ha alcuna rilevanza e che, vice-versa, occorre emettere più potenza per far giungere i segnali più lontano) sono noti anche a molti dicoloro che propongono limiti di distanza per le stazioni delle reti cellulari. Costoro, per ottenere il con-senso di una minoranza preoccupata perché male informata, arrivano a proporre norme controprodu-centi per lo stesso obiettivo (rendere minime le emissioni) che proclamano di voler perseguire.

Non sarebbe opportuno evitare di mettere antenne sopra i tetti delle abitazioni?

Le antenne delle stazioni radiobase concentrano i segnali a distanza, perché agli operatori interessa fargiungere i segnali il più possibile lontano. Questa funzione di concentrazione è simile a quella del faro diun’automobile, che illumina la strada nella direzione di marcia fino a un centinaio di metri utilizzandouna piccola lampada da 50 W, la quale, senza l’effetto di concentrazione del faro, illuminerebbe a malapena una stanzetta. Come contropartita, il faro dell’automobile non fa luce in tutte le direzioni e in parti-colare, ad esempio, lascia al buio l’area sottostante la vettura. Nello stesso modo le antenne degli impiantidi radiomobile focalizzano le onde elettromagnetiche verso la direzione di puntamento e minimizzano leemissioni in altre direzioni, specialmente verso le aree sottostanti. Quanto più esse sono grandi tantomaggiore è questa loro capacità di concentrazione. Per avere un buon servizio cellulare e minimi livelli diesposizione sarebbe dunque conveniente avere antenne di grandi dimensioni proprio sopra il tetto dellapropria abitazione. Purtroppo invece alcuni cittadini male informati chiedono l’opposto!

Non sarebbe meglio “delocalizzare” gli impianti in aree non abitate?

Ai canali di ciascun impianto possono accedere solamente gli utenti che si trovano nell’area ad esso circo-stante. Le antenne per la telefonia cellulare devono quindi essere necessariamente installate anche neicentri abitati. D’altra parte, per ciò che riguarda l’esposizione della popolazione alle onde radio, nonimporta dove si trovano le antenne: conta solo il livello delle onde elettromagnetiche che arrivano neiluoghi in cui la popolazione si trova. Anzi, come è già stato detto, conviene avere le antenne vicine peravere emissioni minori da parte dei telefonini (e un servizio telefonico migliore!).

Non converrebbe riunire gli impianti dei diversi operatori in siti comuni?

Questo accorgimento è stato impiegato in alcuni casi, ma vi sono parecchie controindicazioni.Innanzitutto raggruppare gli impianti contrasta con l’obiettivo di rendere minimi i livelli di emissione:con più trasmettitori nello stesso luogo, le emissioni nelle aree circostanti aumentano. Inoltre l’impattoambientale di un complesso costituito da numerose antenne può essere meno gradevole di impianti piùsemplici e meno ingombranti, considerando che fra le antenne di operatori diversi occorre tenere unminimo di spaziatura per evitare disturbi reciproci. Infine gli operatori possono avere necessità di coper-tura radio e di fornitura del servizio diverse; vincolare il posizionamento delle loro antenne comportaperciò impianti meno efficienti e quindi, in ultima analisi, emissioni maggiori.



come si spiega nelle risposte che compaiono nelriquadro di pag. 56, sono controproducenti in quantocomportano l’aumento delle emissioni dei telefonini.

Inoltre fissare limiti di distanza tra antenne e luo-ghi abitati significa spesso inibire la realizzazione diimpianti nei centri urbani e quindi impedire la forni-tura del servizio ai cittadini. Nessun Organismo com-petente in materia, e nemmeno il Decreto soprarichiamato [3], prescrive limiti di questo tipo.

5. Contenimento delle emissioni elettroma-gnetiche

Il Decreto Interministeriale n. 381 (articolo 4comma 1) [3] prescrive che si cerchi in ogni caso direndere minime le emissioni degli impianti, compa-tibilmente con le esigenze legate alla qualità delservizio. Nel caso delle reti cellulari questo obiet-tivo è sempre stato perseguito dagli operatori, per-ché, come è stato già detto, le celle interferisconofra loro, cosicché gli eccessi di potenza non possonoche degradare la qualità delle comunicazioni. Perlimitare le interferenze gli operatori hanno semprecercato di applicare accorgimenti (a volte anchemolto sofisticati, come si vedrà nei paragrafi succes-sivi) che minimizzassero la potenza emessa.

Oltre a tali accorgimenti gli operatori hanno svi-luppato tecniche e strumenti di progetto per stabi-lire al meglio la posizione delle antenne, fattoreestremamente critico per l’efficienza di una retecellulare e per la potenza complessivamente irra-diata. Per ragioni pratiche molto spesso le antennenon possono essere installate nel punti ottimali; iprogettisti devono perciò cercare la miglior solu-zione nell’ambito delle posizioni che nei casi praticipossono essere utilizzate. Quanto maggiori sono lelimitazioni imposte alla scelta e al posizionamentodelle antenne, tanto minore sarà l’efficienza del-l’ impianto e, di conseguenza, tanto maggiorisaranno le emissioni.

5.1 Antenne

Le antenne degli impianti di radiomobile con-centrano le emissioni a distanza, nello stesso modoin cui il faro di un’automobile concentra la lucedella piccola lampada che contiene nella direzionedi marcia, lasciando in oscurità le altre zone.

La capacità di convogliare le onde radio versouna direzione privilegiata consente di raggiungeregrandi portate con potenze di trasmissione modestee di rendere minimi i livelli di campo elettromagne-tico sotto le antenne, le quali sono progettate perottenere al meglio le caratteristiche di direttività;occorre perciò valutare con molta attenzione le pro-poste di aggiungere schermature metalliche supple-mentari nei loro dintorni. Provvedimenti improvvi-sati di questo tipo possono risultare più dannosi cheutili, perché possono alterare le caratteristiche diirradiazione, che sono già ottimizzate dai progettistiper rendere minime le emissioni nelle direzioniindesiderate.

5.2 Attività dei trasmettitori

Ad eccezione dei trasmettitori dedicati alla trasmis-sione dei segnali di riferimento e controllo (uno percella), i trasmettitori degli impianti di radiomobile siattivano solamente quando occorre servire gli utenti.Per un’alta percentuale di tempo i trasmettitori effetti-vamente attivi sono perciò solo una piccola frazione diquelli installati e la potenza emessa dagli impianti èquindi mediamente molto minore del valore che siconsidera nelle verifiche sui limiti di emissione.

5.3 Controllo automatico della potenza di trasmissione

Nei sistemi radiomobili è stato inserito un mecca-nismo, chiamato controllo automatico della potenza ditrasmissione, che, istante per istante, regola automati-camente la potenza emessa dai telefonini, in modotale che essa sia ridotta al minimo necessario per otte-nere una buona qualità delle comunicazioni. Questomeccanismo è attivo nelle reti TIM da molto tempo(TIM è stato infatti uno dei primi gestori al mondo aintrodurlo).

Se il cliente si trova in prossimità delle antenne diuna stazione radio, la potenza irradiata dal suo telefo-nino cellulare si riduce automaticamente anche dicentinaia di volte rispetto ai livelli nominali, poichéper far arrivare il segnale, per esempio, a cento metridi distanza basta una potenza molto minore di quellache serve quando il telefonino si trova a 10 km dallastazione radio base.

In vicinanza delle stazioni radio base si ha dunqueun servizio di qualità migliore e una minor emissionedi onde elettromagnetiche da parte dei telefonini. Siè cioè in una situazione che dovrebbe essere graditada coloro che hanno timori per le onde elettromagne-tiche, considerato che i telefonini danno livelli diesposizione maggiori delle stazioni radio base.

Lo stesso meccanismo di controllo della potenzadi trasmissione è applicato ai trasmettitori delle sta-zioni radio GSM, cosicché le potenze da esse emessedipendono dalla distanza a cui si trovano i clienti daservire. Questo provvedimento determina un’ulte-riore riduzione delle emissioni rispetto a quelle mas-sime calcolate, che sono comunque vincolate dailimiti specificati nelle norme [3].

5.4 Trasmissione discontinua

Buona parte del tempo di una conversazionetelefonica è costituito da pause, sia perché normal-mente parla un interlocutore per volta, sia perché siintroducono pause significative fra una parola equella successiva e tra una sillaba e l’altra.Mediamente nei canali telefonici la voce è attiva permeno del 50 per cento del tempo.

Nel GSM si sfrutta questa caratteristica per ren-dere minime le potenze emesse, applicando la tra-smissione discontinua, che consiste nell’inibire l’e-missione dei segnali radio durante le pause dellavoce. Questo accorgimento riduce ulteriormente l’ir-radiazione, in quanto dimezza la potenza media ero-gata dai canali radio attivi.



6. Conclusioni

TIM ha a disposizione strumenti di calcolo moltosofisticati, con i quali progetta gli impianti nel pienorispetto dei limiti sulle emissioni prescritti dallenorme in vigore. Questi strumenti comprendono pro-grammi di grafica in grado di mostrare in forma tridi-mensionale i livelli di campo elettromagneticosovrapposti alla rappresentazione degli edifici e per-mettono di garantire che in nessun punto accessibilealla popolazione i limiti siano superati.

Oltre ai calcoli di progetto, come ulteriore verificadel rispetto dei limiti sulle emissioni è possibile effet-tuare misure nelle aree circostanti gli impianti attivi.

I limiti vigenti in Italia, come si è detto, sono daquarantacinque a novanta volte più severi di quelliindicati nelle linee guida internazionali emanatedalla Commissione Internazionale per la Protezionedalle Radiazioni Non Ionizzanti (e recepiti da unaRaccomandazione europea in materia e dalle normedi molti Paesi industrializzati). Gli impianti realiz-zati nel rispetto di questi limiti non devono perciòdestare alcuna preoccupazione: imporre a livellolocale ulteriori restrizioni prive di fondamento scien-tifico penalizza il servizio con conseguenze negativeper lo sviluppo del Paese. Restrizioni di tale tipo, qualii limiti di distanza da abitazioni, scuole e altri luoghiparticolari, già emanate da alcune Amministrazioni, nonsalvaguardano la salute della popolazione; al contrarioesse possono alimentare il dubbio e l’allarmismo, conconseguenze negative sul benessere psicologico esociale dei cittadini.

Inoltre, tenere le stazioni radio lontane dai luoghiin cui si trovano gli utenti comporta l’erogazione dipotenze maggiori da parte dei telefonini, i quali gene-rano già livelli di esposizione maggiori delle stazioniradio, ed è quindi controproducente per l’esposizionedella popolazione alle onde elettromagnetiche.

Gianpio Di Mario consegue la laurea conlode in Ingegneria Elettronica pressol’Università di Roma “La Sapienza” nel 1993.In seguito frequenta il corso di Dottorato diRicerca in Ingegneria dell’Informazione e dellaComunicazione. Nel 1997 consegue il diplomadi Dottore di Ricerca discutendo una tesi daltitolo “Algoritmi di elaborazione di segnaliprovenienti da schiere di sensori perapplicazioni ai sistemi di telefonia mobilecellulare”. Dal 1996 al marzo 2000 lavora presso

Telecom Italia Mobile nella divisione Rete dove si occupa diingegnerizzazione delle stazioni radio base, di sistemi d’antenna edi problemi di sicurezza legati all’utilizzo delle ondeelettromagnetiche. Dal marzo 2000 è responsabile del settore BSSTechnology presso il Dipartimento Rete di BLU.

Pietro Porzio Giusto si è laureato nel 1971 inIngegneria Elettronica presso il Politecnico diTorino. Dopo la laurea ha lavorato per un breveperiodo nel reparto di elettronica e fotometriadell’Istituto Elettrotecnico Nazionale GalileoFerraris di Torino. Successivamente ha lavoratopresso lo CSELT (il Centro Studi e LaboratoriTelecomunicazioni della STET) di Torino,conducendo studi su ponti radio a microonde,satelliti per telecomunicazioni e sistemiradiomobili, prima come ricercatore, poi

ricoprendo varie posizioni di responsabilità gestionale. Dall’ottobredel 1994 ha assunto la responsabilità dello sviluppo dei sistemiradio presso TIM. Dal 1987 segue lo sviluppo delle specifiche delsistema GSM, contribuendo alla definizione di alcuni aspetti delsistema di ricetrasmissione radio. Dal 1989 al 1992 è statoPresidente del programma di ricerche europeo COST 231, che hainiziato gli studi sui sistemi radiomobili di terza generazione. Hapoi continuato a seguire lo sviluppo di questi sistemi sia in ambitoETSI/SMG, sia presso l’UMTS Forum, sia presso l’organismointernazionale 3GPP (3rd Generation Partnership Project),costituito nel dicembre del 1998 per definire lo standard mondialedel nuovo sistema. Nel corso della sua attività lavorativa hasviluppato 6 brevetti e ha pubblicato circa cinquanta lavori.

[1] Repacholi, M.H.: Who’s International EMFproject. «Notiziario Tecnico Telecom Italia»,Anno 9, n. 2, ottobre 2000, pp. 90-94.

[2] Vecchia, P.: I rischi sanitari della telefonia cellulare:valutazione, percezione, informazione. «NotiziarioTecnico Telecom Italia», Anno 9, n. 2, ottobre2000, pp. 95-100.

[3] Decreto Interministeriale 10 settembre 1998, n.381: Regolamento recante norme per la determinazionedei tetti di radiofrequenza compatibili con la saluteumana. «Gazzetta Ufficiale della RepubblicaItaliana», Serie generale, n. 257, 3-11-1998.

[4] Raccomandazione del Consiglio delle ComunitàEuropee del 12 luglio 1999 relativa alla limita-zione dell’esposizione della popolazione ai campielettromagnetici da 0 Hz a 300 GHz. «Gazzettaufficiale delle Comunità Europee» 30. 7. 1999 L199/59.

[5] Di Mario, G.; Porzio Giusto, P.: Verifiche preven-tive del rispetto dei limiti di emissione degli impiantiradiomobili cellulari. In questo stesso numero del«Notiziario Tecnico Telecom Italia», pp. 60-67.

[6] Organizzazione Mondiale della Sanità: Campi elettro-magnetici e salute pubblica. Promemoria n. 193 Revisionegiugno 2000, «http://www.who.int/peh-emf/publica-tions/facts_press/ifact/it_193.htm»




Verifiche preventive del rispetto dei limiti di emissionedegli impianti radiomobili cellulari

GIANPIO DI MARIO

PIETRO PORZIO GIUSTO

Per progettare gli impianti radiomobili cellulari nel rispetto dei limiti sulle emissioniradio sono disponibili strumenti di calcolo sofisticati che, date le caratteristiche delleantenne e le potenze in emissione, consentono di prevedere con accuratezza il livello dicampo elettromagnetico prodotto in ogni punto dell’area circostante. Le analisi effettuatecon questi mezzi sono utilizzate dalle autorità sanitarie per dare il nulla osta preventi-vo all’attivazione degli impianti. Per verificare rapidamente il rispetto dei limiti si adot-ta normalmente il cosiddetto volume di rispetto, costituito da figure tridimensionali sem-plici (parallelepipedi, cilindri), all’esterno delle quali è garantito che i limiti sulle esposi-zioni della popolazioni sono rispettati, mentre all’interno del volume di rispetto non visono luoghi accessibili alla popolazione.

1. Introduzione

Gli impianti delle reti radiomobili devono rispet-tare limiti assai severi sulle emissioni elettromagneti-che a cui può essere esposta la popolazione. I limitisono espressi in termini di densità di potenza perunità di superficie investita dall’onda elettromagne-tica (watt al metro quadrato, W/m2), in termini dicampo elettrico (volt al metro, V/m) e di campomagnetico (ampere al metro, A/m).

Per verificare in sede di progetto e di autorizza-zione all’attivazione degli impianti che i limiti sianorispettati, sono stati messi a punto diversi strumenti dicalcolo in grado di elaborare i valori di campo elettrico,di campo magnetico e di densità di potenza in qualun-que direzione e a qualunque distanza dalle antenne.

Essi vanno da quelli estremamente sofisticati, chepermettono di calcolare le grandezze in gioco con pre-cisioni molto spinte, ma che richiedono tempi epotenze di calcolo molto elevati, a quelli più semplici,idonei alle verifiche in campo, considerando che alledistanze alle quali di norma si effettuano le rileva-zioni, il campo elettrico, quello magnetico e la densitàdi potenza sono legati da relazioni semplici; basta per-ciò calcolare, o misurare, una di queste grandezze perricavare le altre con facili calcoli matematici. In ognicaso, però, le intensità dei campi elettromagneticidipendono non solo dalle potenze dei trasmettitori,ma anche dalle caratteristiche di irradiazione delleantenne; non ha senso perciò stabilire limiti didistanza indipendenti da tali caratteristiche, comechiarito in [1].

Per semplificare le procedure di progetto e di veri-fica - considerando che, ai fini della protezione dellapopolazione, non interessa valutare esattamente leemissioni, ma solo garantire che esse non superino ilimiti prescritti - sono stati definiti metodi di valuta-

zione basati su volumi di rispetto standard.Nel seguito si illustrano questi metodi, partendo

dalla descrizione delle caratteristiche delle antenne,elementi fondamentali nel determinare l’entità delleemissioni.

Nel riquadro di pagina 62 sono riportati, inmaniera semplificata, aspetti matematici e fisici chesono alla base delle procedure di valutazione.

2. Antenne

Le antenne determinano le modalità con cui sidistribuisce nello spazio la potenza generata dai tra-smettitori; esse hanno perciò un’importanza fonda-mentale nelle reti radiomobili. In genere sono diret-tive (concentrano la potenza verso particolari direzioni,e rendono minima l’irradiazione in altre), perché nor-malmente interessa che sia massima la portata dellestazioni radio verso alcune aree e allo stesso tempo chesia ridotta al minimo l’interferenza verso altre.

Quanto più le antenne sono grandi, tanto mag-giore è la loro capacità di concentrare le onde elettro-magnetiche nella direzione di puntamento e diridurre l’irradiazione nelle altre. Parallelamente, inricezione, quanto più sono grandi tanto maggiore è laloro capacità di captare segnali deboli e di smorzarele interferenze provenienti da direzioni indesiderate.

Sul mercato sono disponibili una grande varietà diantenne. Fra esse i progettisti possono scegliere le piùidonee per ciascuna stazione, tenendo conto dellecaratteristiche dei singoli impianti e dei vincoliambientali da rispettare.

Più avanti sono indicate le proprietà più impor-tanti che le antenne devono avere e, a titolo di esem-pio, saranno descritte alcune di quelle utilizzate nellereti di TIM.


Di Mario - Porzio Giusto • Verifiche preventive del rispetto dei limiti di emissione degli impianti radiomobili cellulari

2.1 Caratteristiche delle antenne

Le caratteristiche principali di un’antenna sono:• il diagramma di irradiazione;• il guadagno;• l’ampiezza del lobo principale;• il rapporto avanti-indietro;• la polarizzazione;• le dimensioni.

Il diagramma di irradiazionerappresenta, per ogni direzionedi irraggiamento che si dipartedall’antenna, il rapporto fral’intensità dell’irradiazionenella direzione che si considerae l’intensità di irradiazionenella direzione in cui essa èmassima (direzione di punta-mento).

L’antenna ideale che irra-dia uniformemente in tutte ledirezioni dello spazio (comele stelle) è chiamata radiatoreisotropo. Il diagramma di irra-diazione ad essa relativo èdunque una superficie sferica(figura 1) e la densità dipotenza per unità di superfi-cie che a una certa distanza dda essa si riceve è data dalla potenza con cui il radia-tore è alimentato divisa per l’area 4pd2 della superfi-cie sferica di raggio d.

Le antenne reali invece non irradiano in modouniforme in tutte le direzioni. La loro caratteristica diirradiazione è una superficie tridimensionale, ingenerale molto complessa, come, ad esempio, quellarappresentata nella figura 2.

I diagrammi di irradiazione tridimensionali sono didifficile rappresentazione e interpretazione; ma ingenerale, date le usuali caratteristiche di simmetriache essi hanno, basta considerarne le due sezioni prin-cipali: quella nel piano orizzontale e quella nel pianoverticale passanti per il centro dell’antenna. Questedue sezioni sono dette, rispettivamente, diagramma

orizzontale e diagramma verticale. La figura 3 ne riportaun esempio con le quotazioni in decibel (dB), comed’uso1.

La potenza emessa da un’antenna direttiva è con-centrata verso una direzione privilegiata; a parità dipotenza complessivamente emessa il flusso di potenzairradiato nella direzione di puntamento può quindiessere maggiore di quello che sarebbe emesso da un

radiatore isotropo. Il rapporto fra flusso di potenza diun’antenna nella direzione di massima irradiazione equello che darebbe un radiatore isotropo ideale èdetto guadagno di antenna. Quanto più grande è un’an-tenna, tanto maggiore è il suo guadagno.

Figura 1 Diagramma di irradiazione di un radiatoreisotropo.

Figura 2 Esempio di rappresentazione tridimensionaledi un diagramma di irradiazione per un’an-tenna direttiva.

Diagramma orizzontale Diagramma verticale

120¡ 65¡

- 3 dB

7¡

0 dB

- 10 dB - 10 dB

- 3 dB

0 dB

Figura 3 Diagramma di irradiazione di un’antenna commerciale direttiva.

(1) Il valore in dB si ottiene prendendo il logaritmo in base dieci della

grandezza in esame e moltiplicando per dieci se la grandezza è pro-

porzionale a una potenza, o per venti se questa è proporzionale a una

ampiezza; questa trasformazione ha il vantaggio di permettere di rap-

presentare graficamente valori grandi insieme con valori piccoli; per

esempio, due valori che stanno in rapporto di uno a mille si trasfor-

mano in due valori che differiscono di 30 dB.



CALCOLO DEL CAMPO ELETTROMAGNETICO

Il campo elettromagnetico prodotto in un generico punto Z da una sorgente radio, e in particolare daun’antenna, è costituito da due componenti, il campo elettrico e il campo magnetico, rappresentate rispettiva-mente dalle due grandezze vettoriali E(Z) e H(Z).La densità di potenza per unità di superficie (in W/m2) che arriva nel punto Z è data dalla parte reale di unagrandezza fisica, detta vettore di Poynting, che deriva dal prodotto vettoriale dei campi elettrico e magne-tico secondo la relazione:

S(Z) = E(Z) ´ H*(Z) (1)

dove H* è il complesso coniugato di H. La parte immaginaria di S(Z) esprime una densità di potenza reattiva, che non è irradiata. In zone molto prossime all’antenna - entro distanze dell’ordine di una lunghezza d’onda - prevale la com-ponente immaginaria del vettore di Poynting e si parla perciò di zona di campo reattivo.A distanze molto grandi dall’antenna la componente reattiva diventa trascurabile, il campo elettrico e ilcampo magnetico risultano ortogonali e la loro ampiezza è legata da una relazione molto semplice, chedipende dall’impedenza del mezzo in cui si propaga l’onda.Nello spazio libero (e in pratica in aria) questa impedenza vale 120p e si ha:

In queste condizioni basta calcolare (o misurare) una delle due grandezze per ottenere matematicamentel’altra, mentre la densità di potenza S dell’onda elettromagnetica è data semplicemente dal prodotto di Eper H:

S può essere calcolata anche direttamente mediante l’espressione:

doveP e la potenza con cui è alimentata l’antenna, in wattG è il valore della funzione guadagno d’antenna nella direzione del punto considerato, in numeri realid è la distanza del punto considerato dall’antenna, in metri.

La densità di potenza S risulta espressa in watt per metroquadro.

Risolvendo la combinazione della (3) e della (4) rispetto a E ed a H si ottiene:

Risolvendo invece rispetto a d, si ottiene la distanza alla quale il campo elettrico raggiunge un valore pre-fissato Elim:

d lim =30 × P × G

E lim

(7)

H =30 × P × G

120p × d (6)

E =30 × P × G

d (5)

S =P × G

4pd2 (4)

S = E × H =E 2

120p= H 2 ×120p (3)

E

H= 120p (2)



Dal prodotto del diagramma di irradiazione per ilguadagno d’antenna si ottiene un diagramma con lastessa forma di quello di irradiazione, ma quotato conil guadagno che l’antenna ha in ogni direzione. Lafunzione tridimensionale così ottenuta è chiamatafunzione guadagno.

Poiché l’antenna è un elemento passivo che nonamplifica i segnali2, la potenza totale emessa daun’antenna non può essere maggiore di quella di ali-mentazione addotta al suo ingresso, ovvero di quellache globalmente emetterebbe un radiatore isotropoideale. Dunque, quanto maggiore è il guadagno,ovvero quanto più grande è l’antenna, tanto maggioreè la percentuale di potenza irradiata nella direzione dimassima irradiazione e tanto minore è la frazione dipotenza emessa nelle altre direzioni.

L’ampiezza del lobo principale definisce il settoreangolare all’interno del quale si concentra la mag-gior parte della potenza irradiata. Per convenzione,

i lati del settore sono costituiti dalle direzioni in cuil’irradiazione è metà di quella relativa alla direzionedi puntamento. Le antenne delle reti radiomobilipiù utilizzate hanno il lobo orizzontale di 65°, men-tre quello verticale ha una ampiezza compresa fra6° e 15°.

Il rapporto avanti-indietro rappresenta il rapportofra la potenza irradiata nella direzione di massimairradiazione e quella irradiata nella direzione oppo-sta. Esso è quindi un fattore importante per ren-dere minime le interferenze verso direzioni indesi-derate.

La polarizzazione indica la direzione secondo cui èorientato il campo elettrico (che è una grandezza vet-toriale) prodotto dall’antenna. Nei sistemi radiomo-bili sono utilizzate normalmente antenne a polarizza-zione verticale. Negli ultimi anni si sono diffuse ancheantenne a doppia polarizzazione, che consentono diinserire in un unico guscio due antenne distinte, dimi-nuendo l’impatto ambientale a spese di una piccolariduzione di efficienza. Di queste si parlerà più avanti.

Tutte le antenne per reti radiomobili sono diret-tive nel piano verticale, in quanto non è necessarioirradiare potenza né verso l’alto né verso il basso. Nelpiano orizzontale esse possono invece essere omnidi-

(2) Sono disponibili antenne attive, che esulano dalla presente tratta-

zione, in cui radiatori passivi sono integrati con dispositivi elettronici

di vario tipo.

Queste relazioni semplici per-dono validità in prossimità dellazona di campo reattivo ma pos-sono comunque essere applicatea scopi cautelativi, poiché risul-tano conservative.Il fatto che in prossimità del-l’antenna la (4), la (5) e la (6)forniscano valori maggiori diquelli reali può essere intuito,considerando che per distanze dtendenti a zero tali espressionidanno valori tendenti all’infi-nito, mentre in pratica i valoridel campo elettromagneticorimangono limitati.Nella figura A è riportato un esempio di grafico ottenuto con la formula (5) nelle seguenti ipotesi:• antenna a schiera da 1,93 m di altezza;• guadagno: 17,5 dB;• potenza di alimentazione: 20 W.Calcolando la distanza a cui il campo elettrico assume il valore di 6 V/m nella direzione di massima irradia-zione si ottiene (punto A della figura):

Per lo stesso valore di campo, ad un angolo di 30° rispetto alla direzione di massima irradiazione (in corri-spondenza del quale il guadagno si riduce di 16 dB), la distanza si riduce a meno di 5 m (punto B dellafigura) come risulta dal calcolo seguente:

d =30 × 20 ×1017,5/10 ×10-16/10

6= 4, 78 m (9)

d =30 × 20 ×1017,5/10 ×1

6= 30,6 m (8)

B

A

6

30 m20

X

Z

m

10 15 250 5

0

5

1020

-5

Figura A Esempio di andamento del campo elettrico generato da un’an-tenna per radiomobile.



rezionali (cioè con diagramma di irradiazione circo-lare) oppure direttive (cioè con diagramma di irradia-zione oblungo).

Con le antenne omnidirezionali si realizzano celledi copertura idealmente circolari, centrate sul puntoin cui è collocata l’antenna. Nelle schematizzazioni dicoperture teoriche le celle sono generalmente diforma esagonale (figura 4), perché - come insegnanole api - è con questo tipo di figura piana che si ottienela migliore suddivisione di un’area in “celle” nonsovrapposte, come quelle che costituiscono glialveari.

La configurazione con antenne omnidirezionali èadatta in aree con bassa densità di traffico telefonico,perché consente di realizzare la copertura con ilminimo numero di apparati.

Nella maggior parte dei casi si realizzano invececoperture trisettoriali, per mezzo di antenne direttivecon diagrammi di irradiazione come quelli di figura 3.Collocando tre antenne in uno stesso sito posto nelvertice comune di tre esagoni adiacenti - puntate cia-scuna verso il vertice opposto di un esagono (puntatecioè a 120° l’una dall’altra) - si possono coprire tredistinti esagoni da un solo sito, e si riduce così ilnumero dei siti necessari per coprire una data area(figura 5).

Per mantenere l’uniformità del livello delsegnale a bordo cella, se i segnali si affievolissero

con il quadrato della distanza come nello spaziolibero, a ±60° dalla direzione di puntamento, il gua-dagno delle antenne dovrebbe ridursi a un quartodel valore massimo (cioè di 6 dB); infatti in questedirezioni i segnali devono coprire una distanza parial lato dell’esagono, che è metà di quella della dire-zione di puntamento (diametro dell’esagono). Nellecondizioni di propagazione tipiche per le reti radio-mobili, l’affievolimento dei segnali è invece mag-giore che nello spazio libero e si assume che, per unraddoppio della distanza, sia di circa 10 volte (10dB); si impiegano perciò antenne che a ±60° rispettoalla direzione di puntamento hanno un guadagnodieci volte minore che nella direzione di punta-mento, (come mostrato nella figura 3 di pagina 61).

2.2 Tipi di antenne e campi di applicazione

Antenne collineari

Le antenne collineari sono antenneomnidirezionali, generalmente costi-tuite da una schiera di dipoli allineativerticalmente: esse hanno un dia-gramma di irradiazione omnidirezionalenel piano orizzontale, mentre in quelloverticale sono fortemente direttive, conil risultato di emissioni minime nellearee sottostanti. L’antenna è di normaprotetta da un tubo di materiale traspa-rente alle onde radio (ad esempio difibra di vetro), come nell’esempiomostrato in figura 6.

Antenne cilindriche

Le antenne cilindriche sonoantenne direttive e utilizzate percoperture trisettoriali. Esse sono generalmente costi-tuite da una schiera di dipoli, allineati verticalmentee opportunamente alimentati, racchiusi in un conte-nitore cilindrico. La parte posteriore del cilindro èmetallica e funge da riflettore per la sagomatura deldiagramma di irradiazione sul piano orizzontale. Leantenne cilindriche, avendo ottime caratteristiche diguadagno, di direttività nel piano verticale, di confi-namento delle emissioni laterali e di rapporto di atte-nuazione avanti-indietro, sono largamente utilizzatenelle reti radiomobili e in particolare in quelle diTIM.

Antenne a pannello

Le antenne a pannello sono costituite da schiere didipoli con un riflettore posteriore; questo tipo di realiz-zazione consente di ottenere volumi e pesi minori diquelli delle antenne cilindriche. Alcuni tipi hannoun’inclinazione del lobo verticale (in gergo chiamata tilt)realizzata elettricamente. Nei casi in cui occorre incli-nare verso il basso il puntamento del lobo principale, iltilt elettrico dà vantaggi sia estetici sia di prestazioni.

Le antenne a pannello sono utilizzate in molteinstallazioni urbane, dove si richiedono celle con areadi copertura limitata.

Figura 6Antennacollineare.

•

•

• •

•

••

•

•

•

•

•

•

•

•

Figura 4 Copertura con stazioni omnidirezionali posteal centro delle celle.

Figura 5 Copertura con tre antenne direttive per sito.



Antenne a doppia polarizzazione

Le antenne per comunicazioni mobili sono solita-mente a polarizzazione verticale, perché questoorientamento è il più conveniente per fornire il servi-zio a veicoli con antenna a stilo installata sul tetto.

Nella propagazione radio, soprat-tutto in ambiente urbano, il segnalesubisce però numerose riflessioni euna parte non trascurabile dellapotenza irradiata perde la polarizza-zione di partenza. Oltre a ciò, leantenne dei terminali palmari assu-mono vari orientamenti; il vantaggiodella polarizzazione verticale si èperciò notevolmente ridotto rispettoalle condizioni che si avevano aglialbori del radiomobile, quando i ter-minali erano solo di tipo veicolare.

Si possono quindi utilizzare effi-cacemente anche polarizzazionidiverse da quella verticale. Questapossibilità permette di realizzarecoppie di antenne che hanno in pra-tica l’ingombro di una. Esse sonocostituite da due antenne con pola-rizzazioni diverse, inserite in ununico guscio (figura 7). Le duea n t e n n esono disac-coppiate -cioè recipro-

camente isolate - dalla diver-sità di polarizzazione e pos-sono perciò essere utilizzate atutti gli effetti come dueantenne distinte. Le strutturecosì costituite prendono ilnome di antenne a doppia pola-rizzazione.

Le antenne a doppia pola-rizzazione disponibili sulmercato sono di due tipi:quelle con polarizzazioni di+45° e di -45° (rispetto alladimensione maggiore dell’an-tenna) e quelle con polarizza-zioni di 0° e 90°.

Esse possono essere uti-lizzate sia per separare la tra-smissione dalla ricezione, siaper realizzare la ricezione indiversità. Con questa tecnica,utilizzando segnali residisponibili da antennediverse, è possibile migliorare notevolmente la sen-sibilità del ricevitore attraverso successive elabora-zioni.

La ricezione in diversità di polarizzazione non èefficace quanto quella in diversità di spazio (ottenutacioè con antenne distanziate di alcuni metri), ma,soprattutto in ambiente urbano, la riduzione di pre-stazioni può risultare accettabile nella maggioranzadei casi.

3. Volume di rispetto

In prossimità di una data antenna ci possonoessere punti in cui i livelli di campo elettromagneticosuperano i limiti protezionistici; ciò però può acca-dere solo in un volume di piccole dimensioni, a causadel rapido decadimento della potenza con la distanza.

Il volume intorno all’antenna, entro cui il campoelettromagnetico è maggiore dei limiti prescritti, hauna forma complessa, in quanto dipende dal dia-gramma di irradiazione dell’antenna (figura 8).

Per verificare rapidamente il rispetto dei limiti siusa perciò definire intorno all’antenna un volumecostituito da solidi semplici (parallelepipedi o cilin-dri), all’esterno del quale i limiti non sono superatimentre all’interno non si hanno zone accessibili allapopolazione. Questo volume è detto volume dirispetto. Entro questo volume possono esserci nume-rose zone in cui il campo elettromagnetico è sotto ilimiti; il volume di rispetto è perciò conservativo (tal-volta anche molto conservativo) ma è estremamentepiù semplice da trattare rispetto al volume che deli-mita in maniera esatta la zona in cui il campo elettro-magnetico supera i limiti.

Calcolato il volume di rispetto, basta sovrappornela rappresentazione a quella degli edifici per verifi-care a colpo d’occhio se in esso siano compresi luoghiaccessibili alla popolazione.

Nel caso in cui nel volume di rispetto cada qual-che punto accessibile alla popolazione è necessarioverificare se i limiti siano effettivamente superati permezzo di calcoli puntuali. Se il superamento è confer-mato, il progettista modifica le caratteristiche dell’im-pianto finché esso non rientra nelle norme.

Visto che la forma tipica dei diagrammi di irradia-zione delle antenne è caratterizzata da un lobo princi-pale di forma oblunga e da una corolla di piccoli lobi

Figura 7Antenna a dop-pia polarizza-zione.

Volume di rispetto con isolinee

Volume di rispetto parallelepipedo

Sezione orizzontale Sezione verticale

Figura 8 Volumi di rispetto reali e volumi di rispetto approssimati conparallelepipedi.



secondari, le schematizzazioni dei volumi di rispettoproposti sono essenzialmente di due tipi:• una coppia di cilindri (uno contenente il lobo princi-

pale, l’altro contenente la corolla dei lobi secondari);• un parallelepipedo singolo.

La schematizzazione a parallelepipedo è più sem-plice da trattare, ma generalmente è meno accurata(nel senso che è più conservativa); conviene perciòutilizzare la schematizzazione a cilindri nei casi piùcritici, mentre è più agevole utilizzare l’altra nei casiin cui si abbia un certo margine rispetto ai limiti.

3.1 Modello a cilindri

Il modello a cilindri è costituito dall’unione di duecilindri, uno centrato intorno all’antenna e uno a essatangente (figura 9). Il primo ha di norma un’altezzamaggiore del secondo per contenere i lobi secondaridell’antenna che si protendono verso l’alto. Il diame-tro del secondo è invece maggiore di quello delprimo, in quanto le sue dimensioni dipendono dallobo principale di irradiazione.

Questo tipo di volume di rispetto è definito daquattro parametri, che rappresentano i diametri e lealtezze dei due cilindri (d1 , d2 , h1 , h2 ).

Nel caso in cui le antenne siano puntate con unacerta inclinazione rispetto all’orizzonte (tilt), i volumidi rispetto si ottengono inclinando i due cilindri di unangolo pari al tilt (figura 10).

3.2 Modello a parallelepipedo

La figura 11 rappresenta il modello di volume dirispetto a parallelepipedo.

Anch’esso è definito da quattro parametri:• Lm1: dimensione della zona antistante l’antenna;• Lm2: dimensione della zona retrostante l’antenna;• Le: dimensione parallela al piano verticale dell’an-

tenna (altezza del volume);• Lh: dimensione parallela al piano orizzontale del-

l’antenna (larghezza del volume).I punti medi di Le e di Lh coincidono con il centro

dell’antenna.

3.3 Calcolo del volume di rispetto

Come si inferisce da quanto è stato detto, per cal-colare il volume di rispetto di un impianto occorreconoscere i diagrammi di irradiazione dell’antennanei due piani principali, il guadagno d’antenna e lapotenza di alimentazione.

Con questi elementi possono essere ottenuti, peresempio per via numerica, gli andamenti del campoelettromagnetico, e possono essere poi ricavati ivolumi di rispetto. In pratica è sufficiente calcolare ilvolume di rispetto per il tipo di antenna che siintende impiegare con un valore normalizzato dellapotenza di alimentazione, e successivamente appli-care il fattore di scala corrispondente alla potenzaimpiegata nell’impianto. L’esempio riportato nelriquadro di pagina 67 chiarisce la procedura seguita inquesti casi.

4. Conclusioni

Gli strumenti di calcolo oggi disponibili consen-tono di valutare accuratamente i livelli di campo elet-tromagnetico emessi dagli impianti di radiomobile edi assicurare in sede di progetto il rispetto dei limitisulle esposizioni della popolazione.

Lm1

Lm2

Le

Lh

Figura 11 Volume di rispetto a forma di parallelepipedo.

cilindro 2

d2

d1

h2 h1

antennadi TX

cilindro 1

Figura 9 Volume di rispetto costituito da due cilindri.

cilindro 2

d2

X

d1

h2h1

antennadi TX

cilindro 1

Figura 10 Volume di rispetto a cilindri per un’anten-na inclinata rispetto all’orizzonte (con tiltpari a X).



I metodi semplificati normalmente adottati perverificare rapidamente il rispetto di tali limiti, quale ilvolume di rispetto, sono conservativi; perciò a mag-gior ragione essi garantiscono il rispetto delle norme.Sono tuttavia anche disponibili strumenti con cui sipossono calcolare con molta accuratezza i livelli dicampo elettromagnetico in qualunque direzione e aqualunque distanza dalle antenne.

Inoltre si può verificare il rispetto delle normemediante misure in loco.

Le analisi effettuate con questi strumenti sonoutilizzate dalle Autorità sanitarie per dare il nulla ostaall’attivazione degli impianti.

I livelli di emissione massima degli impianti diradiomobile infine non aumentano nel tempo (quellieffettivi invece diminuiscono nelle ore di basso traf-fico telefonico), non è perciò necessario monitorarlicostantemente.

Le biografie di Gianpio Di Mario e di Pietro PorzioGiusto sono riportate a pagina 59.

CALCOLO DEL VOLUME DI RISPETTO

In questo riquadro si riporta un esem-pio di calcolo del volume di rispettocon i seguenti dati di impianto:

• numero di portanti per cella: 8;• potenza massima per portante al

connettore d’uscita dei trasmetti-tori: 41,8 dBm (15 W);

• attenuazione delle linee di alimenta-zione: 4 dB;

• antenna ut i l izzata: Kathreink7341647 (G=18,15 dBi).

Le f igure A e B riportano le zoneintorno all’antenna in cui il valore delcampo elettrico supera il limite di 6V/m, prescritto in Italia per i luoghi incui la popolazione può risiedere perpiù di quattro ore.

I calcoli sono stati effettuati tramite unprogramma di simulazione.

Se si vuole rappresentare il volume dirispetto tramite due cilindri, si trova che ilcilindro maggiore, tangente al punto in cui è collocata l’antenna, deve avere un diame-

tro d2 di 51 m e un’altezza h2 di 5 m.

Le figure A e B riportano le dimen-sioni di questo cilindro sovrapposteai risultati dei calcoli.

In maniera analoga si ottiene che ilcilindro minore, centrato sull’an-tenna, deve avere invece un diametrod1 di 12 m e un’altezza h1di 7 m.

d2= 51 m

d1= 12 m

Figura A Sezione orizzontale dei cilindri che conten-gono la zona in cui il campo elettrico superai 6 V/m.

d2= 51 m

d1=

h2=h1=10 m 5 m

12m

Figura B Sezione verticale dei cilindri che contengono lazona in cui il campo elettrico supera i 6 V/m.

[1] Di Mario, G.; Porzio Giusto, P.: Gli impianti cel-lulari alla luce dei limiti sulle emissioni radio. Inquesto stesso numero del «Notiziario TecnicoTelecom Italia», pp. 53-59.



Misure e calcolo del campo elettromagnetico generato datelefoni cellulari negli utilizzatori

PAOLA BERTOTTO

PAOLO BIELLI

GABRIELLA RICHIARDI

ANDREA SCHIAVONI

In quest’articolo sono descritte le attività di sperimentazione e di elaborazione utilizzatepresso TILAB per determinare la potenza depositata per unità di massa, SAR (SpecificAbsorption Rate) generata da telefoni cellulari. Alla luce di quanto oggi prescritto dallanormativa europea sono mostrate le soluzioni adottate per allineare le attività di labo-ratorio e le simulazioni utilizzate per determinare il livello di SAR all’interno di fan-tocci antropomorfi o di modelli anatomici della testa umana.

1. Introduzione

Le norme internazionali fissano i limiti di baserelativi all’esposizione umana al campo elettromagne-tico ad alta frequenza in termini di SAR (SpecificAbsorption Rate) che rappresenta la potenza depositatain un mezzo con perdite elettromagnetiche per unitàdi massa [1-4]: in tale contesto, questi valori nondevono essere superati all’interno della testa umanaesposta alla radiazione elettromagnetica generata daun telefono cellulare. Il problema che si pone è alloraquello di disporre di strumenti in grado di stabilire illivello di SAR generato da un telefono cellulare inmodo da poterlo confrontare con i limiti imposti dallenormative. Per eseguire questo confronto è possibileseguire due diversi approcci: effettuare attività speri-mentali per determinare il livello di SAR all’interno difantocci che simulano la testa umana dal punto di vistaelettromagnetico, oppure calcolare il SAR all’internodi modelli anatomici della testa umana con strumentisoftware convalidati sperimentalmente. La normaCENELEC ES59005 [1] fornisce anche indicazioni sucome debba essere misurato o calcolato il SAR, anchese oggi questa norma è in fase di revisione, soprattuttonelle parti relative alle procedure di misura. Il soddi-sfacimento dei requisiti richiesti dalla normativa, siamediante la sperimentazione sia con elaborazione, haun impatto diretto sui sistemi da utilizzare per qualifi-care i telefoni cellulari.

2. Il sistema di misura SAR

La misura del SAR da un punto di vista di principioè assai semplice: il campo elettrico all’interno di unfantoccio che rappresenta la testa umana è campionatomediante una sonda connessa al polso di un robot.

Dal valore del campo elettrico si risale al valoredel SAR attraverso l’espressione:

in cui E è il modulo del campo elettrico in V/m; s è la

conducibilità elettrica in S/m e r è la densità in kg/m3

del mezzo entro il quale si sviluppa il campo elettro-

magnetico.

Il sistema impiegato da TILAB, mostrato in figura

1, è stato sviluppato dal Professor Kuster dell’ETH di

Zurigo ed è prodotto da Schmid & Partners di Zurigo

[5]. Il sistema è completamente automatizzato ed è

gestito da un computer.

SAR =s E 2

2r

Figura 1 Banco per la misura del SAR (SpecificAbsorption Rate).



Bertotto - Bielli - Richiardi - Schiavoni • Misure e calcolo del campo elettromagnetico generato da telefoni cellulari negli utilizzatori

Gli elementi che costituiscono il banco per la misura delSAR, in grado di soddisfare i requisiti delle normative, sono:

a) il fantoccio;b) la sonda di campo elettrico;c) il sistema di movimentazione;d) il supporto del telefono cellulare;e) la configurazione del telefono cellulare.

Il fantoccio. Il SAR generato dal telefono cellularedeve essere misurato in una situazione che simulil’impiego effettivo. La misura del SAR è perciò ese-guita all’interno di fantocci che rappresentano dalpunto di vista geometrico ed elettromagnetico la testadell’utilizzatore. A questi fantocci il telefono cellulareè accostato in posizioni bendefinite. I fantocci utilizzatinelle prove sono costituiti daun contenitore cavo riempitocon un liquido, le cui caratte-ristiche elettromagnetichesono simili a quelle del cer-vello umano, alla frequenza diinteresse.

I fantocci definiti dallanorma europea sono suddivisiin due categorie. I primi, fan-tocci antropomorfi simulano latesta dell’utilizzatore inmaniera accurata dal punto divista geometrico (figura 2);questi fantocci possono poiessere distinti in omogenei enon omogenei: i primi sonocostituiti da un guscio - ingenere di vetro resina - aforma di testa umana. I fan-tocci non omogenei sonoinvece ben più complessi inquanto realizzati su un sup-porto che rappresenta l’anato-mia della testa e costituiti damateriali diversi (gelatinosi esolidi) che simulano alcuni tes-

suti della testa(figura 2).

Il fantoccio nona n t r o p o m o r f odescritto nellanorma europea ècostituito da unasemisfera tagliatada un piano. Lascelta di questofantoccio - cheperaltro non rap-presenta la testa diun utilizzatore - èmotivata, a detta dialcuni ricercatori,dalla semplicità diutilizzo in fase dimisura, e secondo altri tecnici dalla possibilità di indi-viduare il caso peggiore di esposizione e quindi diriprodurre la condizione di esposizione che genera ilSAR più elevato. In TILAB questo fantoccio non èutilizzato perché, grazie alla capacità che ha il robot dimuovere la sonda il suo impiego non semplifica leoperazioni di misura e anche perché non è possibiledefinire un caso peggiore in quanto il SAR dipendedal tipo di telefono.

La sonda di campo elettrico. La sonda è costituita datre dipoli che rivelano le tre componenti del campoelettrico (figura 3); ogni dipolo è lungo 3 mm mentre lapunta, compresa la ricopertura plastica di protezione,ha un diametro di 6,8 mm.

La sonda deve avere dimensioni piccole rispetto allalunghezza d’onda della radiazione, all’interno del liqui-do cervello-equivalente, in maniera da evitare che essa

Figura 2 Fantocci utilizzati nelle prove del SAR persimulare la testa dell’utilizzatore.

a) b)

a) fantoccio antropomorfo omogeneo (il fantoccio non ha l’orecchio).

b) fantoccio antropomorfo non omogeneo. Il fantoccio ha l’orecchio ed è

costituito da quattro tessuti: (pelle, muscolo, osso e occhio).

Le aperture laterali permettono di introdurre una sonda.

Figura 4 Diverse posizioni del telefono rispetto al fantoccio (come prescritto in [1]).

a) b)

c) d)

Figura 3 Sonda per la misu-ra delle tre compo-nenti del campoelettrico.

a) posizione “Intended use” c) posizione “100º ”

b) posizione “touch”d) posizione “30º tilt”



integri il campo nello spazio e nello stesso tempo perottenere una buona definizione nello spazio.

Le sonde presentano alcune caratteristiche dirilievo che possono essere così sintetizzate:• linearità: la sonda deve presentare un comporta-

mento lineare poiché il campo all’interno delliquido cervello-equivalente decade con un anda-mento di tipo esponenziale e può presentare unadiscreta dinamica;

• isotropia: non è nota a priori la polarizzazione delcampo nel liquido;

• sensibilità: la sonda deve consentire di rivelaresegnali anche molto piccoli.

La sonda, poi, non deve interferire con la confi-gurazione del campo nel fantoccio; deve essere per-ciò realizzata con materiale non metallico e immuneal campo esterno. La rivelazione del campo elet-trico deve essere effettuata solo attraverso gli ele-menti sensibili e non da altre parti da cui essa ècostituita.

Il sistema di movimentazione. La sonda deve poteressere spostata all’interno dell’apertura laterale delfantoccio in maniera da consentire di scandire l’interasuperficie interna. Essa è perciò connessa al polso diun robot che ne assicura glispostamenti. La punta dellasonda, oltre a rivelare ilcampo, è dotata di un sensoredi prossimità che si attivaquando la punta della sonda siapprossima alla superficieinterna del fantoccio, bloccan-done così l’avvicinamento.

Il supporto del telefono cellu-lare. Il telefono deve essereaccostato ai fantocci usatinelle misure del SAR nelleposizioni definite nella normaeuropea, riportate nella figura4 (pagina 69). Sul fantoccioviene definito il piano di rife-rimento che passa per il cen-tro sia della bocca sia deicanali uditivi. Sul telefono

viene definita la retta di riferimento che passa per ilcentro dell’auricolare e per quello del microfono.

Nella posizione Intended use, la retta di riferimentosul telefono giace sul piano di riferimento associato alfantoccio e forma con la linea congiungente i canaliuditivi un angolo di 80°; l’auricolare è invece posto acontatto con il centro del canale uditivo. La posizionetouch è come quella precedente, la intended use, ma iltelefono è ruotato verso la guancia sino ad ottenerneil contatto. Nella posizione 100° la retta di riferimentodel telefono forma un angolo di 100° con quella checongiunge i canali uditivi. Nella posizione 30° tilt ilpiano di riferimento è ruotato verso il basso di 30° e la

retta di riferimento forma un angolodi 90° con quella che congiunge icanali uditivi.

Il telefono è collocato su unsupporto che, indipendentementedalla forma, lo accosta al fantoccionelle posizioni prima descritte. Ilmateriale con cui è realizzato il sup-porto è quanto più possibile traspa-rente alla radiazione elettromagne-tica alle frequenze di lavoro, inmodo da non interferire con iltelefono cellulare. Sul sistema diposizionamento sono presentialcune scale graduate per indivi-duare la posizione del telefono eper garantire la ripetibilità dellamisura. La figura 5 mostra il sup-porto del telefono cellulare proget-tato e realizzato da TILAB.

La configurazione del telefono cellulare. Il telefonocellulare deve essere predisposto in modo da irra-diare la massima potenza su un canale prefissato.Sono previsti a questo scopo due sistemi: il primoconsiste nel far operare il telefono con modalità teste con questa procedura possono essere impostati,direttamente da tastiera, i parametri del telefono.L’accesso alla modalità test può avvenire solo se ilcostruttore fornisce la sequenza logica di operazionida effettuare ed i codici di impostazione. Nelsecondo caso - applicabile ai sistemi GSM 900 e

Figura 5 Sistema di posizionamento del telefono cellulare realizzato da TILAB.

Figura 6 Procedura impiegata per la misura del SAR.

a) b)

a) Localizzazione del punto con il SAR massimo

b) Misura per valutare, su un volume, il valore medio del SAR

Punti di misura Punti di misura



GSM 1800 - il telefono può essere posto in condi-zioni di misura con un simulatore di stazione radiobase che imposta, via radio, tali parametri.

La procedura di misura. Essa si articola in tre fasi:la prima è relativa alla misura delle caratteristicheelettromagnetiche del liquido con cui viene rappre-sentato il cervello da fornire in ingresso al sistema dimisura del SAR [6]; la seconda fase consiste nell’indi-viduare il punto che presenta il SAR massimo all’in-terno dell’apertura laterale del fantoccio. La sonda,campiona il campo su una griglia non eccessivamentefitta (figura 6a).

La terza fase consiste nella misura in un volumea forma di parallelepipedo, centrato sul punto diSAR massimo (misurato nella fase precedente), pereffettuare l’operazione successiva di media su 1 g esu 10 g come richiesto dalle normative (figura 6b).

L’incertezza associata alla misura è valutatacome indicato in [7]. Contribuiscono all’incertezzadi misura tutti gli elementi impiegati per determi-nare il SAR quali le incertezze di misura del campoelettrico (linearità, isotropia e taratura della sonda),della conducibilità e della densità. L’incertezza

associata alla misura, considerando un livello di con-fidenza del 95 per cento, è di circa il 25 per cento aseconda dei valori della conducibilità e della densitàper i quali è noto l’errore percentuale compiutorispetto al valore assoluto.

3. Esempi di misure di SAR ed effetto delfantoccio

In questo paragrafo sono riportati i risultati dialcune misure eseguite su telefoni cellulari GSM - cia-scuno equipaggiato con un tipo diverso di antenna -all’interno del fantoccio omogeneo e non omogeneo inmodo da mettere in evidenza l’influenza del fantocciosui valori del SAR. La tabella 1 mostra il confronto, aparità di frequenza, nella posizione Intended use [1].

I limiti fissati dalle norme internazionali per l’e-sposizione da telefoni cellulari sono rispettiva-mente: nella norma europea 2,0 W/kg mediati suuna massa cubica di 10 g di tessuto [1] e 1,6 W/kgmediati su una massa cubica di 1 g in quella statu-nitense [2].

FantoccioFrequenza [MHz] Antenna l/4 SAR1,0 g [W/kg] D [%] SAR10,0 g [W/kg] D [%]

904

1749

Omogeneo

Non omogeneo

Omogeneo

Non omogeneo

Omogeneo

Non omogeneo

Omogeneo

Non omogeneo

Aperta

Aperta

Chiusa

Chiusa

Aperta

Aperta

Chiusa

Chiusa

0,30

0,09

0,48

0,07

0,25

0,10

0,29

0,02*

70,0

85,4

60,0

93,1

-

88,6

-

93,7

FantoccioFrequenza [MHz] Antenna l/2 SAR1,0 g [W/kg] D [%] SAR10,0 g [W/kg] D [%]

904

1749

Omogeneo

Non omogeneo

Omogeneo

Non omogeneo

Omogeneo

Non omogeneo

Omogeneo

Non omogeneo

Aperta

Aperta

Chiusa

Chiusa

Aperta

Aperta

Chiusa

Chiusa

0,48

0,10

0,66

0,08

0,51

0,08

0,53

0,04*

79,1

87,9

84,3

92,4

0,32

0,04

0,44

-

0,27

-

0,28

-

87,5

-

-

-

FantoccioFrequenza [MHz] Antenna SAR1,0 g [W/kg] D [%] SAR10,0 g [W/kg] D [%]

904Omogeneo

Non omogeneo

a) telefono equipaggiato con antenna a l/4

b) telefono equipaggiato con antenna a l/2

c) telefono equipaggiato con antenna a elica * valori inferiori alla sensibilità della sonda

Elica

Elica

0,76

0,2073,3

0,50

0,1178,0

0,22

-

0,35

0,04

0,14

-

0,16

0,01

*

*

*

Tabella 1 Confronto tra le misure del SAR con telefoni equipaggiati con diversi tipi di antenne, posti nella posizione “Intendeduse” previsti nella norma CENELEC [1].



Le figure 7 e 8 mostrano ladistribuzione del SAR misu-rata all’interno dei fantocci: lefigure 7b e 7d mostrano che, acausa delle dimensioni, ilmassimo del SAR per il fan-toccio non omogeneo siottiene fuori dalla regionepermessa per la misura dell’a-pertura. Le scale di coloreriportano il SAR massimo perogni situazione misurata, per-ché all’interno del fantoccionon omogeneo esso è moltopiù piccolo di quello presenteall’interno del fantoccio omo-geneo e quindi riportandolosulla stressa scala non sisarebbero ottenuti graficicomprensibili.

Indipendentemente daltipo di antenna, nel fantoc-cio non omogeneo i valori diSAR sono sensibilmenteinferiori di quelli relativi alfantoccio omogeneo. Questorisultato è causato in primoluogo dalla presenza dell’o-recchio sul fantoccio non omogeneo, e poi dalla pre-senza di materiali assorbenti che abbattono il valoredel SAR. Nel caso di antenne estraibili poste in posi-zione chiusa può essere notata una differenza ancoramaggiore poiché l’antenna è parzialmente nascostadall’orecchio assorbente. Non sono riportati alcuni

valori relativi al SAR su 10 g nel fantoccio non omoge-neo in quanto o troppo bassi - e quindi al di sotto dellasensibilità della sonda - oppure perché il massimo delSAR si trova fuori dal campo di misura.

La figura 9 mostra la variazione del SAR che siottiene entro il fantoccio omogeneo, nella posizioneintended use, al variare della frequenza del canaleGSM 900 o di quella del canale GSM 1800 su cui iltelefono opera. La normativa europea [1] prescrive lamisura del SAR solo sul canale centrale della banda.La figura 10 mostra come si modifica il SAR misuratoal variare delle posizioni previste dalla norma: il com-portamento risulta essere sensibilmente diverso alvariare della frequenza.

Figura 7 Distribuzione del SAR misurato nei fantocci.

a) b)

c) d)

Telefono con antenna a l/4 a 900 MHz

Figura 8 Distribuzione del SAR misurato nei fantocci.

a)

b)

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0891 904 911 1715

Frequenza [MHz]

SAR [W/kg]

1749 1776

SAR 1,0 g

SAR 10,0 g

Figura 9 SAR mediato su 1 g e su 10 g al variare dellafrequenza per un telefono con antenna a elicaallineata al fantoccio omogeneo nella posizio-ne Intended use.

a) fantoccio omogeneo.c) fantoccio omogeneo a 1800 MHz.

b) fantoccio non omogeneo a 900 MHz.d) fantoccio non omogeneo a 1800 MHz.

Telefono con antenna a elica a 900 MHz

a) fantoccio omogeneo;b) fantoccio non omogeneo a 900 MHz.



4. Valutazione del campo elettrico e del SAR nella testa umana

La norma europea, oltre a prescrivere di qualifi-care di telefoni cellulari attraverso misure, prevedeanche la possibilità di calcolare il SAR all’internodella testa umana. Sono state sviluppate tecniche dicalcolo del campo elettromagnetico che permettonodi analizzare problemi geometricamente e fisica-mente complessi, quali, ad esempio, il calcolo delcampo generato da un telefono cellulare commercialein un modello reale di testa umana [8].

La tecnica numerica utilizzata in quest’ambito è laFDTD (Finite Difference Time Domain) [9] [10]. Conquesta tecnica può essere calcolato il campo elettro-magnetico in maniera molto precisa ed efficiente inuna regione dello spazio, suddivisa in celle (discretiz-zazione), a forma di parallelepipedo; il punto criticonell’elaborazione riguarda la velocità e la disponibilitàdi memorie RAM dei sistemi di calcolo. Se si utiliz-zano celle di forma cubica con un lato di 1 mm e siipotizza che la testa più il telefono siano racchiusi inun cubo di 30 cm di lato, allora lo spazio discretizzatoè costituito da 27 milioni di celle. In ogni cella, cherappresenta l’elemento base dello spazio, sonomemorizzate all’incirca dieci informazioni e di questesei sono le componenti di campo elettromagnetico.L’elaboratore deve quindi essere in grado di gestirecontemporaneamente almeno 270 milioni di variabilinella propria memoria interna.

Un altro problema riguarda la rappresentazionedello spazio discretizzato. La figura 11 mostra cosa siintende suddividere in questo modo un oggetto equal’è l’impatto sulla memoria del computer. Ognicella deve essere rappresentata nella memoria delcomputer, e nella figura 11c la definizione è maggiorecome pure più alto è il numero di celle impiegato perrappresentare la stessa geometria.

Se la rappresentazione di geometrie descrivibilianaliticamente è relativamente semplice, non altret-tanto si può dire in generale: si pensi ad esempio lacomplessità per rappresentare nello spazio discretiz-zato una persona che usa un telefono cellulare all’in-

terno di un’automobile, ed essere sicuri che il pro-cesso di discretizzazione dello spazio sia corretto.

Per superare questo problema, TILAB ha svilup-pato un codice “discretizzatore” chiamato GRUNF(GRigliatore Usato Nella FDTD) che, a partire da rap-presentazioni CAD di oggetti è in grado di rappresen-tarli in uno spazio discretizzato [11].

Per rappresentare un generico telefono cellularesi è fatto ricorso alla tecnica nota come reverse enginee-ring: questa tecnica consiste nel riprendere l’oggettoin esame con due telecamere da due punti di vistadifferenti. Le coordinate di ogni pixel dell’immaginesono calcolate attraverso una triangolazione. Suipunti che rappresentano l’oggetto si costruisconosuperfici elementari corrispondenti alla sua superfi-

cie esterna. Le diverse parti del telefono cellulare -quali la tastiera, il display, l’antenna - sono indivi-duate da colori diversi delle superfici elementari inmodo da poter essere differenziate.

Con questa procedura alcuni telefoni cellularidisponibili in commercio sono stati descritti nellaeffettiva geometria e sono stati quindi gestiti dal“discretizzatore” GRUNF in maniera completamenteautomatica, garantendo la correttezza del processo[11]. La figura 12 mostra alcuni telefoni commercialirappresentati nello spazio discretizzato.

a) b) c)

Figura 11 Discretizzazione dello spazio.

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0Intended use

904 MHz100 gradi904 MHz

30 gradi904 MHz

Intended use1749 MHz

Posizioni

SAR [W/kg]

100 gradi1749 MHz

30 gradi1749 MHz

SAR 1,0 gSAR 10,0 g

Figura 10 SAR mediato su 1 g e su 10 g al variare dellaposizione nel fantoccio omogeneo, per untelefono con antenna a elica.

a) geometria originale; b) geometria discretizzata; c) geometria discretizzata con un passo dimezzato rispetto a b).

Figura 12 Modelli numerici di alcuni telefoni oggi incommercio.

A) B)

C) D)



La descrizione della testa umana è stata affrontatanegli studi riportati in letteratura nel corso degli annicon rappresentazioni sem-plificate (cubi, sfere oellissoidi); queste descri-zioni non sono però coe-renti né con la testaumana né con la capacitàdi elaborazione della tec-nica elettromagnetica. Latecnica impiegata per rap-presentare una testaumana, che più delle altresi è dimostrata efficace nelrisolvere questo problema,è l’acquisizione tramiteRM (Risonanza Magneticanucleare) che è in grado diottenere una “fotografia”numerica di un mezzobiologico.

La testa umana è rappresentata come una succes-sione di sezioni a partire dall’apice; la ricostruzione

tridimensionale sieffettua sovrappo-nendo ordinata-mente tutte lesezioni riprese.Ogni sezione ècostituita da unamatrice di pixel eogni pixel rappre-senta il tessutoripreso.

L’immagine tri-d i m e n s i o n a l egenerata dalsistema RM non èdirettamente uti-lizzabile nel codicedi calcolo delcampo elettroma-gnetico. È necessa-rio passare dall’im-magine RM a unaimmagine anato-

mica, in cui ogni pixel è sostituito da un’etichettache rappresenta il tessuto.

La traduzione dell’immagine RM a immagine

anatomica avviene attraverso una tecnica basata sureti neurali [12]. Il modello riconosciuto della testa èstato verificato da neurologi e radiologi dell’INRCA(Istituto Nazionale Riposo e Cura Anziani) di Ancona.Il modello TILAB è suddiviso in 36 tessuti; ladimensione del pixel è di 1x1x2 mm.

La figura 13 mostra una sezione del modello a livellodegli occhi e la sua ricostruzione tridimensionale; latabella 2 elenca i tessuti riconosciuti sul modello di testaumana di TILAB. Il codice grigliatore (GRUNF) è ingrado di gestire telefoni cellulari rappresentati attraversoarchivi CAD e allo stesso tempo modelli anatomici dellatesta umana descritta mediante immagini anatomiche edi accostare poi l’uno all’altro come richiesto dallanorma europea (figura 14).

Prima di presentare i risultati di calcolo sembraopportuno accennare alle attività per convalidare il

codice elettromagnetico con i dati misurati in con-dizioni simili a quelle di utilizzo nella qualifica-zione.

5. Convalida del codice elettromagnetico

La convalida del codice elettromagnetico consistenel confrontare il SAR calcolato nei fantocci antropo-morfi descritti precedentemente, con quello misu-rato, generato da un dipolo calibrato e da telefoni cel-lulari commerciali.

Figura 13 Modello anatomico della testa umana.

a) sezione della testa a livello degli occhi.

b) ricostruzione tridimensionale della testa.

Figura 15 Modelli numerici dei fantocci.

Cristallino

Plesso coroideo

Midollo

Nervo acustico

Ipofisi

Tronco cerebrale

Corpo mammillare

Verme cerebellare

Aria

Materia bianca

Materia grigia

CSF

Sangue

Grasso

Parotide

Nucleo caudato

Nucleo lenticolare

Ghiandola pineale

Occhi

Muscolo

Pelle

Osso non poroso

Osso poroso

Muco

Corpo calloso

Pileo

Commisura anteriore

Nervo ottico

Denti

Rino-faringe

Cartilagine

Falce celebrale

Lingua

Talamo

Chiasma

Ghiandole lacrimali

Tabella 2 Elenco dei tessuti classificati nel modello di testa impiegato in TILAB.

Figura 14 Telefono accostatoalla testa come ri-chiesto dalla normaCENELEC nello spa-zio discretizzato.

a) omogeneo b) non omogeneo



Il modello numerico dei fantocci, omogeneo e nonomogeneo mostrati in figura 15, è stata ottenuto con lastessa tecnica RM usata per l’acquisizione della testaumana.

Test 1: fantocci irradiati dal dipolo calibrato. La sor-gente è il dipolo calibrato Anritsu Modello MP651Bche opera alla frequenza di 900 MHz.

Il primo confronto è stato eseguito irradiando ilfantoccio omogeneo con il dipolo posto in posizioneverticale: il dipolo irradia 600 mW e cioè la potenzairradiata nel sistema TACS. La tabella 3 mostra il SAR

calcolato e quello misurato nel fantoccio; il SARmaxrappresenta il valore massimo locale misurato (il corri-spondente SAR calcolato è stato valutato nella posi-zione in cui è stato misurato il SARmax); gli altri duevalori sono invece quellimediati sulle due masse pre-scritte dalle normative.

La figura 16 mostra il con-fronto effettuato sulla curvadi penetrazione: essa è otte-nuta misurando il SAR suuna linea retta a partire dalpunto della superficie internadel fantoccio dove è statotrovato il SAR massimo; latabella 3 riporta invece ivalori di SAR mediati. Si pos-sono osservare valori del SAR relativamente alti chenon possono essere confrontati con i limiti impostidalle norme in quanto essi sono valori misurati in un

punto e non valori mediati su masse cubiche.Una situazione analoga è stata valutata anche

con il fantoccio non omogeneo: è stata consideratauna potenza in spazio libero di 1 W per non otte-nere segnali di misura troppo bassi, viste le caratte-ristiche assorbenti dei materiali con cui il fantoccioè realizzato.

La figura 17 mostra il confronto effettuato per ilSAR sulla curva di penetrazione mentre la tabella 4riporta i valori numerici.

Test 2: Fantocci e telefoni commerciali. Per effettuarequesto confronto sono staticonsiderati due tipi ditelefono GSM disponibili incommercio. Secondo lo stan-dard GSM, i due telefoni, unavolta impostati per irradiare lamassima potenza, dovrebberoerogare 2 W. Questo valorenon corrisponde a quantoeffettivamente irradiato.

La potenza è stata misu-rata nel laboratorio radio diTILAB ed è pari a 30,0 dBm

(±0,5 dB) per il telefono A equipaggiato con un’an-tenna l/4 e pari a 30,5 dBm (±0,5 dB) per il telefonoB equipaggiato con un’antenna 3/8 l. Entrambi itelefoni sono stati posti nella posizione intended use sia

per quanto riguarda le simulazioni sia per le misure.L’intero spazio è stato discretizzato in celle cubicheaventi un lato di 2 mm.

SARmax[W/kg] D [%] SAR1,0 g

[W/kg] D [%] SAR10,0 g[W/kg] D [%]

7,04

6,24

Misurato

Calcolato-11,4

6,52

6,570,8

4,04

3,82-5,4

Tabella 3 Confronto tra il SAR calcolato e quello misurato nel fantoccio omogeneo irra-diato da un dipolo a 900 MHz.

SARmax[W/kg] D [%] SAR1,0 g

[W/kg] D [%] SAR10,0 g[W/kg] D [%]

5,70

5,71

Misurato

Calcolato0,2

4,81

4,0416,0

3,10

2,858,1

Tabella 4 Confronto tra il SAR calcolato e quello misurato nel fantoccio disomogeneoirradiato da un dipolo a 900 MHz.

SAR [W/kg]

Distanza dalla superficie interna [mm]

0 20 40 60 80 100

8

7

6

5

4

3

2

1

0

CalcolatoMisurato

Figura 16 Confronto tra il SAR calcolato e quello misura-to nel fantoccio omogeneo irradiato da undipolo sulla curva di penetrazione.

SAR [W/kg]

Distanza dalla superficie interna [mm]

0 10 20 30 40 6050

6

5

4

3

2

1

0

CalcolatoMisurato

Figura 17 Confronto tra il SAR calcolato e quello misura-to nel fantoccio disomogeneo irradiato da undipolo sulla curva di penetrazione.



La tabella 5 mostra il confronto tra il SAR misu-rato e quello calcolato; la figura 18 mostra il confrontosulla distribuzione del SAR calcolato e misurato per iltelefono B nel fantoccio omogeneo.

I valori e la distribuzione del SAR all’interno deidue fantocci differiscono molto per la diversa dimen-sione, per la costituzione fisica e per la presenza oassenza dell’orecchio.

6. Il SAR nella testa umana

Sono stati presi in considerazionequattro tipi di telefono cellulare GSM(uno dei quali dual band); i modellinumerici di tali telefoni sono stati giàmostrati nella figura 12.

Per confrontare i risultati, è stataconsiderata una potenza irradiata pari aquella dello standard del telefono: a900 MHz 2 W (250 mW medi inquanto il sistema trasmette su 1/8 delperiodo) e a 1800 MHz 1 W (125 mWmedi in quanto il sistema trasmette su1/8 del periodo). I telefoni sono stati

distinti in base alla lunghezzadell’antenna che li equipaggia(tabella 6).

Lo spazio analizzato èstato suddiviso in celle cubi-che con un lato di 2 mm per itelefoni A e B e di 1 mm per itelefoni C e D; i telefoni sonostati rappresentati come unguscio plastico, che costitui-sce il contenitore esternoriempito di metallo.

Nella tabella 7 sono ripor-tati i valori del SAR calcolato;la colonna relativa allapotenza assorbita riporta ilvalore della percentuale dipotenza assorbita dalla testarispetto a quella irradiata daltelefono.

La tabella 8 mostra le percentuali di SAR all’in-terno di ogni tessuto, per ogni telefono calcolatocome valore percentuale del SAR:

%SAR =

SAR z, y, x( )n=1

celle

å tessuto

SAR z, y, x( )n=1

celle

å testa

SAR su 10,0 g [W/kg]

OmogeneoTelefono A D [%]

SAR su 1,0 g [W/kg]

* valori misurati inferiori alla sensibilità della sonda e quindi il confronto non è effettuabile

Non omogeneo D [%]

0,02*

0,05

0,01*

0,03

-

-

Misurato

Calcolato

Misurato

Calcolato

0,12

0,12

0,07

0,08

0

12,5

Omogeneo D [%]

SAR su 1,0 g [W/kg]

Non omogeneo D [%]

0,09

0,07

0,06

0,05

-22,2

-16,7

Misurato

Calcolato

Misurato

Calcolato

0,12

0,13

0,08

0,09SAR su 10,0 g [W/kg]

8,3

12,5

Telefono B

Tabella 5 Valori del SAR rispettivamente calcolato e misurato con due telefoni GSM neifantocci.

TelefonoFrequenza

[MHz]Lunghezza

antenna [mm]

A

B

C

C

D

900

900

900

1800

900

92

126

85

85

143

Tipo antenna

l/4

3l/8

l/4

l/2

l/2

Tabella 6 Caratteristiche dei telefoni utilizzati nelleprove.

TelefonoFrequenza

[MHz]SAR1,0 g[W/kg]

A

B

C

C

D

900

900

900

1800

900

0,45

0,30

0,56

0,17

0,15

0,21

0,21

0,40

0,08

0,11

29,3

29,4

44,7

11,6

20,2

SAR10,0 g[W/kg]

Potenzaassorbita [%]

Tabella 7 SAR calcolato nelle simulazioni della testa umana.

Figura 18 Distribuzione del SAR nel fantoccio omogeneoper il telefono B.

a) calcolato b) misurato



Questi valori mettono in evidenza i tessuti mag-giormente investiti dalla radiazione elettromagnetica,ma non specificano come il SAR è distribuito nellatesta o almeno non direttamente. I tessuti più viciniall’antenna danno naturalmente un contributo mag-giore a tali percentuali.

Può essere osservato che la pelle è il tessuto piùinteressato dalla radiazione elettromagnetica, con unincremento a 1800 MHz a causa della riduzione dellaprofondità di penetrazione.

Anche la lunghezza dell’antenna ha uneffetto su tali percentuali; i telefoni A e C a900 MHz hanno un impatto inferiore sullamateria grigia e bianca rispetto a quelli B eD: infatti questi due ultimi telefoni cellu-lari, avendo un’antenna di lunghezza mag-giore, spostano la radiazione verso la parteposteriore della testa. In questo caso l’ef-fetto degli strati esterni è inferiore a causadi uno spessore più ridotto nella zona amassima radiazione.

Il SAR tuttavia non è maggiore: essodipende dalla potenza assorbita chedipende a sua volta dalla potenza irradiatadal telefono cellulare. I telefoni A e C,equipaggiati con antenne in quarto d’onda,concentrano la radiazione nella regionedell’orecchio coinvolgendo maggiormentepelle, muscolo e, rispetto ai telefoni B e D,in misura più elevata, la parotide.

La figura 19 mostra la distribuzione diSAR nelle sezioni della testa che conten-gono il SAR di picco e nelle quali i con-cetti esposti in precedenza risultano evi-denti. Il SAR è stato riportato in scalalogaritmica poiché, a causa dell’effettopelle, esso decade con legge esponen-ziale. Un valore del SAR corrispondente a-10 sulla scala dei colori corrisponde a unSAR che è un decimo del valore massimo;-20 corrisponde a un centesimo del valore massimo.

Il SAR, generato dai telefoni cellulari considerati, èstato misurato nel fantoccio omogeneo e in quellodisomogeneo utilizzati nel laboratorio radio di TILAB:è stata misurata a questo scopo in laboratorio la

potenza emessa da ciascun cel-lulare (con un errore di misura±0,5 dB); la potenza è statausata per scalare il SAR calco-lato, riportato in tabella 7.Poiché la misura è eseguitaall’interno del liquido chesimula il cervello, oltre al SARriportato in tabella 8, è statocalcolato il SAR all’interno delsolo cervello escludendo dalmodello numerico tutti gli altritessuti. Le figure 20 e 21mostrano il confronto sul SARmediato su 1,0 e su 10,0 g; suigrafici è anche riportata l’in-certezza di misura sullapotenza. Può essere notato cheil SAR misurato nel fantoccio

omogeneo è sempre superiore a quello misurato in unfantoccio non omogeneo a causa delle configurazionigeometriche e fisiche dei due fantocci. In generale ilSAR misurato all’interno del fantoccio omogeneosovrastima il SAR presente all’interno del cervelloumano.

Il SAR nel fantoccio non omogeneo invece assumein generale valori più vicini a quello calcolato nellatesta umana.

Per i telefoni C a 900 MHz e per il telefono D ilSAR misurato su 10 g non è presente poiché il cubod’integrazione non è tutto compreso nell’aperturadel fantoccio e quindi non è misurabile.

Queste considerazioni devono essere valutate

Telefono A900 MHzTessuto

Telefono B900 MHz

Telefono C900 MHz

Telefono C1800 MHz

Telefono D900 MHz

Pelle

Muscolo

Grasso

Materia grigia

Parotide

Materia Bianca

LCS

Osso compatto

26,05

29,44

9,01

9,79

5,20

5,90

6,87

1,94

33,14

15,83

4,70

15,35

1,92

9,18

11,78

2,01

44,77

12,94

5,63

10,18

6,86

5,23

6,39

3,31

31,07

15,33

3,29

16,47

1,40

10,46

12,49

2,54

38,04

19,54

5,67

10,28

4,05

6,93

8,86

1,82

Tabella 8 Percentuali del SAR superiori all’1 per cento nei tessuti della testa umana.

Figura 19 Distribuzione del SAR misurata nelle sezioni della testa che contengo-no il valore del SAR di picco con i modelli riportati in pagina 12.

-60dB 0dB

-60dB 0dB -60dB 0dB

-60dB 0dB

-60dB 0dB

a) telefono A b) telefono B

c) telefono C a 900 MHz

e) telefono D

d) telefono C a 1800 MHz



tenendo presenti alcuni fattori di rilievo quali:• le dimensioni diverse della testa e dei fantocci: la

superficie che è posta dalla parte del telefono cellu-lare è infatti diversa a seconda del tipo di fantoccio;

• la costituzione fisica diversa: il fantoccio non omo-geneo è realizzato con materiali assorbenti ilcampo elettromagnetico;

• la posizione e la dimensione diversa dell’aperturalaterale dei fantocci: il fantoccio non omogeneo haun’apertura ridotta che limita lo spazio necessarioper spostare la sonda;

• la presenza dell’orecchio nel caso di fantoccio nonomogeneo e l’assenza nelcaso di fantoccio omoge-neo (l’orecchio infattiallontana il telefono dalfantoccio abbassando ilvalore del SAR);

• l’allineamento del telefonodiverso sui fantocci e sullatesta a causa della presenzao dell’assenza dell’orec-chio e delle dimensioni deifantocci.

7. Conclusioni

In quest’articolo sonostate mostrate le tecniche -di simulazione e di misura -utilizzate per determinare ilSAR generato da telefonicellulari in modo da verifi-carne la rispondenza allenormative internazionali.

I l laboratorio SAR diTILAB - laboratorio LAP (Laboratorio Accreditato diProva) certificato SINAL (SIstema NAzionale perl’Accreditamento dei Laboratori) - è in grado di quali-ficare i telefoni cellulari dal punto di vista dosime-trico come previsto dalle normative internazionali.

In TILAB sono state aquesto scopo definite proce-dure di misura e sono statestudiate e realizzate soluzionitecniche che permettono ilsoddisfacimento dei requisitidelle norme.

Nell’articolo sono stateanche mostrate le procedure,uti l izzate in TILAB, perottenere modelli dei telefonicellulari nella loro effettivaconformazione allo scopo dicalcolare il SAR nella testaumana.

L’individuazione dimodelli di telefoni cellulariattraverso rappresentazioni -più o meno accurate di essi -non costituisce più un limiteal calcolo del SAR per vianumerica, soprattutto oggi in

cui la forma dei telefoni cellulari deve rispondereanche alle richieste di mercato.

La validità dei risultati ottenuti per via numerica èfondamentale: gli strumenti software utilizzati devonoinfatti essere convalidati per via sperimentale in situa-zioni analoghe a quelle di utilizzo dei telefoni cellulari.

L’utilizzo di tecniche di analisi numerica, quali laFDTD consente non solo di verificare a posteriori larispondenza di un telefono cellulare alle normative invigore [1], ma può costituire un valido strumento diprogettazione, in modo da tener conto dei limiti dosi-metrici imposti dalle normative, sin dai primi stadi di

realizzazione di un nuovo telefono cellulare.Alla luce delle esperienze sperimentali e di ela-

borazione effettuate nel corso di questi anni, sonostati messi in evidenza i punti critici delle norma-tive che dovrebbero essere presi in considerazione

SAR su 1,0 g simulato all'interno della testa

SAR su 1,0 g simulato all'interno del cervello

SAR 1,0 g misurato nel fantoccio omogeneo

SAR 1,0 g misurato nel fantoccio non omogeneo

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

Telefono A Telefono B Telefono C 900 MHz

Telefono C 1800 MHz

Telefono D

Figura 20 Confronto tra il SAR misurato e quello calcolato mediato su 1 g nella testa enei fantocci.

Telefono A Telefono B Telefono C 900 MHz

Telefono C 1800 MHz

Telefono D

0,4

0,35

0,3

0,25

0,2

0,15

0,1

0,05

0

SAR su 10,0 g simulato all'interno della testa

SAR su 10,0 g simulato all'interno del cervello

SAR 10,0 g misurato nel fantoccio omogeneo

SAR 10,0 g misurato nel fantoccio non omogeneo

Figura 21 SAR relativo ad una massa media di 10,0 g.



nel corso di una loro revisione, anche per tenerconto dell’evoluzione tecnologica sia dei sistemi dimisura sia delle metodologie di calcolo.

Va segnalato infine che nella revisione dellanorma europea l’orientamento sembra essere versol’utilizzo di un fantoccio antropomorfo omogeneo.

[1] Consideration for evaluation of human exposure toElectroMagnetic Fields (EMFs) from MobileTelecommunication Equipment (MTE) in the fre-quency range 30 MHz - 6 GHz. CENELEC ES59005, ottobre 1998.

[2] IEEE standard for safety levels with respect tohuman exposure to radio frequency electromagneticfields, 3 kHz to 300 GHz. IEEE C95.1-1991.

[3] Guidelines for limiting exposure to time-varyingelectric, magnetic, and electromagnetic fields (up to300 GHz). ICNIRP Guidelines, HealthPhysics, Vol. 74, n. 4, aprile 1998.

[4] Raccomandazione del consiglio del 12 Luglio 1999relativa a: limitazione dell’esposizione della popo-lazione ai campi elettromagnetici da 0 Hz a 300GHz. Gazzetta Ufficiale delle ComunitàEuropee, 1999/519/CE.

[5] Schmid, T.; Egger, O.; Kuster, N.: Automated E-field scanning system for dosimetric assessments.IEEE Tr. on Microwave Theory andTechniques, Vol. 44, n. 1, gennaio 1996.

[6] Hartsgrove; Kraszewsky; Surowiec: Simulatedbiological materials for electromagnetic radiationabsorption studies. Bioelectromagnetics, Vol. 8,n. 1, 1987.

[7] Guide to expression of uncertainty in measurement.International Organization for Standardization,1993, ISBN 92-67-10188-9.

[8] Schiavoni, A.; Bertotto, P.; Richiardi, G.; Bielli,P.: SAR generated by commercial phones: phonemodeling, head modeling and measurements. IEEETransaction on Microwave Theory andTechniques, novembre 2000.

[9] Yee, K.S.: Numerical solution of initial boundaryvalue problems involving Maxwell’s equations inisotropic media. IEEE Transactions on Antennasand Propagation, maggio 1966.

[10] Taflove, A.: Computational electrodynamics - Thefinite difference time domain method. ArtechHouse, London, 1995.

[11] Richiardi, G.; Vezzari, V.; Schiavoni, A.;Bertotto, P.; Bielli, P.: Numerical representation ofcellular phones: procedure and accuracy. EMC ’98Roma, 14-18 settembre 1998.

[12] Annunziato, M.; Bertini, I.; Ceci, G.:Classification of NMR images by using fuzzy metho-dology. 1995 IEEE Spring Workshop on: Non-linear digital signal processing, giugno 1995.

Paola Bertotto ha conseguito la laurea inIngegneria Elettronica, con specializzazione inTelecomunicazioni presso l’università diTrieste nel 1996, con una tesi svolta alloCSELT su: “Taratura dei sensori di campo perle misure compatibilità elettromagnetica”. Nelmaggio del 1996 ha superato l’esame di stato edopo un breve stage è stata assunta in CSELT.Nel 1997 ha conseguito il master inTelecomunicazioni organizzato dal COREP incollaborazione con la SSGRR de L’Aquila.

Gabrie l la Richiardi ha conseguito lalaurea in Scienza dell’Informazione pressol’Università di Torino nel 1995 con una tesisvolta nell’ambito delle reti neurali. Nel1996 è stata assunta in CSELT (oggiTILAB) ed ha conseguito i l master inTelecomunicazioni organizzato dal COREPin collaborazione con la SSGRR de L’Aquila.

Andrea Schiavoni è nato a Jesi, Ancona, nel 1963. Ha conseguitola laurea in Ingegneria Elettronica nel 1990 presso l’Università diAncona; dal 1990 al 1993 ha frequentato il corso di Dottorato diRicerca presso il Dipartimento di Elettronica ed Automaticadell’Università di Ancona sviluppando metodi numerici di calcolo inelettromagnetismo nell’ambito della compatibilità elettromagneticae della dosimetria. Nel 1994 ha conseguito il diploma di Dottore inRicerca. Dal 1993 opera in CSELT (oggi TILAB) dove si occupa diproblematiche, teoriche e sperimentali, relative all’interazione tra icampi elettromagnetici e strutture biologiche.

FDTD Finite Difference Time DomainGRUNF GRigliatore Usato Nella FDTDINRCA Istituto Nazionale Riposo e Cura AnzianiLAP Laboratorio Accreditato di ProvaRM Risonanza Magnetica nucleareSAR Specific Absorption RateSINAL SIstema Nazionale per

l’Accreditamento dei Laboratori




Quadro normativo per il campo elettromagneticogenerato da telefoni cellulari

PAOLA BERTOTTO

PAOLO BIELLI

LUCA CAROLI

GABRIELLA RICHIARDI

ANDREA SCHIAVONI

In questo articolo sono esaminate le normative internazionali che fissano i limiti per l’e-sposizione umana ai campi elettromagnetici relativamente ai telefoni cellulari. È dap-prima presentata una brevissima rassegna sugli standard di telefonia mobile oggi in vigo-re in Italia e sulle tipologie di telefoni cellulari presenti sul mercato. Quest’articolo chia-risce alcuni degli aspetti operativi della qualifica dei telefoni cellulari, che sono riporta-ti nell’articolo precedente [1].

1. Introduzione

Quasi quotidianamente sui mezzi di informazionesono riportate notizie relative all’esposizione umanaai campi elettromagnetici a radiofrequenza, in partedovute all’assai larga diffusione della telefoniamobile.

Nel corso degli ultimi anni si sono moltiplicati glistudi di tipo bioelettromagnetico, per poter stabilire,quantificare e verificare un’eventuale relazione causaeffetto tra l’esposizione a radiofrequenza e gli effettibiologici. Il problema non è di semplice soluzione inquanto oltre a coinvolgere più discipline, anche lon-tane tra loro (quali, ad esempio, la biologia, l’elettro-magnetismo o la fisiologia), interessa fenomeni i cuimeccanismi di azione o di interazione non sonoancora compresi.

Le normative internazionali che si interessanodella materia, si preoccupano di dare una risposta aglieffetti noti, consolidati e quantificabili: e in partico-lare in questo contesto al fenomeno termico. Né lenormative internazionali di riferimento né le lineeguida - sia quelle emanate da Enti nazionali o istitu-zionali, sia da gruppi di esperti indipendenti - fannocenno a eventuali effetti di tipo biologico che nonsono oggi quantificati [2].

Per quanto riguarda invece l’effetto termico deicampi elettromagnetici a radiofrequenza, che allostato attuale delle ricerche è l’unico di cui si ha cer-tezza (si pensi ad esempio al forno a microonde, per ilquale comunque non può essere stabilito un parallelocon il telefono cellulare in quanto esistono sostanzialidifferenze tra i due dispositivi, nella frequenza, nellapotenza e nell’effetto dovuto al riscaldamento), èstato quantificato e su di esso sono state emanatenorme internazionali [3]. La quantità fisica presacome riferimento è il SAR (Specific Absorption Rate)che rappresenta la potenza dissipata o assorbita in unmezzo con perdite - dal punto di vista elettromagne-tico - soggetto ad un campo elettromagnetico (si vedail riquadro di pagina 82). Le normative fissano illimite del SAR in diverse condizioni di esposizione(ad esempio corpo intero, esposizione localizzata); lemetodologie sperimentali o teoriche hanno comeobiettivo la determinazione del SAR in condizionirealistiche in maniera da confrontare i valori ottenuticon quelli stabiliti dalle norme.

In CSELT (oggi TILAB) è attivo dal 1995 un labo-ratorio per la qualifica di telefoni cellulari dal punto divista dell’esposizione ai campi elettromagnetici; il labo-ratorio è accreditato dal SINAL (SIstema Nazionale perl’Accreditamento dei Laboratori)1, e quindi può certificarele procedure con cui sono eseguite le misure di SAR.

Il presente articolo mostra i principi seguiti alivello normativo, soprattutto in Europa, per definiresia i limiti sia le procedure di misura da attuare per laqualifica di telefoni cellulari.

2. Richiami sulle caratteristiche elettriche e funzionali dei telefoni cellulari utilizzatiin Italia

È opportuno ricordare che un collegamento radioavviene attraverso la propagazione di energia sottoforma di un’onda elettromagnetica - su una ben deter-

(1) Il SINAL è stato costituito nel 1988 per iniziativa dell’UNI (Ente

Nazionale Italiano di Unificazione) e dal CEI (Comitato Elettrotecnico

Italiano) sotto il patrocinio del Ministero dell’Industria del Commercio

e dell’Artigianato, del CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche),

dell’ENEA (Ente per le Nuove tecnologie, l’Energie e l’Ambiente), e delle

Camere di Commercio. Il SINAL opera secondo la norma UNI- CEI EN

45003 e svolge in Italia la funzione di “organismo di accreditamento”,

che, essendo indipendente e rappresentativo di tutte le parti interessa-

te garantisce gli utenti, attraverso verifiche tecniche periodiche, su

competenza ed imparzialità dei Laboratori nell’effettuazione delle

prove accreditate.


Bertotto - Bielli - Caroli - Richiardi - Schiavoni • Quadro normativo per il campo elettromagnetico generato da telefoni cellulari

minata banda di frequenze - tra due punti. Nel casodel servizio radiomobile tra la stazione radio base e ilterminale mobile.

A differenza dei sistemi di diffusione (ad esempio isistemi radiotelevisivi), per i quali uno stesso segnaleè utilizzato per servire contemporaneamente piùutenti, nel servizio radiomobile a ogni cliente è asse-gnata una banda di frequenza, tra quelle disponibili,in modo che si possa instaurare la comunicazione.

Il sistema di telefonia radiomobile è quindi costi-tuito “da una rete di stazioni radio base, ciascunadelle quali assicura la copertura di una determinataarea geografica (cella); l’insieme delle celle realizza lacopertura dell’intero territorio”. A ogni cella é asse-gnato un numero definito di canali (direttamentelegati alle frequenze) per la comunicazione tra sta-zione radio e terminale.

La figura 1 mostra uno schema logico di suddivi-sione del territorio tra stazioni radio base: quelle con-tigue sono differenziate con l’uso di un insieme difrequenze diverse. La stessa frequenza può essereriutilizzata sul territorio in più celle, a patto che nonsi abbia interferenza tra i segnali isofrequenziali pro-venienti da celle diverse.

Quando un cliente attiva il proprio telefono cellu-lare, si instaura un collegamento con la stazione radiobase più vicina tramite lo scambio di messaggi inmodo che la rete sia informata dello stato del termi-nale stesso. Il telefono cellulare comunica periodica-mente con la stazione radio base, anche se non è incorso una chiamata, per informare la rete della suapresenza. Quando l’utilizzatore riceve una chiamata,o decide di effettuarla, viene realizzata una connes-sione a due vie fra il cellulare e la stazione radio base.La chiamata è così allocata su un canale radio libero,ed è instaurata una comunicazione bidirezionale dalterminale verso la stazione radio base e viceversa.

I sistemi radiomobili maggiormente utilizzati inItalia sono quello analogico TACS e quello numericoGSM900 e GSM1800: i due ultimi sistemi sono deltutto uguali a parte la diversa banda di frequenza sucui operano.

Nel sistema TACS è associato in maniera esclu-

siva un canale radio costituito da due bande di fre-quenze per l’intera durata di ogni singola comunica-zione: una per il collegamento tra telefono cellulareverso la stazione radio base (uplink) e l’altra per ladirezione inversa (downlink).

Questa modalità di accesso (figura 2a) è detta ditipo FDMA (Frequency Division Multiple Access). La tra-smissione tra un telefono cellulare e una stazioneradio base avviene con emissione continua di potenza;lo standard TACS prevede che la potenza emessa daltelefono cellulare sia pari a 600 mW e che operi nellabanda 872 - 905 MHz per l’uplink e 917 - 950 MHzper il downlink.

Anche nel sistema GSM un canale è individuatoda una banda di frequenza per il collegamento uplinke un’altra per il downlink, ma esso è condiviso con-temporaneamente da più utenti. Un intervallo ditempo T è suddiviso in otto sotto intervalli e la comu-nicazione relativa a un utente avviene nell’intervallodi tempo (time slot) ad esso assegnato; questa modalitàdi accesso (figura 2b) è chiamata TDMA (TimeDivision Multiple Access).

La potenza massima che il telefono cellulare puòemettere, secondo lo standard GSM900, è di 2 Wnel time slot attivo, e corrisponde quindi a unapotenza media di 250 mW; il sistema opera nellabanda 890-915 MHz per il collegamento uplink e935-960 MHz per il downlink.

Il sistema GSM1800 funziona allo stesso mododi quello GSM900 a parte la banda di frequenzautilizzata che è di 1710-1785 MHz per il collega-mento uplink e di 1805-1880 MHz per il downlinke la diversa potenza emessa dal telefono, che è di1,0 W (125 mW medi).

3

4

1

5

2

6

7

3

4

1

5

2

6

7

3

4

1

5

2

6

7

3

4

1

5

2

6

7

Figura 1 Cluster di celle; a ciascuna cella, rappresenta-ta con un colore diverso, è assegnato un insie-me di frequenze diverso.

t1 t2

t1 tK tK+1 t2

Accesso di tipo FDMA:la comunicazione è associataal canale per tutta la sua durata.

a)

Accesso di tipo TDMA:la comunicazione è associataal canale solo in un intervallodi tempo (time slot).

b)

Figura 2 Modalità di accesso dei sistemi di telefoniamobile utilizzati in Italia.



Le antenne che equipaggiano i telefoni cellularisono generalmente omnidirezionali e sono realizzatein due modi:• antenna estraibile - l’antenna è costituita da un

monopolo (in quarto d’onda, in mezz’onda osimile), il piano di massa è costituito dal corpo deltelefono cellulare. Il terminale è progettato perfunzionare in modo ottimale con l’antenna com-pletamente estratta. Si assicura così una buonaqualità della comunicazione con minor utilizzo dipotenza, e quindi con una maggior durata dellebatterie; tuttavia i terminali dotati di questo tipodi antenna funzionano sia con l’antenna estratta,sia con l’antenna retratta.

• antenna fissa - l’elemento radiante è un’elica cheirradia in maniera isotropa; il vantaggio di questasoluzione è la compattezza del telefono cellulare.Nei sistemi GSM900 e GSM1800 sono stati svi-

luppati alcuni accorgimenti tecnici per rendereminima la potenza emessa, quali il controllo sullapotenza trasmessa e la trasmissione discontinua. Ilcontrollo di potenza consiste nell’aumentare o nelridurre la potenza emessa (dal terminale e dalla sta-zione radio base) in modo da garantire il livellominimo di qualità per la connessione, a seconda ad

esempio che il terminale si trovi lontano o vicino allastazione radio base. La trasmissione discontinua consi-ste nell’evitare di trasmettere potenza durante lepause della voce.

3. Le normative internazionali

Diversi Enti hanno prodotto, a livello internazio-nale e nazionale, norme e linee guida per limitare l’e-sposizione umana ai campi elettromagnetici [3-8] chepossono essere suddivise in norme di tipo tecnico e innorme con valore generale. Le prime sono messe apunto da Enti scientifici o da Associazioni tecniche disettore e sono basate sulla migliore conoscenza scien-tifica attuale; le seconde invece sono formulate, oltreche su dati scientifici, anche su valutazioni di tiposociale ed economico.

Tra le norme di tipo tecnico hanno una particolarerilevanza le linee guida ICNIRP (InternationalCommission on Non-Ionising Radiation Protection) [3].L’ICNIRP è un Ente scientifico indipendente ricono-sciuto dall’OMS (Organizzazione Mondiale dellaSanità). Per essere accettati tra i membri una condi-zione indispensabile è, oltre ad una riconosciuta com-

SAR (SPECIFIC ABSORPTION RATE)

Il SAR è definito come la derivata temporale della variazione dell’energia assorbita o dissipata in unamassa contenuta in un volume di densità definita:

Il SAR può essere calcolato anche attraverso le espressioni:

E: valore efficace del campo elettrico in V/m;s: conducibilità del tessuto in S/m;r: densità del tessuto in kg/m3;ci: capacità termica del tessuto in J/(kgK);T: Temperatura (K);t: tempo (s);J: densità di corrente indotta nel tessuto in A/m2.

In linea generale il SAR può essere determinato in maniera indifferente con le misure rispettivamente delcampo elettrico, della variazione della temperatura e della densità di corrente elettrica. Nei casi pratici il metodo usato per qualificare i telefoni cellulari si basa però sulla misura del campo elet-trico: infatti l’incremento di temperatura che si ottiene in un mezzo con perdite, entro il quale si sviluppail campo elettromagnetico generato da un telefono cellulare, è così basso che sarebbero necessari sistemidi rilevazione della temperatura estremamente sensibili, quindi poco utilizzabili in pratica nei laboratori.Alla stessa maniera non è possibile misurare la densità di corrente generata da un telefono cellulare in con-dizioni di esposizione reali.

SAR = sE 2

r SAR = ci

dT

dt SAR =

J2

sr

SAR =d

dt

dW

dmæè

öø

=d

dt

dW

rdm

æ

èç

ö

ø÷ [W / kg]



petenza nel settore, l’assenza di legami economicicon l’utilizzo delle radiazioni non ionizzanti. Perl’OMS infatti l’indipendenza dei membri da interessieconomici costituisce una garanzia di trasparenza peri lavori prodotti dall’ICNIRP.

La redazione delle linee guida da partedell’ICNIRP è stata ottenuta dopo aver esaminatoall’incirca 20mila pubblicazioni apparse nella lettera-tura internazionale.

Tra le altre associazioni internazionali di tipo tec-nico che hanno predisposto norme per limitare l’espo-sizione della popolazione alle radiazioni non ionizzantipossono essere citate l’IEEE (Institute of Electrical andElectronics Engineers), l’AS/NZS (Joint AustraliaStandard/New Zealand Standard), Committee TE/7 e ilCENELEC (Comité Européen de NormalisationELECtrotechnique).

Anche a livello nazionale sono state introdottealcune norme dal NRPB (National Radiation ProtectionBoard) in Gran Bretagna, dal DIN/VDE (DeutschesInstitut für Normung-Verband Deutscher Elektrotechnicher)in Germania, dall’ANSI (American National StandardInstitute) negli Stati Uniti, dal CEI (ComitatoElettrotecnico Italiano) in Italia.

Le norme di tipo tecnicosi basano sull’analisi della let-teratura scientifica prodotta alivello internazionale, selezio-nata con criteri che diano lamassima garanzia sulla qualitàdei lavori presi in esame: inparticolare gli articoli conside-rati sono quelli pubblicati suriviste che adottano la revi-sione dei testi da parte di ungruppo di esperti, i cui risul-tati siano stati riprodottialmeno una volta in un labo-ratorio indipendente.

L’utilizzo di questa metodologia ha portato a risul-tati molto simili tra i diversi Enti normativi. In parti-colare si ha un accordo totale sugli effetti noti delleradiazioni non ionizzanti e sulle grandezze fisiche tra-mite le quali è possibile misurare le interazioni con itessuti biologici. Si può ricordare in proposito che lagrandezza fondamentale (limite di base) riguardantel’esposizione ai campi a radiofrequenza per le fre-

quenze della telefonia mobile è il SAR (tasso di assor-bimento specifico) ed i limiti sono fissati sulla base divalori di SAR mediati su un volume di massa definita.

È utile, a questo punto, spendere qualche parolasui motivi che hanno portato a definire i valori limitidi base riportati dalle norme internazionali [3].

I limiti di base, alle frequenze della telefoniamobile (SAR), sono fondati sugli effetti termici deri-vanti dall’esposizione ai campi elettromagnetici. Un

incremento di temperatura di1°C è ritenuto il limite supe-riore al di sotto del quale nonsi hanno effetti dannosi per lasalute [3]. È stato verificatoche per esposizioni inferioria 30 minuti, per le quali siabbia un valore del SARmediato sull’intero corpo di4 W/kg, si ottengono incre-menti di temperatura inferioriad 1°C.

A questo punto sono statiintrodotti dei fattori di sicu-rezza che limitano l’esposi-zione (il valore del SAR) e, inparticolare, per la normativa

CENELEC, un fattore di sicurezza 10 per le personeesposte per motivi di lavoro, ottenendo un SARmediato sull’intero corpo di 0,4 W/kg e un ulteriorefattore di sicurezza 5 per l’intera popolazione (con unfattore di sicurezza totale quindi di 50) ottenendo cosìun limite per il SAR di 0,08 W/kg mediato sull’interocorpo. È stata anche distinta l’esposizione sull’interocorpo da quella localizzata; nelle tabelle 1-4, relative aogni singola norma, sono riportati i limiti di base fis-sati in ciascuna normativa.

I limiti di base definiti dalle norme sono differenti acausa dei differenti criteri di protezione utilizzati,potendo essere diversi i fattori di riduzione dalla sogliain cui si verificano i primi effetti al valore ammesso.

Inoltre vi sono differenti approcci nella defini-zione dei limiti quando si tratta di distinguere por-zioni della popolazione coinvolta. In alcuni casi si fauna distinzione tra lavoratori o non; in altri traambienti controllati o non. Nel primo caso si separa lapopolazione dai tecnici che per motivi di lavoro ope-rano in presenza di campi elettromagnetici: nelsecondo caso sono accettati limiti più elevati sulla

Esposizione acorpo intero

[W/kg]

SAR localizzato(testa e tronco)

[W/kg]

SAR localizzato(mani, polsi, caviglie

e piedi) [W/kg]

0,4

0,08

10,0

2,0

20,0

4,0

Lavoratori

Popolazione

Nota

I valori di SAR devono essere mediati su un periodo di 6 minuti, ed il SAR localizzato deve esseremediato su una massa di tessuto contiguo di 10 g.

Tabella 1 Limiti di base della raccomandazione ICNIRP (International Commission onNon-Ionising Radiation Protection).


[W/kg]

SAR localizzato(testa e tronco)

[W/kg]


e piedi) [W/kg]

0,4

0,08

10,0

2,0

20,0

4,0

Lavoratori

Popolazione

Nota

I valori di SAR devono essere mediati su un periodo di 6 minuti, ed il SAR localizzato deve esseremediato su una massa cubica di tessuto di 10 g.

Tabella 2 Limiti di base della norma CENELEC ES 59005.



base della conoscenza dellemansioni svolte, sia da partedei lavoratori sia dell’azienda.Nel secondo caso la distin-zione riguarda gli ambienti: inquesto caso la presenza di unambiente controllato è segna-lato alle persone che vi acce-dono.

Di recente il Consigliodelle Comunità europee haemanato una raccomanda-zione che rientra tra le normedi tipo “politico” [6]: in essasono presenti infatti conside-razioni di carattere sia tecnicosia socio economico. Dal punto di vista tecnico, ilConsiglio ha fatto proprio il punto di vistadell’ICNIRP accogliendo i limiti stabiliti nelle lineeguida. Nella raccomandazione sono comprese anchealcune indicazioni di tipo politico, come ad esempiol’invito agli Stati membri a emettere disposizionibasate su un quadro normativo concordato, in mododa garantire una protezione uniforme nell’interaComunità europea.

Oltre alle normative che stabiliscono i valori limiteda non superare, è necessario approntare normativeche fissino in quale modo può essere verificato ilrispetto dei limiti. Queste norme sono di pertinenzastrettamente tecnica, e anche l’ICNIRP ritiene chequesto compito debba essere affidato a Organismiquali, ad esempio, l’IEEE, l’AS/NZS, il CENELEC,l’IEC (International Electrotechnical Commission).

Il CENELEC, che è l’organo deputato dallaCommissione Europea alle attività di standardizza-zione tecnica per l’Unione Europea, ha già prodottouna norma sperimentale, la ES 59005 [4]: essa speci-fica le procedure per misurare il SAR prodotto da tuttii terminali di telecomunicazione all’interno del corpoumano e, in particolare, in prossimità della testa.

La norma è ora in fase di valutazione perché letematiche contenute sono così ampie che difficil-mente possono essere trattate in maniera esaurientein un unico documento: infatti, le attività necessariealla misura di un telefono cellulare possono nonessere le stesse di quelle di un terminale PMR(Private/Professional Mobile Radio) usato ad esempio

dalla Polizia. In ambito normativo si vuole oggi defi-nire una prescrizione specifica per ogni famiglia diprodotti (product standards). Sarà così possibile stabi-lire una procedura ottimizzata per le problematichespecifiche di ogni particolare prodotto, rendendo lemisure più accurate e riducendo la complessità delleoperazioni da effettuare. Queste procedure sono almomento in fase di studio sia in ambito CENELEC,sia nell’IEEE sia anche presso l’IEC.

4. L’applicazione delle norme per qualificare i telefoni cellulari

Al momento della stesura di questo articolo, inEuropa vige la norma CENELEC ES59005 primaindicata che, oltre a riportare i limiti di esposizione

per quel che riguarda l’uti-lizzo di un telefono cellulare,fornisce anche alcune indica-zioni sui metodi di misura odi calcolo da mettere incampo per svolgere le verifi-che. La situazione comunqueè in evoluzione: in ambitoCENELEC è infatti indiscussione un documentoche dovrà fornire in manierapiù accurata le procedure daseguire nella qualifica deitelefonini.

Per qualificare un telefonocellulare relativamente alSAR, nel rispetto della norma

CENELEC ES59005, occorre soddisfare ai requisitiriportati qui di seguito.

Verifiche attraverso l’attività sperimentale:• sistema che consenta di muovere una sonda all’in-

terno di un fantoccio antropomorfo per la misuradel campo elettromagnetico;

• fantoccio antropomorfo riempito con un liquido lecui caratteristiche elettromagnetiche siano simili aquelle del cervello;

• sistema di allineamento del telefono al fantocciosecondo le posizioni previste dalla norma;

• caratterizzazione dal punto di vista elettromagne-tico del liquido che simula quello del cervello;


[W/kg]

SAR localizzato(tutti i tessuti esclusimani, polsi, caviglie

e piedi) [W/kg]


e piedi)[W/kg]

0,4

0,08

8,0

1,6

20,0

4,0

Ambiente controllato

Ambiente non controllato

Nota: i valori del SAR devono essere mediati su un periodo di 30 minuti, e il SAR localizzato deve essere mediato su una massa cubica di tessuto di 1 g escluse le mani, i polsi, le caviglie e i piedi. La massa cubica su cui eseguire la media per mani, polsi, caviglie e piedi è di 10 g.

Tabella 3 Limiti di base della norma IEEE C95.1.


[W/kg]

SAR localizzato(tutti i tessuti esclusimani, polsi, caviglie

e piedi) [W/kg]


e piedi)[W/kg]

0,4

0,08

8,0

1,6

20,0

4,0

Lavoratori

Popolazione

Nota: i valori del SAR devono essere mediati su un periodo temporale di 6 minuti, ed il SAR localizzatodeve essere mediato su una massa cubica di tessuto di 1 g relativa a tutti i tessuti escluse le mani,i polsi, le caviglie e i piedi e 10 g per le mani, i polsi, le caviglie e i piedi.

Tabella 4 Limiti di base della norma AN/NZS 2772.1.



• determinazione del livello di incertezza da asso-ciare al valore misurato per il SAR.

Verifiche attraverso simulazione:• codice elettromagnetico in grado di risolvere in

maniera adeguata il problema della determina-zione del campo elettromagnetico generato da untelefono cellulare nella testa umana;

• convalida dei calcoli ottenuti in situazioni analo-ghe a quelle di utilizzo del telefono cellulare;

• strumento software per la gestione delle geome-trie (testa e telefono cellulare) del problema;

• capacità di calcolo per risolvere in maniera ade-guata il problema elettromagnetico.I punti precedenti, analizzati in particolare in [1],

richiedono grande attenzione per soddisfare i requi-siti della norma, in modo da evitare di effettuare valu-tazioni approssimate dovute alla complessità dei pro-blemi e per risolvere problemi tecnici sia di laborato-rio sia di elaborazione.

Per garantire il soddisfacimento dei requisitielencati nei punti precedenti, nello CSELT sonostate condotte sia attività sperimentali - che hannoconsentito di fare accreditare il laboratorio di misuraSAR da parte del SINAL (SIstema Nazionale perl’Accreditamento di Laboratori) - sia attività teorichesupportate da una notevole attività di convalida spe-rimentale e risoluzione di problemi computazionalial fine di cercare una soluzione quanto più possibileaderente alla realtà, senza approssimazioni legate allecapacità sistemistiche.

5. Conclusioni

L’esposizione ai campi elettromagnetici dellatelefonia mobile in questo contesto è regolata alivello internazionale attraverso norme che, pur stabi-lendo dei limiti diversi nei vari Paesi, si basano tuttesugli effetti termici che al momento attuale sono gliunici effetti di cui si ha prova certa.

Le norme, oltre a fissare i limiti, definisconoanche, in via preliminare oggi, le procedure da utiliz-zare per svolgere l’attività di qualificazione. InEuropa queste procedure sono in fase di revisione,anche sulla base delle conoscenze e dell’esperienzamaturata nel corso di questi ultimi anni.

Nel laboratorio SAR dello CSELT, accreditato dalSINAL, si svolgono con continuità attività di qualificadei telefoni cellulari per verificarne la rispondenzaalle normative vigenti.

Ringraziamenti

Gli autori ringraziano Gianpio Di Mario per il contributodi idee fornito nell’approntamento di questo articolo e perl’aiuto fornito nella redazione della prima versione del testo.

[1] Bertotto, P.; Bielli, P.; Richiardi, G.; Schiavoni,A.: Misure e calcolo del campo elettromagneticogenerato da telefoni cellulari negli utilizzatori. Inquesto stesso numero del “Notiziario TecnicoTelecom Italia”, pp. 68-79.

[2] http://www.who.int/peh-emf/publications/facts_press/fact_italian.htm

[3] Guidelines for limiting exposure to time-varyingelectric, magnetic, and electromagnetic fields (up to300 GHz). ICNIRP Guidelines, HealthPhysics, aprile 1998, Vol. 74, n. 4.

[4] Consideration for evaluation of human exposure toElectromagnetic fields (EMFs) from mobile telecom-munication equipment (MTE) in the frequency range30 MHz-6 GHz. CENELEC ES 59005, ottobre1998.

[5] IEEE standard for safety levels with respect tohuman exposure to radio frequency electromagneticfields, 3 kHz to 300 GHz. IEEE C95.1-1991.

[6] Raccomandazione del consiglio del 12 Luglio1999 relativa a: limitazione dell’esposizione dellapopolazione ai campi elettromagnetici da 0 Hz a300 GHz. Gazzetta Ufficiale delle ComunitàEuropee, 1999/519/CE.

[7] AS/NZS 2772.1, Interim Australian/NewZealand Standard: Radiofrequency fields, Part 1:Maximum exposure levels - 3 kHz to 300 GHz.1998.

[8] Norma Italiana CEI CT211 - Esposizione umanaai campi elettromagnetici: Guida per la misura e perla valutazione di campi elettromagnetici nell’inter-vallo di frequenza compresa tra 10 kHz - 300 GHz.Progetto C.735, 1999.

Le biografie di Paola Bertotto, Gabriella Richiardi eAndrea Schiavoni sono riportate a pagina 79.

Luca Caroli lavora in Telecom Italia Mobile sin dal 1994occupandosi dello sviluppo dei sistemi d’utente (terminali e SIM card) edella gestione delle problematiche di impatto verso i sistemi biologici.Relativamente alle problematiche di sicurezza, Luca Caroli hapartecipato, nell’ambito della relativa commessa verso CSELT, da luigestita, alla realizzazione e sviluppo del laboratorio di misure SAR inCSELT. Ha coordinato e gestito per TIM alcune ricerche svolte conOspedali e con Istituti di Ricerca e Università nel campo delleinterazioni con i pacemaker, nonché del comportamento di sistemibiologici sottoposti ai campi elettromagnetici generati dai terminaliradiomobili. Nel 1995 è stato uno dei fondatori, all’interno della GSMAssociation del gruppo EBRC (EMC & Bioeffect Review Committee) -oggi EWG Environmental Working Group - che rappresenta inrelazione alle problematiche di sicurezza ambientale, tutti gli operatoriGSM del mondo. Dal 1998 al 2000 è stato direttore di questo gruppo. Èora responsabile nell’area Marketing di TIM per lo sviluppo deiterminali e dei servizi.


Sistemi

radiomobili cellulari

Con il GPRS anche il GSM trasmette a pacchetto

MONICA AVATTANEO

ANDREA CASTELLANI

GIORGIO FIORETTO

Il 2001 costituirà, per la maggior parte degli operatori mobili europei, l’anno del lanciocommerciale del servizio GPRS (General Packet Radio Service) grazie al quale sarà resodisponibile l’accesso radiomobile ai servizi dati con potenzialità notevolmente superiorerispetto a quelle attuali. L’articolo illustra i principi base del servizio GPRS e descrive i nuovi elementi e gli appa-rati da inserire nelle attuali reti GSM per supportare il GPRS. Nel testo è presentata, allostesso tempo, un’ampia panoramica della tecnica di trasferimento dati a pacchetto sull’in-terfaccia radio, che rappresenta uno dei maggiori punti di forza di questo nuovo sistema.

1. Introduzione

Lo sviluppo delle telecomunicazioni, nell’otticadell’operatore radiomobile, è indirizzato verso l’of-ferta alla clientela di nuovi servizi con caratteristi-che e prestazioni diversificate, che superano la“semplice” trasmissione vocale per evolvere versola comunicazione dati ad alta velocità per applica-zioni interattive (navigazione Internet, consultazione dibanche dati), transazionali (mobile banking, commercioelettronico) e multimediali (streaming audio e video,Internet TV).

Nell’ambito delle telecomunicazioni radiomobili, iprimi passi di questo incessante processo di rinnova-mento sono stati compiuti attraverso il servizio SMS(Short Message Service), che consente di inviare brevimessaggi di testo tra telefoni cellulari. Questo stru-mento di comunicazione - per quanto assai diffuso edi semplice fruibilità - è caratterizzato da limiti intrin-seci in termini di capacità, poiché ogni messaggio è ingrado di trasportare un numero contenuto di caratteritestuali e non consente di trasferire immagini o suoni.Nonostante queste limitazioni, i consumatori - spe-cialmente i più giovani - hanno ben presto decretato ilsuccesso degli short message superando le difficoltàlegate alle non molto agevoli tastiere dei telefonini; lapopolarità del servizio SMS sembra prospettare unaprossima diffusione nel mercato di massa di nuove epiù versatili applicazioni.

Più di recente è iniziata la commercializzazionedel WAP (Wireless Application Protocol), un sistema cheabbandona il concetto di messaggio testuale e si affidaa una navigazione interattiva con uso di finestre e dimenù a scorrimento, nel tentativo di riprodurre - com-patibilmente con l’interfaccia utente disponibile sultelefonino - le modalità di navigazione tipiche diInternet. L’accesso mobile ai servizi dati, e in specialmodo a Internet, costituisce uno degli obiettivi princi-

pali per gli operatori e porterà, in una prospettiva dimedio periodo, alla convergenza della rete radiomo-bile verso reti di trasporto a pacchetto basate sul proto-collo IP; tale processo coinvolgerà sia le architetture,sia le tecnologie trasmissive di rete, sia anche le tipolo-gie di applicazioni ideate e realizzate dal gestore.

La connessione logica tra rete e terminale (fun-zione always on) consente di trasferire informazionisenza instaurare una connessione fisica dedicata cheimpegnerebbe risorse trasmissive per tutta la duratadella chiamata. La trasmissione con elevata velocità ela tariffazione in base al volume di dati scambiati (payper info) completano il modello di servizio del GPRS,preludio all’UMTS.

Alcune delle numerose applicazioni che ben siadattano al GPRS sono riportate nella tabella 1.

E-mail aziendale

E-mail via Internet

Servizi Informativi

Job dispatch

Accesso remoto alla LAN

File Transfer (FTP)

Web Browsing

Trasmissione di immagini fisse

Trasmissione di immagini in movimento

Servizio chat

Home automation

Condivisione di documenti (lavoro di gruppo)

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Possibili applicazioni sul GPRS

Tabella 1 Alcune delle applicazioni offerte sul GPRS.


Avattaneo - Castellani - Fioretto • Con il GPRS anche il GSM trasmette a pacchetto

Il GPRS, in quanto servizio di trasmissione a pac-chetto in ambito mobile, trova un “illustre” predeces-sore nel servizio I-Mode offerto con standard proprie-tario per la trasmissione a pacchetto PDC-P (PersonalDigital Cellular-Packet) dall’operatore giapponeseNTT Docomo dal 1999. Sono circa venti milioni (afebbraio 2001) i giapponesi che grazie a I-Mode acce-dono ad informazioni Internet Like con telefoni carat-terizzati da schermi a colori di dimensioni ragguarde-voli. Pur con le dovute cautele e con gli adattamentidel caso, gli operatori auspicano di ripetere il successodi I-Mode con servizi analoghi, sfruttando al megliol’accesso WAP grazie alla trasmissione a pacchetto.

In quest’articolo sono dapprima richiamati i con-cetti generali sul modo di trasferimento a pacchettorealizzato dal GPRS; sono poi presentate l’architet-tura della rete GPRS e le caratteristiche dell’accessoradio e sono illustrate infine le differenti tipologie diterminali GPRS.

2. La trasmissione a pacchetto sull’interfacciaradio

Per comprendere l’innovazione introdotta con ilGPRS, è opportuno considerare le possibilità offertedal sistema GSM ad oggi per la trasmissione di dati.La tecnologia GSM prevede l’accesso radio a divi-sione di tempo e di frequenza (TDMA/FDMA), incui otto1 utenti accedono a turno alla portante conperiodicità di otto intervalli di tempo (time slot).

Qualunque connessione, sia essa di dati o fonica,richiede di instaurare nel GSM un circuito che impe-gna un time slot per l’intera durata della chiamata,

anche negli intervalli di tempo in cui non vi sianodati da trasmettere.

Se per le comunicazioni vocali l’efficienza diimpiego del canale è piuttosto elevata, circa il 50 percento, nel caso di connessione dati in cui la trasmis-sione è tipicamente intermittente, l’efficienza di uti-lizzo del canale è assai limitata. Si pensi, ad esem-pio, alla navigazione Internet in cui la maggior partedel tempo è spesa nell’attesa legata al reperimento ealla lettura delle informazioni richieste. Per questeapplicazioni a elevata intermittenza, i tempi mortipotrebbero essere efficientemente impiegati attra-verso la condivisione delle risorse trasmissive tra piùutilizzatori.

Nella figura 1 è illustrato un esempio in cui treutenti effettuano una trasmissione dati intermittenteimpegnando ciascuno un canale radio dedicato inmodo continuativo. Il principio alla base del GPRS è

(1) Con la codifica full rate ed enhanced full rate la periodicità è di

otto time slot, mentre con la codifica half rate è di sedici time slot

potendo così multiplare sedici utenti.

COS’È IL GPRS

Il GPRS (General Packet Radio Service) permette di rispondere in maniera effi-ciente alle esigenze della trasmissione di dati “wireless”. Fra le motivazioni che spin-gono l’operatore all’attivazione di una rete mobile a pacchetto i punti di forza sono:

• utilizzo efficiente delle risorse radio, realizzato tramite meccanismi di multipla-zione statistica, che consentono sia una condivisione dello stesso intervallo ditempo (time slot) in condizioni di bassa velocità media di trasmissione, sia l’ag-gregazione di più time slot per ciascun utente in condizioni di elevata velocitàmedia di trasmissione;

• possibilità di effettuare la tariffazione “a volume” sull’effettiva mole di dati scam-biata dall’utente e non sulla durata della sessione;

• possibilità di mantenere sempre attiva una connessione logica (funzionalitàalways on), in quanto le risorse fisiche pregiate sono impegnate solo su unanecessità di trasferimento effettivo dell’informazione e visto che la tariffa non ècalcolata sul tempo reale di impegno;

• possibilità di assegnare asimmetricamente le risorse in quei casi in cui il servizioabbia esigenze trasmissive asimmetriche.

TS 1 t

Inizio della connessione

Fine della connessione TS

Canale attivo ma non impegnato

Time Slot

TS 2 t

TS 3 t

Ý*

*

* * *

**

* *

Ý

ß

Ý

Ý

ß

ß

ß

Figura 1 Connessioni dati sul GSM (impiego di tretime slot).



invece illustrato nella figura 2, che mostra come itempi morti possano essere impiegati da altri utilizza-tori, così da conseguire una maggiore efficienza diutilizzo della risorsa condivisa.

La tecnica in oggetto è denominata multiplazionestatistica e richiede un’associazione esplicita dei varipacchetti con l’utente attraverso un meccanismo dietichettatura, necessaria per consentirne la correttaattribuzione, non essendoci in questo caso una rela-zione univoca tra canale e utente.

La tecnica di multiplazione statistica richiedeanche di memorizzare le informazioni generate dagliutenti e di inviarle negli intervalli di tempo in cui larisorsa trasmissiva è disponibile, introducendo così ingenerale una variazione del ritardo con cui i pacchettisono consegnati a destinazione. Questa tecnica risultaquindi adatta alle applicazioni per cui il requisito ditempo reale non è un vincolo stringente.

L’impiego della multiplazione statistica consente

di fornire la funzione always on tipica del GPRS: essacioè permette all’utente di disporre sempre di unaconnessione logica con la rete, ma di assegnarglirisorse fisiche solo quando vi sono effettivamente datida trasmettere. Inoltre, mentre per i sistemi tradizio-nali il gestore poteva applicare solo una tariffazione“a tempo”, il GPRS consente la tariffazione sullabase del volume di informazioni trasferito.L’acquisizione di un brano musicale costa, ad esem-pio, con questi criteri, la stessa cifra indipendente-mente dalla durata dell’operazione in quanto l’im-porto è proporzionale al numero di byte di cui si com-pone il particolare brano richiesto.

La trasmissione a pacchetto consente quindi digestire in maniera indipendente le risorse trasmissivenel verso entrante e uscente dal terminale e quindi diallocare risorse trasmissive con entità diversa nel casodi marcata asimmetria delle esigenze. Basti pensare inproposito alla navigazione in Internet dove la moledei dati associata alle interrogazioni ai vari siti è digran lunga inferiore a quella richiesta dal trasferi-mento delle risposte dagli stessi siti.

3. Architettura generale e interfacce

Il servizio GPRS persegue due obiettivi: il sup-porto alle applicazioni dati e la salvaguardia degliinvestimenti effettuati dall’operatore. A questo scopoesso può riutilizzare parte della infrastruttura preesi-stente di rete per realizzare la trasmissione a pac-chetto nella rete GSM; per quanto riguarda la parteradio possono essere riutilizzati i siti, le antenne, leBTS (Base Transceiver Station) e i BSC (Base StationController) già in opera per il sistema GSM, introdu-

Ut3 Ut1 Ut2 Ut1Ut3 Ut2

Figura 2 Connessioni dati sul GPRS (impiego di unsolo time slot).

COME SI PASSA AL GPRS

L’attivazione del GPRS richiede modifiche hardware marginali nella rete di accessoradio, ma principalmente necessità di aggiornamenti software per inserire i nuoviprotocolli richiesti.

Nella rete di transito fissa, occorre introdurre due nuove tipologie di nodi (SGSN eGGSN) a commutazione di pacchetto, che comunque saranno reimpiegati perl’UMTS.

Per quanto riguarda la configurazione dei canali sull’interfaccia radio, per effet-tuarla sono previste in alternativa due diverse modalità: la prima impiega canalion-demand, ossia condivisi tra GPRS e GSM a seconda delle esigenze di traffico econ priorità per l’utenza che richiede il servizio in fonia GSM; la seconda utilizzainvece canali “statici”, configurati cioè in maniera permanente per le chiamate rela-tive al trasporto dei dati GPRS. La combinazione pesata di queste due modalitàdipende dal traffico previsto per i dati e dalle strategie del particolare operatore.

I terminali GPRS permetteranno di gestire traffico asimmetrico di tipo multislot enelle prime versioni disponibili sul mercato consentiranno di trattare chiamate GSMe GPRS, operando però solo su un dominio alla volta: GSM o GPRS.

Successivamente il GPRS permetterà di offrire servizi con qualità controllata e con-nessioni con una trasmissione a velocità più elevata.



cendo in queste ultime parti degli impianti modestiadeguamenti hardware.

Per quanto riguarda la rete di transito fissa, ilGPRS introduce due nuovi nodi di rete (figura 3):l’SGSN (Serving GPRS Support Node) e il GGSN(Gateway GPRS Support Node). Il primo governa lagestione della MS (Mobile Station) e della sua mobilità,mentre il GGSN effettua l’interlavoro tra il sistemaGPRS e la PDN (Packet Data Network) esterna che for-nisce supporto agli specifici servizi forniti alla MS.

In particolare:• il GGSN è il nodo a cui si accede da una rete a pac-

chetto esterna oppure dal sistema GPRS di un’al-tra rete mobile a pacchetto; esso permette di vali-dare l’indirizzo di rete corrispondente al terminaleGPRS che si intende contattare (nel caso di chia-mata terminata). Il GGSN contiene le informa-zioni di instradamento (tra cui quelle riguardanti ilnodo SGSN di riferimento) per ogni utente che staeffettuando una sessione dati in rete;

• l’SGSN è il nodo di riferimento per il terminalemobile: esso costituisce l’elemento di interfacciatra la rete di transito GPRS (Core Network) e la retedi accesso radio ed è deputato a trasferire i pac-chetti verso il BSC di destinazione, e ad eseguirele procedure per la registrazione in rete, digestione della mobilità, di allocazione delle chiavidi cifratura e di autenticazione dell’utente GPRS.L’SGSN, gestisce, infine, le informazioni relativealla sicurezza e alla mobilità del terminale (MS).Il GGSN e l’SGSN faranno anche parte dell’archi-

tettura della rete fissa prevista nella prima fasedell’UMTS.

L’operatore può seguire due differenti strategie diutilizzo della propria rete GPRS; con la prima solu-

zione, rappresentata in figura 4, esso fornisce connet-tività verso un ISP (Internet Service Provider).

Nella figura 5 è mostrata invece l’architettura direte per un operatore GPRS che, a differenza dellasituazione sopra descritta, si proponga anche comeISP. In questo caso i gateway GPRS (GGSN) sonoconnessi a server appartenenti all’infrastruttura direte dell’operatore, quali ad esempio un nodo perl’accesso a Internet, un server Web che ospiti il por-

SGSN GGSN

SMS-GMSCSMS-IWMSC SM-SC

MSC/VLR

MS BSS

SGSN SegnalazioneSegnalazione e dati d’utente

GGSN

altra PLMN

PDN

HLR

Gd

Gs

Gb Gi

Um GnGnGp

GrGc

BSSGGSNHLRMSMSCPDNVLR

=======

Base Station SystemGateway GPRS Support NodeHome Location RegisterMobile StationMobile Switching CenterPacket Data ProtocolVisitor Location Register

Figura 3 Architettura del sistema GPRS nella rete ditransito.

BSCBTSGGSNGPRSLANSGSNWAP

=======

SGSN GGSN

GGSN

BTS

InternetGateway

RetePubblica

WWWe-mail

WAPLAN

GPRSbackboneSGSNBSC

BSC

BTS

Base Station ControllerBase Transceiver StationGateway GPRS Support NodeGeneral Packet Radio ServiceLocal Area NetworkServing GPRS Support NodeWireless Application Protocol

Figura 5 Operatore GPRS che oltre a effettuare il trasportosi propone anche come Internet Service Provider.

WWW

InternetGateway

e-mail

DNSLAN

ISP

GGSNGGSN

SGSNBSC

BTS

BSCBTSDNSGGSNGPRSISPLANSGSN

BTS

BSC

SGSN

GPRSbackbone

========

Base Station ControllerBase Transceiver StationDomain Name SystemGateway GPRS Support NodeGeneral Packet Radio ServiceInternet Service ProviderLocal Area NetworkServing GPRS Support Node

Figura 4 Operatore GPRS che offre il servizio di tra-sporto.



ARCHITETTURA DEI PROTOCOLLI GPRS

Le funzioni svolte dai nodi GPRS possono essere comprese più approfonditamente attraversol’esame della struttura rappresentata nella figura A dei protocolli a strati realizzata in ciascunodei singoli strati.

Qui di seguito sono descritte le caratteristiche dei differenti protocolli.

• GTP (GPRS Tunneling Protocol): è un protocollo tra i nodi GGSN (Gateway GPRSSupport Node) e SGSN (Serving GPRS Support Node) e definisce le procedure di segnala-zione e di trasferimento dei dati.Esso è utilizzato in particolare sulleinterfacce Gn e Gp per inoltrareverso i terminali i dati provenientida reti esterne. La tecnica utilizzataè denominata tunneling: con essa ipacchetti IP vengono incapsulatidal GGSN in un pacchetto GTP esono inviati al nodo SGSN che con-trolla in quel momento il terminale.In questo modo il trasferimento ditutti i pacchetti destinati agli utenticontrollati da un certo SGSN vieneforzato verso tale nodo, creandocosì dei tunnel tra GGSN e SGSN.Quando l’utente cambia la propriaposizione all’interno della rete -passando sotto il controllo di unaltro SGSN - il GGSN cambia l’indi-rizzo di incapsulamento, variandocosì la destinazione del tunnelaperto per quel dato utente.

• TCP(Transmission ControlProtocol); UDP (User DatagramProtocol): il TCP realizza tra i noditerminali (end to end) il controllodi flusso e la protezione contro la perdita o la corruzione dei dati. L’UDP fornisce solo laprotezione contro gli errori senza controlli aggiuntivi.

• IP (Internet Protocol): gestisce l’instradamento dei pacchetti IP nella rete GPRS.

• SNDCP (SubNetwork Dependent Convergence Protocol): consente ai protocolli di rete l’u-tilizzo condiviso della connessione logica fornita dal protocollo sottostante di livello 2(strato di collegamento). Allo stesso tempo permette funzioni quali la segmentazione, lamultiplazione e la compressione delle unità informative.

• LLC (Logical Link Control): fornisce un collegamento logico identificato da un DLCI (DataLink Connection Identifier) tra l’SGSN e la MS (Mobile Station); esso sovrintende anchealle funzioni di cifratura.

• BSSGP (Base Station System GPRS Protocol): consente fondamentalmente di inviare letrame LLC dall’SGSN al BSS e viceversa.

• NS (Network Service): trasporta le PDU (Packet Data Unit) del protocollo BSSGP e gesti-sce i casi di congestione attraverso un controllo sul traffico. La struttura interna del NS èdivisa logicamente in un sottosistema di controllo e in un secondo sistema che gestisce leconnessioni virtuali, identificate da un BVCI (BSSGP Virtual Connection Indicator). Laconnessione tra l’SGSN e il BSS (Base Station Subsystem), che è costituito dai BSC (BaseStation Controller) e dalle stazioni radio base, è realizzata sull’interfaccia Gb attraverso unarete frame relay.

Relay

IP / X.25

GTP

UDP / TCP

IP

L2

L1

SNDCP GTP

IP

L2

L1

LLC

BSSGP

NetworkService

L 1bis

UDP /TCP

Application

IP / X.25

SNDCP

Relay

RLC BSSGP

MAC NetworkService

GSM RF L 1bis

LLC

RLC

MS Um Gb Gn GiBSS

BSSBSSGPGGSN

GSM RFGTPIPLLC

MACMSRLCSGSNSNDCP

TCPUDP

SGSN GGSN

MAC

GSM RF

===

====

=====

==

Base Station SystemBSS GPRS ProtocolGateway GPRS SupportNodeGSM Radio FrequencyGPRS Tunneling ProtocolInternet ProtocolLogical Link Control

Medium Access ControlMobile StationRadio Link ControlServing GPRS Support NodeSubNetwork Dependent Convergence ProtocolTrasmission Control ProtocolUser Datagram Protocol

Figura A Organizzazione a livelli dell’architettura GPRS.



tale dell’operatore, un gateway per l’offerta di ser-vizi WAP (Wireless Application Protocol) e un server diposta elettronica.

A fronte del maggiore impegno per la realizzazionedella rete, l’operatore che opti per questa secondascelta ha l’opportunità di fornire servizi a valoreaggiunto, svincolandosi dal ruolo di semplice fornitoredel servizio di trasferimento dell’informazione.

La comunicazione tra i nodi GPRS e gli altri ele-menti di rete avviene attraverso alcune specificheinterfacce normalizzate descritte qui di seguito. • Interfaccia Gs (SGSN-MSC/VLR): connette l’MSC

all’SGSN per gestire in modo coordinato la fornituradi servizi a circuito ed a pacchetto verso lo stesso ter-minale. (L’interfaccia Gs è standardizzata nelle spe-cifiche ETSI GSM 09.16 ed ETSI GSM 09.18).

• Interfaccia Gn (SGSN-GGSN): serve a interconnet-tere i nodi della rete GPRS. (L’interfaccia Gn èstandardizzata nella specifica ETSI GSM 09.60).

• Interfaccia Gb (SGSN-BSC): ha il compito di con-nettere il BSC con l’SGSN, multiplando le con-nessioni associate a più utenti sulla stessa risorsafisica; l’interfaccia è basata sul protocollo framerelay. (L’interfaccia Gb è standardizzata nelle spe-cifiche ETSI GSM 08.16 ed ETSI GSM 08.18).

• Interfaccia Gr (SGSN-HLR): è utilizzata dall’SGSNper aggiornare i dati variabili d’utente nell’HomeLocation Register (ad esempio i dati di localizza-zione); tramite l’interfaccia Gr l’HLR inseriscenell’SGSN i dati relativi al singolo utente GPRS,tra cui le informazioni necessarie per l’autentica-zione. (L’interfaccia Gr è standardizzata nella spe-cifica ETSI GSM 09.02).

• Interfaccia Gd (SGSN-SMS/GMSC): consente di tra-smettere e di ricevere short message dal centro ser-vizi mediante l’SGSN. (L’interfaccia Gd è standar-dizzata nelle specifiche ETSI GSM 09.02).

• Interfaccia Gp (GGSN/GGSN): connette nodiGGSN di differenti reti mobili a pacchetto.(L’interfaccia Gp è standardizzata nelle specificheETSI GSM 09.60).

• Interfaccia Gi (GGSN/PDN): connette il GGSN allereti IP esterne. (L’interfaccia Gi è standardizzatanelle specifiche ETSI GSM 09.61). Le caratteri-stiche dei diversi protocolli GPRS sono descrittenel riquadro di pagina 90.

3.1 Attivazione e modalità di fruizione di un contesto

Il supporto ai servizi GPRS è fornito da una dellereti dati esterne collegate al GGSN. Affinché possaricevere un servizio, il terminale mobile (MS) deveeseguire la procedura di registrazione (GPRS attach) equella di attivazione del contesto per il protocollo ditrasferimento dei pacchetti dati, PDP (Packet DataProtocol) - Contest Activation.

La procedura di registrazione serve per comunicarealla rete la presenza del terminale. Con la procedura diattivazione del contesto viene invece creata una con-nessione logica e fisica tra il terminale e una reteesterna che eroga un particolare tipo di servizio(Intranet Aziendale, Internet Service Provider, WAPGateway ..). L’attivazione di un contesto è rappresen-tato in figura 6.

Il contesto PDP descrive le caratteristiche dellaconnessione verso la rete dati esterna; esso è caratte-rizzato da un valore di APN (Access Point Name) - cheidentifica la rete esterna - e da un indirizzo IP asse-gnato al terminale; (si veda anche il riquadro dipagina 92) una volta attivato un contesto l’utente puòaccedere ai servizi GPRS.

L’attivazione di un contesto può essere richiesta

• RLC/MAC (Radio Link Control/Medium Access Control): l’RLC controlla la tra-smissione sull’interfaccia radio e gestisce le procedure di ritrasmissione selettivadei blocchi affetti da errore. La funzionalità MAC deriva direttamente dal proto-collo Slotted-Aloha utilizzato nel GSM e presidia le procedure di accesso alcanale radio.

• Relay: svolge una funzione di interfaccia tra differenti protocolli di una stessaentità e realizza l’accodamento delle PDU. Lo strato di relay provvede anche -all’interno dell’SGSN e del GGSN - al riordino sequenziale delle PDU.

• GSM RF (GSM Radio Frequency): è il livello fisico che fornisce all’RLC/MAC icanali per il trasporto dei pacchetti sull’interfaccia radio. Le funzioni fornite aglistrati superiori sono la correzione d’errore, l’interallacciamento, il monitoraggiodella qualità del canale fisico e il controllo di potenza.

BTS

A bis

GbGr

GiGn

HLR

MSC/VLR

GGSN

MS

BSC

SGSN BACKBONE

BACKBONE

IPNetwork

BSCBTSGGSNHLRIPMSMSCSGSNVLR

=========

Base Station ControllerBase Transceiver StationGateway GPRS Support NodeHome Location RegisterInternet ProtocolMobile StationMobile Switching CenterServing GPRS Support NodeVisitor Location Register

Figura 6 Attivazione di un contesto PDP (Packet DataProtocol).



dalla MS o dal GGSN. Nelle considerazioni che seguonoviene esaminato, a titolo di esempio, solo il primo caso.

Il messaggio di richiesta dell’attivazione di uncontesto inviato dal terminale contiene, tra le altreinformazioni, il valore dell’APN che identifica la reteIP esterna a cui collegarsi in modo da fruire del servi-zio richiesto. Il nodo SGSN, effettuate le opportuneverifiche, identifica con l’ausilio del DNS (DomainName System) il GGSN a cui è collegata la rete datiesterna da raggiungere. Nel caso in cui la rete esternasia collegata a più GGSN, si sceglie uno di essi inbase alla ripartizione di traffico più opportuna.

Una volta completati i controlli sul profilo tariffa-rio e sul profilo di servizio dell’utente nell’ambitodella rete GPRS e della rete esterna, al terminale èassegnato un indirizzo IP. Il contesto è quindi attivo erimane tale fino alla richiesta di abbattimento: finchéil contesto è attivo, il cliente è always on e può rice-vere o inviare dati IP in qualsiasimomento, così come può usufruiredei servizi offerti dalla rete GSM.

Nella figura 7 sono riportati imessaggi scambiati tra terminale,SGSN e GGSN durante la proce-dura di attivazione del contesto.

Per quanto concerne la gestionedella mobilità, l’area di copertura -cioè la parte di territorio su cuiviene fornito il servizio - è organiz-zata logicamente in zone di instra-damento (routing area) che permet-tono alla rete di conoscere la posi-zione del terminale GPRS. In parti-colare la posizione del mobile èconosciuta a livello di routing area oa livello di cella in funzione dellostato di “attività” del terminale.

4. L’interfaccia radio del GPRS

4.1 Aspetti generali e gestione delle risorse radio

Nella fase di standardizzazione della rete diaccesso radio GSM, l’obiettivo principale degli ope-ratori è stato quello di definire un sistema con carat-teristiche innovative e con servizi paragonabili aquelli offerti dalla ISDN che permettesse di fronteg-giare la forte crescita dell’utenza prevista nell’arcodegli anni Novanta difficilmente sostenibile dallereti analogiche.

Il GSM, grazie all’impiego della trasmissionenumerica, consente di operare con livelli del rapportosegnale-interferenza più bassi rispetto a quelli neces-sari nelle tecniche analogiche e permette quindi unpiù frequente riuso delle risorse spettrali con unanotevole crescita della capacità del sistema.

3. RIsposta di creazione delcontesto PDP

GGSNMSPDPSGSN

====

Gateway GPRS Support NodeMobile StationPacket Data ProtocolServing GPRS Support Node

MS

1. Richiesta di attivazione del contesto PDP

2. Funzioni di sicurezza

4. Risposta di attivazione del contesto PDP

SGSN GGSN

3. Richiesta di creazione delcontesto PDP

Figura 7 Fase di attivazione di un contesto PDP originato dal terminale.

ACCESS POINT NAME e indirizzi IP

APN (ACCESS POINT NAME)

Una rete esterna collegata alla Core Network GPRS tramite l’interfaccia Gi è identificatada uno specifico valore di APN.

L’APN è composto da due parti:

• l’APN Network Identifier identifica la rete esterna collegata al GGSN che fornisce supporto alservizio offerto;

• l’APN Operator Identifier identifica la PLMN (Public Land Mobile Network) GPRS nella quale è localiz-zato il GGSN. Esso è composto di tre parti, l’ultima delle quali dovrà essere “gprs”; la prima e la secondaparte devono identificare la PLMN GPRS. Per ogni operatore vi è un valore predefinito dell’operator iden-tifier: “mnc<MNC>.mcc<MCC>.gprs”, dove <MNC> ed <MCC> sono rispettivamente il Mobile NetworkCode ed il Mobile Country Code definiti per l’IMSI (International Mobile Subscriber Identifier).

INDIRIZZO IP DEI TERMINALI

Al momento dell’attivazione di un contesto al terminale è assegnato un indirizzo IP, poi ritirato all’abbat-timento del contesto. Poiché l’indirizzo è assegnato solo per la durata di un contesto, l’assegnazione è ditipo dinamico. È tuttavia possibile assegnare anche gli indirizzi in modo statico, ovvero associarli a unterminale in modo permanente.



L’esigenza primaria posta alla base del processo distandardizzazione del GSM è stata tuttavia - almenonella fase iniziale - quella di offrire il servizio fonico,con la possibilità di trasmettere dati a basso ritmobinario (9,6 o 14,4 kbit/s) con modalità di trasferi-mento a circuito o di trasportare sui canali di segnala-zione pacchetti dati di piccole dimensioni (fino a 160caratteri). Questa seconda possibilità è impiegata peroffrire il servizio SMS.

La larga diffusione dei servizi dati che si prospettaper i prossimi anni non troverebbe adeguato supportonell’interfaccia radio GSM “tradizionale”, sia inquanto i canali dati GSM non consentono di raggiun-gere velocità di trasmissione elevate, sia perché lerisorse radio dovrebbero essere assegnate all’utenteper tutta la durata della connessione; in questo modonon è possibile utilizzare le caratteristiche intermit-tenti delle sorgenti dati per impiegare al meglio lerisorse spettrali.

Una soluzione rispetto alla modesta velocità dellatrasmissione dati GSM potrebbe essere individuata nelservizio HSCSD (High Speed Circuit Switched Data): essaè basata sull’idea di impiegare più time slot “in paral-lelo” tra gli otto disponibilicon un incremento proporzio-nale della velocità di trasmis-sione. L’HSCSD è di fatto unamodalità di trasferimento a cir-cuito “esteso”.

Se da un lato l’HSCSDrisolverebbe i problemi di len-tezza della connessione datiGSM, dall’altro esso nonsfrutterebbe la caratteristicadiscontinua del traffico dati,visto che i canali sarebberoriservati per l’intera duratadella connessione e si avrebbecosì uno spreco di risorseradio. L’impiego di più timeslot affasciati con modalità ditrasferimento a circuito si tra-duce inoltre, dal punto di vistadell’operatore, in una drasticae spesso inaccettabile ridu-zione dei canali fonici disponi-bili (ad esempio, quattro utenti HSCSD cui sianoassegnati quattro time slot ciascuno impedirebbero lapossibilità di accesso a sedici utenti del serviziofonico); questo è il motivo alla base della mancata atti-vazione del servizio HSCSD da parte di TIM e dellamaggioranza degli operatori di sistemi mobili.

Nel GPRS, per venire incontro al miglioramentodell’efficienza dell’utilizzo della risorsa radio, come siè già più volte sottolineato, questa risorsa è condivisafra più terminali in tempi diversi, secondo meccani-smi di gestione dei canali decisi dalla rete e comuni-cati ai singoli terminali mobili tramite un’opportunasegnalazione. Questo permette ad esempio di servirecon un unico time slot non più un solo utente per

volta, ma due, tre, quattro o più, a seconda di quantodeciso volta per volta dalla rete.

Per consentire inoltre elevate velocità trasmissive,si impiegano più canali radio in parallelo, alla stessastregua di quanto avviene con l’HSCSD, ma con lapossibilità di variare il numero di time slot assegnati aun utente all’interno della stessa chiamata, ad esem-pio riducendo gli stessi nel caso in cui si manifestinosituazioni di carenza di risorse per la voce (conge-stione). In questo caso parte delle risorse assegnateagli utenti GPRS sarebbero rilasciate a favore dei tra-dizionali utenti del servizio di fonia.

Nella figura 8 è riportato un esempio di comepotrebbero essere gestite le risorse radio: in particolaresi hanno tre utenti GPRS ai quali sono assegnati, intempi diversi, da due a quattro time slot consecutivi.

Nello standard GPRS, il tempo minimo duranteil quale la risorsa radio è assegnata ad un solo utenteè pari a quattro trame consecutive2 che costituisconoil cosiddetto “blocco radio” (di durata complessivadi 20 ms): se l’utente richiede di trasmettere o diricevere grandi quantità di dati possono essergliassegnati più blocchi radio.

L’insieme di questi blocchi (inviati o ricevuti) daun terminale mobile durante un periodo di trasmis-sione o di ricezione costituisce un flusso denominatoTBF (Temporary Block Flow). Un TBF è attivato soloquando l’utente ha qualcosa da trasmettere o da rice-vere ed è rilasciato subito dopo l’invio dell’ultimoblocco radio di una determinata sequenza di pac-chetti. Una connessione dati in cui la sorgente pre-senta caratteristiche di intermittenza, è quindi costi-tuita da un certo numero di TBF che sono attivati insuccessione nei periodi in cui sono trasmessi i pac-chetti dati (ad esempio quando è scaricata una paginaweb o quando è inviata una e-mail) e sono disattivatiquando la sorgente è inattiva per un certo tempo (adesempio nei periodi in cui l’utente è intento a leggerela pagina appena scaricata o quando esamina il mes-saggio di e-mail ricevuto).

(2) Una trama è costituita da otto time slot consecutivi.

Slot 7

Slot 0

Numero di trama

Utente 1 Utente 2 Utente 3

Figura 8 Esempio di allocazione delle risorse GPRS.



I PROTOCOLLI RADIO

GPRS

Il GPRS eredita molte procedure

impiegate per la trasmissione a pac-

chetto sulle reti LAN (Local AreaNetwork): in particolare l’RLC (RadioLink Control) ed il MAC (Medium AccessControl) che costituiscono le fonda-

menta della parte di accesso radio.

Come si vede dalla figura A, le trame

LLC (Logical Link Control) costituite a

partire dai pacchetti d’utente prove-

nienti dai livelli applicativi, sono seg-

mentate e affidate dapprima ai proto-

colli RLC/MAC, che generano le

unità informative minime impiegate

sull’interfaccia radio (blocchi radio) e

poi allo strato fisico (layer 1) che prov-

vede alla segmentazione e alla tra-

smissione di ogni blocco radio su

quattro time slot appartenenti a quat-

tro trame consecutive.

La risorsa radio può essere assegnata

solo a multipli interi della durata di

un singolo blocco radio e la ritrasmis-

sione è possibile solo sulla base di un

blocco radio. Questo blocco, dopo la

codifica con correzione d’errore, è

costituito da 456 bit e ha una durata

pari a 20 ms, che corrisponde a un

ritmo binario di 22,8 kbit/s. Il proto-

collo RLC gestisce la ritrasmissione

selettiva dei blocchi radio ricevuti in

maniera errata tramite la tecnica ARQ(Automatic Repeat reQuest). Durante la

fase di trasmissione in uplink, la rete

invia verso il terminale dei messaggi

(temporary packet ack/nack) tramite i

quali informa la MS (Mobile Station)della corretta o dell’errata ricezione

dei blocchi radio. Nel caso di blocchi

radio perduti o corrotti, il livello RLC

provvede a chiederne la ritrasmis-

sione selettiva.

Il livello MAC gestisce l’accesso con-

diviso di più utenti al canale radio

GPRS: qui di seguito viene descritto

il funzionamento in uplink di questo

canale, vista la complessità maggiore

rispetto al downlink.

Come già accennato, per alcuni versi

il MAC impiegato nel GPRS può

essere assimilato al MAC utilizzato

nelle LAN. Ricorrendo a una sem-

plice analogia, il MAC abilita o no i

diversi terminali a parlare alla stessa

stregua di un moderatore durante

un’assemblea.

Nel GPRS, il ruolo del moderatore èsvolto dal BSC. I terminali mobili che

intendono trasferire dati alla rete,

comunicano preventivamente al BSC

questa intenzione: il BSC, dopo aver

valutato la possibilità di accettare

l’ennesimo utente, gli assegna alcune

risorse radio da impiegare (uno o più

time slot) e un valore di USF (UplinkState Flag) tra gli otto possibili per il

generico time slot. Questo indicatore

permette al terminale di compren-

dere quando è il suo turno per tra-

smettere. La MS si pone infatti in

ascolto dei blocchi radio in downlink

su tutti time slot che sono stati ad

essa assegnati e, oltre a “prelevare” i

dati di cui è destinataria, verifica se i

blocchi radio contengono un campo

USF con il valore che è stato ad essa

precedentemente assegnato.

Se USFLetto = USFAssegnato, la MS è

abilitata a trasmettere sul blocco

radio successivo in uplink e, implici-

tamente, agli altri utenti è preclusa

tale possibilità.

I criteri con cui il BSC gestisce le

risorse radio GPRS (ad esempio: l’al-

locazione o la deallocazione dei

PDCH, la gestione degli USF asse-

gnati ai mobili, ...) sono sostanzial-

mente di tipo proprietario, ossia non

specificati dallo standard, ma definiti

in maniera autonoma dalle singole

società manifatturiere. A titolo di

esempio, l’assegnazione delle risorse

radio ai terminali GPRS può avere

come obiettivo rendere minimo il

numero dei time slot impiegati in

una cella per la trasmissione a pac-

chetto, obiettivo attuabile ad esem-

pio multiplando il maggior numero

possibile di MS sugli stessi time slot.

Questa strategia di assegnazione

conduce mediamente a una diminu-

zione del throughput per utente.

L’algoritmo di gestione delle risorse

radio, può dualmente essere stato

scelto con l’obiettivo di rendere mas-

simo il throughput per utente attua-

bile riducendo il numero di utenti

multiplati sugli stessi time slot. Nella

figura B sono riportate le due possi-

bili strategie: nel primo caso si cerca

di minimizzare il numero di time slot

impiegati, mentre nel secondo il BSC

assegna lo stesso time slot al più a

due utenti. L’esempio riportato può

essere facilmente esteso al caso di

terminali multislot, valendo per ogni

time slot lo stesso principio.

Dati d’utente LivelloIP

Info

BHRadio Blocks Info

Burst GSM Burst GSM Burst GSM

codifica interleavingformattazione del burst

compressionedecompressionesegmentazionecifratura

Livello SNDCP

Burst GSM Livellofisico

BCS BH Info BCS Livello RLC/MAC

BCS Livello LLC

FHTrama LLC(LLC PDU)

PHPacchetto (NL PDU)

BCSBHFCSFHIPLLC

======

Block Check SequenceBlock HeaderFrame Check SequenceFrame HeaderInternet ProtocolLogical Link Control

LLC PDUNL PDUPHRLC/MAC

SNDCP

====

=

Logical Link Control Packet Data UnitNetwork Layer Packet Data UnitPacket HeaderRadio Link Control/Medium Access ControlSubNetwork Dependent Convergence Protocol

Figura A Flusso dei dati di utente dal livello di rete al livello fisico.



Per gestire la multiplazione statistica, i diversiblocchi radio sono “contrassegnati” con un identi-ficativo che indica la connessionelogica di appartenenza (il TBF): que-sto identificativo è denominato TFI(Temporary Flow Identity).

In ricezione, infatti , ogni MS“ascolta” sul generico canale tutti iblocchi radio che fluiscono su di esso,ma preleva solo quelli per i qualieffettivamente è destinataria, cioèquelli etichettati dal proprio TFI.

Nella figura 9 si nota infatti comesolo i due blocchi destinati alla MS rap-presentata (contrassegnati con TFI=1)sono estratti dalla sequenza dal termi-nale; gli altri blocchi sono invece scar-tati in quanto destinati ad altri utenti(con diverso TFI).

La trasmissione dalla stazione radio-base al terminale (downlink) non si pre-senta quindi particolarmente critica inquanto si tratta di un trasferimentopunto-multipunto, nella quale la retediffonde i pacchetti con un’opportuna

sequenza ed è compito delle diverse stazioni riceverliprelevando i blocchi ad esse destinati.

Infatti, si devono necessariamente

considerare i valori medi di through-

put; le considerazioni esposte sono

valide quindi per un tipo di traffico

non intermittente, come quello

generato da un trasferimento di una

massiccia mole di dati. Nei casi di

traffico con caratteristiche altamente

intermittenti - come può essere la

navigazione su Web - quello che

conta è viceversa la velocità di picco

piuttosto che quella media: se,

infatti, la trasmissione fa uso di pac-

chetti frequenti e di piccole dimen-

sioni, questi possono essere smaltiti

rapidamente e alla velocità massima.

Osservando la figura B, si rileva

inoltre come la risorsa radio sia asse-

gnata ai vari terminali in maniera

non adattiva: infatti, detto N il

numero di utenti che insistono sul

generico time slot, in un intervallo

T, il tempo assegnato a ciascuno di

essi è pari a T/N. In altri termini, il

GPRS non permette oggi la gestione

di diversi utenti sulla base di criteri

eterogenei, come ad esempio il tipo

di contratto stipulato con il gestore.

Tale limitazione potrà essere supe-

rata in futuro con l’applicazione di

parametri di QoS (Quality of Service):le specifiche prevedono infatti la

possibilità di caratterizzare ogni

utente con un profilo di servizio defi-

nito da una serie di caratteristiche e

prestazioni che la rete si impegna a

rispettare durante la connessione.

Uno dei principali parametri è il

ritardo di trasferimento dell’informa-

zione (delay class) all’interno della

rete GPRS: sono definite quattro

diverse classi di ritardo, ognuna

delle quali è legata a un ritardo mas-

simo tollerabile. La classe quattro

presenta un ritardo massimo non

specificato (al limite “infinito”) ed è

chiamata best effort. In una più ampia

accezione del termine, con best

effort si indica un tipo di profilo che

non tiene conto di alcun parametro

di qualità (throughput di picco,

medio, affidabilità del trasferimento,

priorità dei pacchetti).

Con l’introduzione del concetto di

QoS potranno essere differenziati i

servizi offerti alla clientela, defi-

nendo di volta in volta i parametri

più opportuni per una certa connes-

sione: ad esempio, un utente che

intenda effettuare audio streamingsarà trattato con una priorità mag-

giore e con un ritardo minore rispetto

a un utente che debba inviare o rice-

vere delle e-mail.

Blocco Radio

Blocco Radio

Ut. 1 Ut. 2 Ut. 3 Ut. 4 Ut. 1 Ut. 2 Ut. 3

Ut. 1 Ut. 2 Ut. 1 Ut. 2 Ut. 1 Ut. 2 Ut. 1

Ut. 3

TS1

TS2

TS1

TS2 Ut. 4 Ut. 3 Ut. 4 Ut. 3 Ut. 4 Ut. 3

Figura B Possibili gestioni alternative delle risorse radio GPRS.

TS i

TS i-1

TS i-2

20 ms

TFI=2 TFI=3

TFI=1 TFI=1

TFI=3 TFI=4 TFI=4

TFITS

==

Temporary Flow IdentityTime Slot

MobileStation

Figura 9 Ricezione in downlink.



La trasmissione dal terminale alla stazione radio-base (uplink) risulta invece essere più complessa, inquanto è del tipo multipunto-punto. Occorre quindiprevedere un meccanismo che eviti che i pacchetti

emessi da più terminali giungano alla stazione radio-base contemporaneamente, sovrapponendosi e ren-dendo quindi impossibile la decodifica dell’informa-zione. La procedura utilizzata in uplink per lagestione della risorsa radio è molto simile a quellaimpiegata nelle reti locali di calcolatori LAN (si vedail riquadro di pagina 94). La stazione che vuoleinviare dati deve prima ottenere dalla rete il “per-messo” a trasmettere.

Per realizzare nel GPRS il protocollo di accesso inuplink, nei blocchi radio trasmessi in downlink, oltreai dati per i terminali, è anche inviato un campo deno-minato USF (Uplink State Flag) [1] che determina, tra-mite uno degli otto valori che esso puòassumere, il terminale mobile abilitato atrasmettere nel successivo blocco radio,in modo da escludere ogni possibileevento di collisione in uplink.

L’esempio riportato nella figura 10mostra che nel pacchetto inviato al ter-minale uno, è presente un campo conUSF=3, ed è quindi indicato il termi-nale tre come quello abilitato a tra-smettere. Ulteriori chiarimenti sonoforniti nella figura 11: in essa si puòosservare che tutti i terminali mobili(nell’esempio sono quattro) “ascol-tano” quanto viene trasmesso in down-link, sia per prelevare i pacchetti adessi destinati, sia per verificare tramitelettura dell’USF la possibilità di tra-smettere. In particolare, il terminale 1 -a fronte della lettura di un blocco radio- indipendentemente dalla destina-zione dei dati che esso trasporta, siaccorge che il campo USF ha valore

“1” che gli garantisce la possibilità di trasmettere inesclusiva nel blocco radio successivo.

Il campo USF permette di indirizzare in uplink alpiù otto terminali in uno stesso time slot: in pratica,

però, tale valore scende a sei o a sette,a causa di specifiche esigenze di segna-lazione che richiedono l’uso di uno odue valori di USF.

4.2 Canali statici e dinamici

Il GPRS prevede due modalità diallocazione dei time slot: con quelladinamica sono allocati nella trasmis-sione a pacchetto i time slot in quelmomento non utilizzati da chiamate infonia. Nel caso di carenza di time slotper le chiamate vocali (stato di conge-stione), possono essere rilasciati alcunitime slot precedentemente assegnatial GPRS. Questi canali non assegnatipermanentemente al GPRS sono dettion-demand.

Con la modalità di allocazione staticasi riservano invece time slot esclusiva-mente al servizio GPRS, senza chequesti possano essere impiegati perchiamate foniche.

La modalità dinamica privilegia quindi il servizioin fonia, mentre quella statica il servizio dati.

Un compromesso conveniente consiste nel riser-vare nella cella un numero limitato di canali statici,lasciando gli altri come on-demand; si garantisce cosìun grado di servizio minimo all’utenza GPRS anche incelle molto congestionate.

4.3 Il GPRS e l’alta velocità

La trasmissione dati GSM permette nel casopiù favorevole di raggiungere velocità di picco di14,4 kbit/s per utente: in effetti, le velocità medie

MS 1

MS 3

MS 3

MS 1

MS 2

MS 2

Dati per MS#1BTS MS

Dati da MS 3

USF=3

BTSMSUSF

===

Base Transceiver StationMobile StationUplink State Flag

Figura 10 Principio di funzionamento dell’USF.

USF=1 USF=2 USF=3 USF=4

20 ms

Ut.= 1 Ut.= 2 Ut.= 3 Ut.= 4

DLTime Slot i

ULTime Slot i

DLULUSFUt.

====

DownLinkUpLinkUplink State FlagUtente

Figura 11 Esempio di regolazione dell’accesso alle risorse radio in uplink.



che si ottengono si attestano generalmente a menodella metà di tale valore. Uno degli aspetti di forzadel GPRS è quindi la garanzia di utilizzare unamaggiore velocità trasmissiva rispetto a quellaofferta dal GSM.

Lo standard prevede differentischemi di codifica CS (CodingScheme) in cui si varia il contenutoinformativo netto (payload) rispettoalla capacità trasmissiva lorda (pay-load e codifica per la correzione dierrore) [1]. La capacità per singolotime slot va da 8 kbit/s (utilizzo delCS-1; alta codifica di canale) fino a20 kbit/s (utilizzo del CS-4; moda-lità non codificata).

Il ritmo binario netto per unsingolo utente (denominato anchethroughput) dipende quindi da dueparametri che possono variare piùvolte nel corso di una connessioneGPRS: il tipo di codifica impiegata(CS-1...4) e il numero di time slotassegnati all’utente. Questa possi-bilità è offerta dalla funzionalitàdenominata link adaptation.

Nella tabella 2 si riportano levelocità raggiungibili per singolotime slot con i quattro schemi dicodifica di canale. Sono indicatianche sia i valori di ritmo binario lordo (ossia com-prensivi delle ridondanze dei protocolli GPRS) siaquelli di ritmo binario netto (ossia relativi ai solidati di utente).

A titolo di esempio, nel caso in cui un terminaleimpieghi quattro time slot in parallelo e con la codi-fica CS-4, il throughput è pari a 20x4=80 kbit/s.

Il throughput percepito dall’utente, può tuttaviaulteriormente ridursi: infatti, in presenza di errori nonrimossi dalla codifica, per raggiungere l’integrità del-l’informazione il sistema procede a trasmettere nuo-vamente i blocchi radio “corrotti”. Per ottenere levelocità trasmissive limite sopra riportate è quindinecessario rendere minime le ritrasmissioni, mirandoa garantire una buona qualità del canale radio miglio-rando il rapporto segnale-interferenza C/I.

Nella tabella 3 sono riportati i valori di C/I richie-sti per i differenti schemi di codifica, supponendo divoler ottenere una percentuale media di blocchiradio affetti da errore, BLER (BLock Erasure Rate),pari al 10 per cento. Può essere notato che i valori diC/I dipendono dall’ambiente di propagazione (nellatabella è riportato il caso Typical Urban di 3 km/h,

detto TU3, che descrive il canale radio in presenzadi oscuramenti ed echi tipici di un ambiente urbanoe con una velocità del terminale mobile di 3 km/h) edella eventuale disponibilità in rete del funziona-mento in frequency hopping3.

Nella figura 12 sono riportate alcune curve [2] chemostrano una simulazione del throughput in funzionedel C/I, nell’ipotesi di impiego di un singolo timeslot; il caso generale si ottiene moltiplicando - per unvalore desiderato di C/I - il throughput ottenuto per ilnumero di time slot allocati all’utente.

All’aumentare del C/I, le curve tendono adappiattirsi per raggiungere asintoticamente unvalore limite che rappresenta la massima velocità di

CS4

CS3

CS2

CS1

14

0 5 10 15 20 25 30

12

10

Throughput [kbit/s]

C/ I [dB]

8

6

4

2

0

Figura 12 Throughput su un singolo time slot in funzione del rapporto segnale-interferenza C/I e dello schema di codifica CS.

(3) Il frequency hopping è una tecnica che consiste nel trasmettere

ciclicamente le informazioni dello stesso utente su frequenze diverse,

ottenendo così una diminuzione del rapporto C/I richiesto.

Schema dicodifica

Ritmo binariolordo (kbit/s)

Ritmo binarionetto (kbit/s)

CS-1

CS-2

CS-3

CS-4

9,05

13,4

15,6

21,4

8

12

14,4

20

Tabella 2 Velocità trasmissive raggiungibili per il singo-lo time slot.

Schema dicodifica

C/l richiesto (dB)TU 3 - senza FH

C/l richiesto (dB)TU 3 - FH ideale

CS-1

CS-2

CS-3

CS-4

13

15

16

23

9

13

15

23

Tabella 3 Valori di segnale-interferenza C/I richiesti perTU 3 (senza Frequency Hopping o conFrequency Hopping ideale).



trasmissione ottenibile con quella determinata codi-fica. L’andamento tendente a zero per bassi valoridi C/I è dovuto al fatto che, al diminuire della qua-lità del canale, aumenta il numero di ritrasmissionidei blocchi radio errati e diminuisce di conseguenzail throughput d’utente, che è sempre riferito non aiblocchi trasmessi ma a quelli ricevuti corretta-mente.

Può anche essere osservato che le codifiche ditipo CS-1 e CS-2, garantiscono un maggior through-put rispetto a quelle di tipo CS-3 e CS-4 in pre-senza di bassi valori di C/I; l’andamento è oppostoin presenza di alti valori di C/I: infatti le codifichecon un basso ritmo binario hanno allo stesso tempoun alto grado di ridondanza per la correzione d’er-rore e sono quindi più protette nei confronti deidisturbi, mentre le codifiche con un alto ritmo bina-rio sono poco o per nulla protette.

Nel caso di un canale con caratteristiche degra-date, le prime riescono a trasferire una ridotta quan-tità di informazioni con poche ritrasmissioni; leseconde, invece, seppure virtualmente in grado ditrasferire maggiori quantità di informazioni, garanti-scono di fatto - a seguito delle numerose ritrasmis-sioni - un throughput minore delle altre.

Di conseguenza codifiche come il CS-1 e CS-2sono più adatte ad ambienti con una elevata interfe-renza, come nel caso di macrocelle; codifiche comeil CS-3 e CS-4 sono invece più convenienti nellecoperture indoor, come ad esempio negli uffici onelle sale di aeroporti, dove il rapporto C/I è ingenere molto buono se si impiegano micro o pico-celle.

Una funzionalità che permetterà di ottimizzareil throughput di utente è la cosiddetta link adapta-tion, che consiste nella possibilità di modificare lacodifica impiegata durante l’arco di una connes-sione a seconda della qualità istantanea del canale.Con la link adaptation la curva di throughput ideal-mente ottenibile è quindi rappresentata dall’invi-luppo superiore delle quattro curve rappresentatein figura 12.

5. Terminali e servizi

Sono state definite tre differenti classi di termi-nali GPRS [3] che si differenziano in base alla possi-bilità di fornire contemporaneamente o no servizi acircuito e a pacchetto:• classe A: terminale in grado di gestire simultanea-

mente comunicazioni GSM e GPRS;• classe B: terminale raggiungibile contemporanea-

mente da chiamate GSM e GPRS, ma in grado digestire in alternativa solo comunicazioni GSM oGPRS;

• classe C: terminale in grado di gestire alternativa-mente chiamate GSM o GPRS.Oltre all’appartenenza a una delle classi sopra

citate, i terminali GPRS si differenziano in base alnumero di time slot che sono in grado di impiegarecontemporaneamente.

I primi modelli disponibili commercialmentesaranno di classe B e consentiranno la modalità ditrasmissione multislot asimmetrica del tipo “2+1”,“3+1” o “4+1”, dove la prima cifra indica il massimonumero di time slot impiegabili nella tratta in down-link, mentre la seconda indica il numero di time slotimpiegabili nella direzione opposta.

Al momento i terminali GPRS non sono disponi-bili in volumi commerciali: le principali società mani-fatturiere di terminali hanno consegnato agli opera-tori solo alcuni esemplari per le prove di interlavorocon la rete.

Un numero maggiore di terminali è previsto nelcorso del 2001.

I terminali GPRS hanno comunque caratteristi-che molto simili agli attuali terminali GSM perquanto riguarda le dimensioni, il peso e il consumodelle batterie.

Questi, essendo stati progettati per la trasmis-sione e per la ricezione di dati, sono in genere dotatidi schermo di dimensioni maggiori.

Nelle figure 13 e 14 sono riportate le foto di unodei primi terminali GPRS, sia in connessione ad unPC portatile per l’accesso ad Internet, sia da solo perapplicazioni WAP.

Figura 13 Terminale GPRS di classe B: utilizzo in con-nessione con un PC.

Figura 14 Terminale GPRS di classe B: utilizzo in manie-ra autonoma.



6. Conclusioni

Per molti versi il GPRS può essere consideratol’antesignano dei servizi di trasmissione dati previ-sti per il radiomobile di terza generazione, l’UMTS(Universal Mobile Telecommunication System), la cuidiffusione in Europa inizierà nel corso del pros-simo anno.

L’UMTS [9-10] permetterà di raggiungere velo-cità trasmissive di picco molto maggiori di quelle,(comunque di tutto rispetto), previste a breve con ilGPRS, e che reggono bene il confronto con gliaccessi su linea analogica commutata di rete fissa.

Si pensi ad esempio al servizio di posta elettro-nica: già con terminali multislot 4+1 e con codificaCS-2, la velocità trasmissiva risulta nella maggiorparte dei casi di 48 kbit/s di picco.

Il GPRS rappresenta sia un “laboratorio” per glioperatori e per le manifatturiere, per fronteggiare dasubito parte delle problematiche che si ripresente-ranno con l’UMTS, sia soprattutto un’importantetecnologia abilitante per quei servizi dati che,secondo un parere largamente condiviso, costituiràla prossima componente fondamentale per il busi-ness del servizio radiomobile.

Infine va sottolineato che l’evoluzione delGPRS sarà senz’altro volta a definire tecniche tese agarantire la qualità del servizio offerto alla clientela.

A questo scopo saranno adottati, ad esempio,concetti tipici del mondo UMTS come la qualitàdel servizio associata alla connessione (ad esempiominimo throughput garantito, limiti sulla variazionedel ritardo dei pacchetti...) e codifiche a più altavelocità di quelle oggi offerte anche attraverso l’im-piego di modulazioni a più elevata efficienza spet-trale (EDGE, EGPRS).

Sarà così permesso alla clientela di usufruire diservizi più evoluti e con caratteristiche prossime al“tempo reale”.

Ringraziamenti

Si ringrazia Paolo Semenzato di TIM per gli utili sug-gerimenti proposti durante l’impostazione del testo e per lacontinua supervisione svolta nel corso dell’approntamentodi questo testo. Si ringraziano inoltre i colleghi di TILABper il valido supporto tecnico fornito durante la redazionedell’articolo.

APN Access Point NameARQ Automatic Repeat reQuestBCS Block Check SequenceBH Block HeaderBLER BLock Erasure RateBSC Base Station ControllerBSS Base Station SubsystemBSSGP Base Station System GPRS ProtocolBVCI BSSGP Virtual Connection IndicatorBTS Base Transceiver StationCS Coding SchemeDL Down LinkDLCI Data Link Connection IdentifierDNS Domain Name SystemEDGE Enhanced Data rate for the GSM

EvolutionEGPRS EDGE General Packet Radio ServiceETSI European Telecommunications

Standard InstituteFCS Frame Check SequenceFDMA Frequency Divison Multiple AccessFH Frame HeaderGGSN Gateway GPRS Support NodeGMSC Gateway MSCGPRS General Packet Radio ServiceGSM Global System for Mobile communica-

tionsGSM RF GSM Radio FrequencyGTP GPRS Tunneling ProtocolHLR Home Location RegisterHSCSD High Speed Circuit Switched DataIP Internet ProtocolISP Internet Service ProviderIMSI International Mobile Subscriber

IdentifierI-WMSC Inter-Working MSCLAN Local Area NetworkLLC Logical Link ControlMAC Medium Access ControlMS Mobile StationMSC Mobile Switching CenterMSC/VLR MSC/Visitor Location RegisterNL PDU Network Layer Packet Data UnitNS Network ServicePDC-P Personal Digital Cellular-PacketPDN Packet Data NetworkPDP Packet Data ProtocolPDU Packet Data UnitPH Packet HeaderPLMN Public Land Mobile NetworkQoS Quality of ServiceRLC Radio Link ControlSGSN Serving GPRS Support NodeSM-SC Short Message-Service CenterSMS Short Message ServiceSNDCP SubNetwork Dependent Convergence

ProtocolTBF Temporary Block Flow



[1] Digital cellular telecommunications system (Phase2+); General Packet Radio Ser vice (GPRS);Overall description of the GPRS radio interface;Stage 2. GSM 03.64. Versione 7.0.0, Release1998.

[2] Digital cellular telecommunications system (Phase2+); Background for radio frequency (RF) require-ments; Annex L. GSM 05.50. Versione 7.2.0,Release 1998.

[3] Digital cellular telecommunications system (Phase2+); General Packet Radio Service (GPRS); Servicedescription; Stage 2. GSM 03.60. Versione 7.2.0,Release 1998.

[4] Muratore, F.: Le comunicazioni mobili del futuro.CSELT, 2000.

[5] Cai, J.; Goodman, D.J. (Rutgers University):General Packet Radio Service in GSM. «IEEECommunications Magazine», ottobre 1997.

[6] Granbohm, H.; Wiklund, J.: GPRS-Generalpacket radio service. «Ericsson Review», n. 2,1999.

[7] Kalden, R.; Meirick, I.; Meyer, M. (Ericsson):Wireless Internet Access Based on GPRS. «IEEEPersonal Communications», aprile 2000.

[8] TIM: Easy GPRS. Documento Tecnico internoTIM, R/R-TI, settembre 2000.

[9] Porzio Giusto, P.; Vatalaro, F.: Accesso multiplo adivisione di codice per sistemi radiomobili cellularidi terza generazione . «Notiziario TecnicoTelecom Italia», Anno 9, n. 2, ottobre 2000, pp.47-61.

[10] Mazzenga, F.; Napolitano, A.; Porzio Giusto, P.;Vatalaro, F:. Lo standard UMTS per le comunica-zioni cellulari di terza generazione. «NotiziarioTecnico Telecom Italia», Anno 9, n. 2, ottobre2000, pp. 62-75.

Monica Avattaneo si è laureata in IngegneriaElettronica con indirizzo in Telecomunicazioninel 1996, presso l’Università di Roma “TorVergata”. Dal 1997 opera presso la DirezioneGenerale della TIM nella linea riguardante loSviluppo dei Sistemi Radioelettrici dell’areaRete. Si occupa di dimensionamento,installazione e impiego dei BSC in tecnologiaEricsson e cura l’impatto sulla rete d’accesso e lasupervisione della qualità del GPRS. In ambitointernazionale, ha partecipato al 3GPP RAN

WG3 (standardizzazione delle interfacce della rete di accesso UMTS)e ora segue il Gruppo di studio 3GPP GERAN WG2 (evoluzione deiprotocolli dei sistemi di seconda generazione).

Andrea Castellani dopo aver conseguito nel1998 la laurea in Ingegneria Elettronica conindirizzo Telecomunicazioni presso l’Universitàdi Roma “Tor Vergata”, dall’aprile dello stessoanno opera presso la linea Sviluppo SistemiRadioelettrici dell’Area Rete di TIM. Si occupadi dimensionamento, installazione e impiegodei BSC in tecnologia Siemens e degli aspettirelativi all’introduzione del GPRS; è anchecoinvolto nelle sperimentazioni UMTS. Inambito di standardizzazione internazionale, ha

partecipato al Gruppo SMG2 dell’ETSI (aspetti radio GSM/GPRS)e dal 2000 partecipa al RAN WG2 (procedure e protocolli radiodell’UMTS) del 3GPP.

Giorgio Fioretto opera in TIM da febbraio2000, ove si occupa della progettazione della reteGPRS e della sua evoluzione verso l’UMTS. Inprecedenza aveva operato in CSELT ove, dopouna lunga esperienza di ricerca e progettazione neisettori Commutazione e Rete, aveva assunto leresponsabilità dell’Unità organizzativa dedicata alcoordinamento delle attività di standardizzazionetecnica. È membro del Board ETSI, nel quale hala responsabilità di “Internet Strategy IssueManager”.

TCP Transmission Control ProtocolTDMA Time Division Multiple AccessTFI Temporary Flow IdentityTS Time SlotUDP User Datagram ProtocolUL Up LinkUMTS Universal Mobile Telecommunication

SystemUSF Uplink State FlagWAP Wireless Application Protocol

Sistemi

radiomobili cellulari

TIM si proietta verso l’UMTS: le sperimentazioni in campo


LUCA D’ANTONIO

GIOVANNI ROMANO

È da poco calato il sipario sulla gara UMTS; nasce ora l’esigenza di realizzare la retenel modo più efficiente, bilanciando convenientemente attese del mercato, qualità del ser-vizio e investimenti da parte degli operatori.L’UMTS presenta delle caratteristiche radio profondamente diverse rispetto ai sistemicorrentemente utilizzati da TIM in Italia (TACS e GSM), e non esistono d’altra parte inambito mondiale esperienze precedenti di reti UMTS attive; il primo Paese nel qualeverrà avviato il servizio UMTS sarà infatti il Giappone a partire dalla seconda metàdel 2001. In Italia il lancio commerciale è previsto oggi per l’inizio del 2002.In tale contesto d’innovazione è quanto mai opportuno approfondire con il necessarioanticipo la conoscenza sul comportamento del sistema, per analizzare le numerose e dif-ferenti problematiche legate alla diffusione in campo e per identificare preventivamente lepossibili soluzioni; basti citare l’approccio radicalmente diverso alla previsione dellacopertura cellulare UMTS rispetto a quello tradizionale GSM.TIM consapevole del ruolo che ricopre nello scenario internazionale, ha ancora una voltavoluto (o forse meglio dovuto) fare da apripista giocando d’anticipo rispetto ai tempi pre-visti in ambito mondiale di attivazione dell’UMTS: ancor prima dell’aggiudicazionedella licenza in Italia, ha infatti deciso di sperimentare sistemi UMTS di costruttoridiversi. Questa scelta, oltre a fornire vantaggi competitivi in termini di conoscenze deri-vanti dai risultati raccolti, ha contribuito in maniera rilevante allo sviluppo e al miglio-ramento delle prestazioni offerte in questa fase dal sistema.Nell’articolo sono descritte le prime sperimentazioni svolte da TIM e da TILAB con siste-mi Ericsson e NEC/Siemens, illustrandone finalità, metodologie di misura e principalirisultati acquisibili; l’esame di altre soluzioni è oggetto ora di valutazione.

1. Introduzione

La gara relativa all’assegnazione delle cinque licenzeUMTS, unitamente all’ampio e concitato dibattito chel’ha accompagnata, ha fatto definitivamente uscire dallaristretta cerchia dei comitati di standardizzazione ilsistema radiomobile di terza generazione, trasferendolonell’arco di pochi mesi dagli “oscuri” volumi delle speci-fiche tecniche alle “rutilanti” prime pagine dei giornali.

L’UMTS aveva in effetti già compiuto alcune“timide” apparizioni sulle pagine di quotidiani e perio-dici, e addirittura in un paio di trasmissioni televisive; inotiziari RAI, ad esempio, avevano parlato di “…unlaboratorio di ricerca sulle telecomunicazioni, nei pressidi Torino, dove il telefonino del futuro è già un realtà”.Si trattava naturalmente dello CSELT (oggi TILAB),

dove è stata avviata dal gennaio 1999 una sperimenta-zione congiunta UMTS tra TIM, CSELT ed Ericsson,che ha fornito risultati di particolare interesse sintetizzatiqui di seguito.

2. La sperimentazione con tecnologia Ericsson

Nell’ottobre del 1998 Ericsson - fornitore di TIMper la rete GSM dei sistemi di commutazione MSC(Mobile Switching Center) e insieme a Siemens degli appa-rati della rete di accesso BSS (Base Station Subsystem) -propose a TIM una sperimentazione in campo con l’im-piego di apparati W-CDMA (Wideband-Code DivisionMultiple Access), che fu prontamente accettata. I princi-pali elementi di interesse erano costituiti innanzituttodall’esame del compromesso tra copertura e capacità,particolarmente critico per i sistemi W-CDMA, e insecondo luogo dalla verifica dell’efficacia della tecnicadella macrodiversità - nella quale la comunicazione èinstaurata con due o più celle - che consente la transi-zione della connessione da una cella all’altra senzasoluzione di continuità (soft-handover)1. Data la novità

(1) Questi temi sono approfonditi nei due riquadri di pagina 106 e

108. Ulteriori informazioni sul sistema UMTS possono essere reperi-

te nel libro edito da CSELT [1] e nei due articoli pubblicati sul

numero di Ottobre 2000 del Notiziario Tecnico [2], [3].


D’Antonio - Romano • TIM si proietta verso l’UMTS: le sperimentazioni in campo

del sistema e la necessariaattività continuativa di speri-mentazione da parte di per-sonale con elevate compe-tenze tecniche, gli apparatisono stati installati a Torinopresso i laboratori delloCSELT. Il personale cheavrebbe poi lavorato sulsistema ha seguito un corsodi preparazione presso lasede Ericsson di Kista, inSvezia, al quale hanno fattoseguito altri due corsi diaggiornamento relativi allesuccessive versioni softwarerilasciate.

Gli apparati sono stati con-segnati a dicembre 1998, e unmese dopo il laboratorio spe-rimentale UMTS di Torinoera già operativo.

L’architettura del sistemaè rappresentata nella figura 1.

Il sistema sperimentalerisulta quindi costituito dadue stazioni radio (denomi-nate “Nodo B” nella termino-logia UMTS ed equivalentialle BTS - Base TransceiverStation - del GSM); un controllore delle funzionalitàdella rete radio, RNC (Radio Network Controller),paragonabile al BSC (Base Station Controller) delGSM, un MSC (Mobile Switching Center) e due termi-nali “mobili”. Questi ultimi in realtà sono realizzati a

partire da due nodi B, modificati attraverso l’inver-sione delle frequenze di trasmissione e ricezione(l’aggettivo mobile è decisamente benevolo, visto cheil volume dei terminali supera abbondantemente i100 litri!).

Servizi a pacchetto IP

MS-1BTS-1

BTS-2

RF links

UMTS test-bed (ES)

MS-2

MSCRNC

ATM OC3IP router

ISDN PRI

Fonia

Circuit services

Internet

PSTN / ISDN

Retecorporate TILAB

Figura 1 Architettura del sistema sperimentale.

IL SISTEMA UMTS

• Il sistema radiomobile di terza generazione UMTS, il cui lancio in Italia è previstonel 2002, presenterà alcune caratteristiche profondamente innovative rispetto agliattuali sistemi in campo. Si rende quindi necessario valutare con il dovuto anti-cipo il comportamento del sistema.

• A tale scopo, TIM ha avviato con il supporto dello CSELT due sperimentazioniUMTS, la prima dal gennaio 1999 in collaborazione con Ericsson, e la seconda dalgiugno 2000 con NEC/Siemens.

• Queste sperimentazioni hanno permesso di acquisire informazioni di rilievo, tra lequali di particolare interesse sono risultate le valutazioni di copertura radio (chehanno consentito di validare gli strumenti per la pianificazione cellulare) e di qua-lità dei servizi a elevata velocità di cifra.

• È stata inoltre verificata la realizzabilità e la fruibilità da parte dell’utente di appli-cazioni multimediali, quali la navigazione in Internet, lo streaming audio e video,la videotelefonia e la videoconferenza, tutte provate con diverse velocità di cifra,da 64 a 384 kbit/s.

• L’attività di TIM sull’UMTS continuerà nel corso di quest’anno con l’avvio delle primereti pilota UMTS conformi alle specifiche del 3GPP (3rd Generation PartnershipProject), per arrivare preparata all’appuntamento con il servizio commerciale.



A causa dell’immaturitàdello standard UMTS all’epocadella realizzazione del sistemasperimentale, l’interfaccia radiodi esso è in realtà rispondentealle specifiche del sistemaradiomobile di terza genera-zione giapponese, sviluppatedall’operatore NTT DoCoMo.

Le differenze rispetto aquanto poi definito in sede 3GPP(3rd Generation Partnership Project)- il comitato di standardizzazioneformato da Europa, Stati Uniti,Giappone e Corea per lo svi-luppo dell’UMTS, sono in realtàminime - e comunque non tali damodificare sensibilmente il comportamento delsistema, e quindi la valenza della sperimentazione.

Dopo una fase iniziale di messa a punto e di “tara-tura”, hanno avuto inizio le prove di laboratorio.

La configurazione del banco di misura è illustratanella figura 2.

La tratta radio è stata realizzata dalla connessionein cascata di un attenuatore variabile per riprodurregli effetti delle diverse lunghezze di tratta tra mobilee stazione radio e di un simulatore di fading per gene-rare gli affievolimenti tipicidel canale di propagazioneradiomobile. Le prove dilaboratorio hanno permesso dieliminare gli errori inevitabilidi programmazione presentisui primi rilasci software, inmodo da rendere sempre piùstabile e affidabile il sistema.

È stato quindi possibilemisurare le grandezze piùsignificative relative all’inter-faccia radio, con particolareriferimento ai valori di:• BER (Bit Error Ratio), che

è il tasso d’errore della tra-smissione numerica;

• potenza trasmessa;• sensibilità del ricevitore;• flusso informativo netto

garantito dal sistema (throughput);• ritardo da terminale a terminale.

A titolo d’esempio si riporta il throughput in fun-zione del livello di potenza ricevuta durante un’ope-razione di trasferimento di un file con dimensioni pariad 1,6 Mbyte.

Dai risultati riportati nella tabella 1 può essereosservato che il throughput peggiora al diminuiredella potenza ricevuta, a fronte delle successive ritra-smissioni dovute agli errori causati dalle condizionilimite di propagazione.

Nel giugno del 1999, terminata la fase di misuresu un banco radio, è stata realizzata la copertura all’in-terno (indoor) di un’area dei laboratori CSELT, utiliz-zando due antenne omnidirezionali installate a sof-fitto e un’antenna a pannello posta nel giardino pro-spiciente il laboratorio UMTS.

Per simulare la mobilità dell’utente, il terminale,visto l’ingombro di quello in prova, è stato connesso aun’antenna omnidirezionale tramite una matassa dicavo coassiale; le prove sono state poi ripetute spo-stando l’antenna all’interno dell’area di copertura erilevando le grandezze di interesse.

I livelli di campo e di rapporto C/I (Carrier toInterference) tra la potenza del segnale utile C e lapotenza complessiva dei segnali interferenti I cosìrilevati, sono illustrati nella figura 3.

+

Generatore d’interferenza UL

Generatore d’interferenza DL

TX

TX RX

RX

BTS Stazionemobile

Simulatore di fading

Simulatore di fading

Filtropassabanda

Filtropassabanda

Attenuatore

Attenuatore +

Figura 2 Configurazione del banco radio.

Potenza ricevuta(dBm)

Throughput medio dellostrato di trasporto (kbit/s)

Throughput medio dellostrato di data link (kbit/s)

-90

-91

-92

-93

-94

-95

-96

280,80

287,28

263,52

238,48

155,20

41,76

trasferimento fallito

289,4

293,1

275,3

249,2

164,3

46,8

trasferimento fallito

Tabella 1 Flusso informativo netto garantito dal sistema (throughput) in funzionedella potenza ricevuta.

Figura 3 Livelli di campo all’interno di edifici.



La campagna di misure indoor ha permesso anchedi valutare il guadagno in termini di rapportosegnale/disturbo (Eb/Io) e cioè del rapporto tra l’ener-gia per bit d’informazione e la densità spettrale diinterferenza, introdotto dalla tecnica di soft handover:sono state infatti effettuate misure di tasso d’errorecon una sola cella attiva o con entrambe le celle attive.I risultati ottenuti sono riportati nelle tabelle 2 e 3.

Gli esiti delle prove radio relative alla coperturaindoor sono stati successivamente presentati nel giu-gno 1999 in una tavola rotonda sui sistemi sperimen-tali UMTS, organizzata nell’ambito del 4th ACTSMobile Communications Summit a Sorrento.

Nel successivo mese di ottobre, i nodi B sono statitrasferiti dai laboratori dello CSELT nel centro diTorino, presso le sedi di Telecom Italia di viaMercantini 9 e di TIM di via Don Bosco 23, ove sonostati realizzati due siti radio, in grado di fornire lacopertura UMTS dell’area urbana circostante con cin-que celle.

È stato inoltre allestito un furgone per l’installa-zione del terminale mobile, equipaggiato anche con

una posta-z i o n e d imobile office(figura 4) perla verifica deip r i n c i p a l iservizi offertidal sistema,descritti nellaTabella 4.

Durantela campagnad i m i s u r ee f f e t t u a t anel centro di

Torino sono state valutate le prestazioni radio delsistema sperimentale, con particolare riferimento allacopertura, alle aree di handover, alle prestazioni delcontrollo di potenza e agli effetti dell’interferenza.

È stato così possibile acquisire indicazioni signifi-cative sul comportamento della tecnica W-CDMA inun ambiente reale e ad alta densità di urbanizzazione.

Le misure in campo hanno consentito di verificare

l’accuratezza degli strumenti di simulazione svilup-pati da CSELT per TIM, con i quali è stata calcolatauna previsione di copertura del centro città (figura 5),poi confrontata con i risultati forniti da misure su per-corsi di prova (figura 6); lo scostamento medio tramisura e stima è decisamente soddisfacente (circa2 dB), valore che rientra nella fascia di incertezzadella scala di colori della simulazione (5 dB) e nell’in-certezza intrinseca delle misure in campo.

Questa campagna di misure, oltre a validare glistrumenti di pianificazione cellulare, ha anche per-messo di identificare una potenziale criticità, giàsegnalata a livello teorico: poiché il segnale radio puòessere ricevuto con livelli di potenza significativianche a grande distanza dal sito (punti di misura 46,47 e 48 della figura 6), nonostante la copertura radionon sia continua (la cella teorica termina nei punti dimisura 43, 44, 52 e 60 della figura 6), si può determi-nare negli ambienti di propagazione reali una sorta di“salto di cella” indesiderato.

Per meglio caratterizzare il soft handover, sonostate effettuate misure delle aree di handover in fun-zione dei parametri di rete (soglie di add e di del,chiarite nel riquadro di pagina 108), che hanno con-sentito di verificare la variazione prevista dell’area di“sovrapposizione” delle celle in funzione dei parame-tri di handover (figura 7); questa caratteristica dovràessere attentamente considerata ai fini di una correttaprogettazione della rete cellulare.

Durante le prove in campo ha avuto luogo ladimostrazione di varie applicazioni, valutate qualitati-vamente e quantitativamente in funzione dei para-metri radio. La figura 8 (pagina 106) riporta unavisualizzazione sullo schermo del PC situato in labo-ratorio (lato fisso della comunicazione) durante unachiamata in videotelefonia; nella stessa figura pos-sono essere osservate la banda occupata dall’applica-tivo di videotelefonia (circa 350 kbit/s per il segnalevideo e 16 kbit/s per la voce) e, nel riquadro piccolo,l’immagine dei due colleghi seduti nel furgoneUMTS con cui si sta videocomunicando.

Un’altra peculiarità del sistema riguarda la possi-bilità di usufruire di più servizi contemporaneamente;nella medesima figura è infatti visibile un riquadro coni dati relativi a un’operazione di supervisione (ping) delterminale mobile, che, inviando con una certa cadenzabrevi pacchetti d’informazione, consente di misurare ilritardo di trasferimento dei dati.

Eb/I0 (dB) BER

>6

3 - 4

1 - 2

0

Å10-2

Å10-1

Tabella 2 Tasso d’errore (BER) infunzione del rapportosegnale/disturbo (Eb/Io)con una sola cella attiva.

Cella 1Eb/I0 (dB)

Cella 2Eb/I0 (dB) BER

6

4

3

3

2

3

2

1

3

4

2

1

2

-5

-5

-5

0

0

0

<10-6

<10-5

5´10-5

5´10-3

2´10-2

Tabella 3 Tasso d’errore (BER) in funzione del rapportosegnale/disturbo (Eb/Io) durante softer handover.

Tipo di chiamata Servizi offerti

Da mobile a fisso

Da mobile a mobile

Fonia a 8 kbit/s

Dati a circuito a 64, 128 e 384 kbit/s

Dati a pacchetto fino a 472,6 kbit/s

Fonia a 8 kbit/s

Dati a circuito a 64, 128 e 384 kbit/s

Tabella 4 Servizi portanti disponibili nel sistema speri-mentale della Ericsson.


In parallelo all’attività tecnica di sperimentazione,è stata svolta una campagna di comunicazione verso imass media, sia attraverso comunicati stampa, siainvitando alle dimostrazioni giornalisti di varie testate(La Repubblica, Il Sole 24 Ore, Il Corriere della Sera,La Stampa, Panorama) e programmi televisivi (TG1,TG3, Superquark, Mediamente, La Macchina delTempo), ribadendo i connotati di innovazione tecno-logica che caratterizzano TIM, CSELT e il gruppoTelecom Italia.

3. La sperimentazione con tecnologia NEC/Siemens

Da giugno del 2000, TIM sta sperimentando aRoma un altro sistema W-CDMA, realizzato in colla-borazione con NEC/ Siemens e ancora con l’ausiliotecnico dello CSELT. NEC e Siemens hanno infatticostituito una joint venture per lo sviluppo e la pro-duzione di apparati di rete UMTS, e all’inizio del2000 hanno proposto a TIM di installare un sistemadi prova, anch’esso rispondente alle specifiche NTTDoCoMo del 1998.

Siemens, come già accennato, è uno dei due forni-tori TIM per gli apparati della rete di accesso GSM;NEC è tra i principali fornitori sia per la rete sia per iterminali dell’operatore giapponese NTT DoCoMo,

Figura 4 Automezzo attrezzato per le misure UMTS.

Figura 5 Previsioni di copertura elettromagnetica effet-tuate con il programma TIMPLAN UMTS.

Figura 6 Copertura elettromagnetica verificata incampo.

Figura 7 Aree di handover misurate in funzione deiparametri di rete (soglie di “add” e di “del”).

Le linee riportate sulla planimetria rappresentano i

percorsi nei quali il mobile risulta in handover.


CHIAMATA STABILE PERCORSO CON CHIAMATA STABILE

FUORI COPERTURA



che attiverà il servizio UMTS a partire dal secondotrimestre del 2001.

Il sistema sperimentale UMTS è stato collocato aRoma presso la sede TIM di Via Faustiniana, dovesono stati realizzati due siti, ciascuno costituito dadue celle, nell’area industriale della Tiburtina. Anchein questo caso il sistema in prova era costituito da duestazioni radio, un controllore della rete d’accesso e gliapparati di connessione alla rete fissa; l’impianto èmostrato in figura 9

Nel sistema sperimentale NEC/Siemens sono uti-lizzati due tipi di terminali mobili: un terminale tra-sportabile (circa 20 litri di volume) in grado di gestirechiamate foniche e connessioni dati - a commuta-zione di circuito e di pacchetto, con velocità massimadi 384 kbit/s - e un terminale palmare, all’incircadelle dimensioni di un mobile GSM, in grado diinstaurare solo chiamate vocali, e che rappresenta ilprimo prototipo di telefonino UMTS funzionante e

provato in campo; una sintesi dei servizi portantidisponibili è indicato in tabella 5.

La sequenza delle attività di prova è stata simile aquanto già realizzato a Torino per la sperimentazionecon Ericsson: inizialmente sono state eseguite leprove in laboratorio per la verifica del corretto funzio-namento del sistema: instaurazione di chiamate foni-che e dati, misura del rapporto segnale/rumore e delcorrispondente tasso d’errore, relazione tra il tasso ela qualità delle connessioni.

Si è passati poi alla verifica in campo, con l’attiva-zione delle quattro celle e la ripetizione delle misuresu percorsi di prova effettuati nell’area dellaTiburtina e sul Grande Raccordo Anulare di Romacon un furgone attrezzato, allestito dallo CSELT(figura 10).

Il primo parametro misurato è stato il livello delsegnale ricevuto dal terminale mobile RSSI (ReceivedSignal Strength Indicator), che fornisce informazioni

Figura 8 Esempio di videoconferenza.

Figura 9 Test plant UMTS in via Faustiniana.

COMPROMESSO TRA COPERTURA E CAPACITÀ: IL “RESPIRO” DELLA CELLA

Nel CDMA il raggio di copertura di una cella è legato strettamente e in modo inversa-mente proporzionale al numero di utenti presenti nella stessa cella. Questo legameha la sua giustificazione nella necessità del sistema dimantenere il rapporto segnale/disturbo C/I (Carrier toInterference) al livello desiderato ([C/I] target) in con-dizioni di interferenza crescente. Il C/I è grosso modoinversamente proporzionale al numero N di utenti pre-senti nella cella: C/IÅ1/N. All’aumentare del numero dimobili collegati N’ = N + X, aumenta di pari passo illivello di interferenza alla stazione radio C/I’Å1/(N + X)< C/Itarget; per garantire quindi il [C/I]target, è neces-sario aumentare il livello di potenza utile ricevuta (C).Una volta raggiunto il livello massimo di potenza daparte del terminale mobile l’unica soluzione per aumen-tare la potenza utile ricevuta è “avvicinare” il terminalemobile alla stazione radio base. Di conseguenza, questo secondo provvedimentocomporta la riduzione del raggio di cella. Questo fenomeno è conosciuto in lettera-tura con il nome di respirazione della cella (cell breathing).

N'= N + X

N

NX

==

n¡ utenti presenti nella cella aumento del n¡ utenti collegati

sulla copertura radio e che può essere utilizzato per ilconfronto con i valori prodotti dalle simulazioni. Si èsuccessivamente passati alla misura di qualità delleconnessioni rilevando il BER. In particolare, i valoridi BER, misurati a distanze progressive dalla stazione

radio, permettono di individuare la copertura effet-tiva per ciascun servizio portante: una volta definita laqualità del collegamento in termini di BER, lapotenza necessaria lato ricevitore per la corretta deco-difica del segnale cresce infatti all’aumentare delritmo binario. In corrispondenza di una prefissata

potenza in trasmissione la massima distanza tra termi-nale mobile e nodo B compatibile con i requisiti di

qualità del collegamento deve quindi diminuire conl’incremento del ritmo binario.

I valori del raggio di cella così individuati sonoriportati nella tabella 6.

Durante i percorsi di prova è stata riscontrata unabuona qualità soggettiva sia per il video sia per la voce,senza apprezzabili degradazioni rispetto ai servizi equi-



Figura 10 Automezzo attrezzato per le prove.

Tipo di chiamata Servizi offerti

Da mobile a fisso

Da mobile a mobile

Voce a 8,8 kbit/s

Dati a circuito a 64 e 384 kbit/s

Dati a pacchetto a 64 e 384 kbit/s

Fonia a 8,8 kbit/s

Dati a circuito a 64 e 384 kbit/s

Tabella 5 Servizi portanti disponibili nel sistema speri-mentale NEC/Siemens.

Tipo di servizio Bit-rate (kbit/s) Raggio di cella (m)

Voce

Videotelefonia

Videoconferenza

8,8

64

384

2500 - 3000

1200 - 1500

200 - 300

Tabella 6 Raggio della cella in funzione del tipo di servi-zio nel sistema sperimentale NEC/Siemens.

Figura 11 Grafico del RSSI (Received Signal StrengthIndicator) ricevuto dal mobile. (in rosso: 0 dBmV< RSSI < 10 dBmV; in giallo: RSSI < 0 dBmV) .

Figura 12 BER (Bit Error Ratio) del servizio voce a 8,8 kbit/s.(in blu: BER < 10-8, in verde BER 10-8 ¸ 10-5; inrosso: BER 10-5 ¸ 10-2, in giallo BER > 10-2).

Figura 13 BER del servizio di videotelefonia a 64 kbit/s:in blu: BER < 10-8, in verde BER 10-8 ¸ 10-5

in rosso: BER 10-5 ¸ 10-2, in giallo BER > 10-2.



valenti trasmessi sulla rete fissa. Anche in prossimitàdel limite di copertura la qualità si è mantenuta a unlivello più che accettabile, come può essere osservatodal confronto della figura 11 che mostra il livello disegnale misurato attraverso il parametro RSSI (ReceivedSignal Strength Indicator) e le figure 12 e 13 (pagina pre-cedente) che mostrano rispettivamente i valori di BER

misurati per il ser-vizio voce a 8,8kbit/s e il serviziodi videotelefoniaa 64 kbit/s.

A conclusionedelle prove sonostate svolte alcuned i m o s t r a z i o n i(figure 14 e 15),dapprima rivolteal managementTIM e successiva-mente a due quo-tidiani (Corrieredella Sera e ItaliaOggi), e a una rivi-sta (il Telefono).Ulteriori eventihanno poi visto la

partecipazione dell’Istituto Superiore del Ministerodelle Comunicazioni e del Dipartimento di Ingegneriadelle Telecomunicazioni dell’Università di Roma “TorVergata”.

La sperimentazione UMTS proseguirà con larealizzazione nella prima metà del 2001 di una retepilota completa a specifiche 3GPP Release ’99. Inquesta fase sarà coperta l’area urbana di Padova, conl’installazione di circa venti nodi B, di un RNC,degli apparati di commutazione e dei sistemi diesercizio e manutenzione (O&M). Tutti gli elementi

MACRODIVERSITÀ, SOFT HANDOVER

Nel CDMA la stessa frequenza di portante è utilizzata in tutte le celle di uno stessolivello gerarchico di copertura. Di conseguenza, quando il mobile si sposta da unacella ad una adiacente non effettua un cambio di frequenza, ma solo un cambio delcodice CDMA [2].

Questo permette di realizzare una nuova tecnica di handover, denominata soft han-dover: essa prevede che durante il passaggio da una cella all’altra la comunicazionenon sia mai interrotta; il mobile infatti instaura una comunicazione simultanea-mente con le due celle e la mantiene fino a quando il livello di potenza ricevutadalla cella originaria non scende sotto una certa soglia; la comunicazione continuapoi solamente con la cella di destinazione.

Più specificamente, la procedura è questa: il terminale mobile effettua misure sullapotenza del segnale ricevuto dalle celle confinanti con quella con cui sta comuni-cando. Quando il segnale di una (o più) delle celle adiacenti risulta essere ricevutocon un livello superiore a un valore minimo (soglia di add), la rete informa ilmobile che la nuova cella deve essere inserita tra quelle “attive” (active set) con lequali si può instaurare la comunicazione. A questo punto, pur continuando a man-tenere la connessione con la “vecchia” cella, il terminale instaura una nuova connes-sione con la nuova cella sulla quale la rete ha provveduto a rendere disponibile “inparallelo” la stessa informazione. Questo procedimento può essere esteso a ulterioricelle, anche se in pratica la scelta sistemistica si limita a tre celle. Durante questafase, in base a un parametro di configurazione della rete, il mobile può quindi tro-varsi simultaneamente in connessione con due o più stazioni radio base. Una con-nessione è abbandonata quando il segnale ricevuto è minore di un valore minimo(soglia di del).

Si noti che in letteratura si trovano due definizioni: soft e soft handover: la prima siriferisce al caso di handover tra due celle appartenenti a due siti diversi; la secondasi riferisce all’handover tra celle appartenenti allo stesso sito.

Figura 14 Attilio Achler, responsa-bile della Rete TIM, effet-tua una chiamata UMTS.

Figura 15 Esempio di videoconferenza mostrato a visitatori qualificati.



di rete saranno conformi alle specifiche 3GPPRelease ‘99; la sperimentazione di Padova costituiràquindi la prima occasione per verificare in campo ilfunzionamento del sistema UMTS in una versioneassai vicina a quella commerciale, prevista per iprimi mesi dell’anno prossimo. Grazie alla disponi-bilità di un numero consistente di terminali UMTSper l’utenza amica, le prove in campo di Padova rap-presentano anche la migliore opportunità per accer-tare l’effettivo comportamento del sistema in condi-zioni di carico elevato.

4. Conclusioni

Il sistema radiomobile di terza generazioneUMTS presenta alcune incertezze che riguardanosia il comportamento in campo di un’interfacciaradio profondamente innovativa rispetto a quelleoggi utilizzate, sia la coesistenza di servizi con ritmibinari e con prestazioni molto diverse tra loro.

Le sperimentazioni condotte da TIM, con ilsupporto significativo dello CSELT, hanno consen-

tito di acquisire una maggiore conoscenza nel fun-zionamento del sistema e di svolgere alcune verifi-che preliminari sui sistemi che la Ericsson e laNEC/Siemens stanno predisponendo per l’UMTS.Le conoscenze raccolte hanno consentito sia di for-nire ritorni molto utili alle Società manifatturiere,sia di inquadrare alcune problematiche che sidovranno affrontare nella pianificazione e realizza-zione della rete UMTS, tra cui la messa a puntodegli strumenti di previsione di copertura cellulare.

I numerosi risultati emersi da queste sperimen-tazioni aiutano a delineare la via in uno dei nume-rosi percorsi di sviluppo verso l’innovazione delGruppo Telecom Italia.

Gli autori desiderano sottolineare il prezioso aiutofornito da Paolo Semenzato, responsabile del settoreTecnologie e Industrializzazione di TIM, nella fase diimpostazione e di revisione del presente articolo.

[1] Muratore, F.: Le comunicazioni mobili del futuro- UMTS: il nuovo sistema del 2001. CSELTUTET – ISBN 88-85404-25-1.

[2] Porzio Giusto, P.; Vatalaro, F.: Accesso multiplo adivisione di codice per sistemi radiomobili cellularidi t erza generazione . “Notiziario TecnicoTelecom Italia”, Anno 9, n. 2, ottobre 2000,pp. 47-61.

[3] Mazzenga, F.; Napolitano, A.; Porzio Giusto,P.; Vatalaro, F.: Lo standard UMTS per le comu-nicazioni ce l lulari di t erza generazione .“Notiziario Tecnico Telecom Italia”, Anno 9,n. 2, ottobre 2000, pp. 62-75.

3GPP 3rd Generation Partnership ProjectACTS Advanced Communications

Technologies and ServicesBER Bit Error RatioBSC Base Station ControllerBSS Base Station SubsystemBTS Base Transceiver StationDL Down-LinkGSM Global System for Mobile

CommunicationsMSC Mobile Switching CenterO&M Operation and MaintenanceRNC Radio Network ControllerRSSI Received Signal Strength IndicatorTACS Total Access Communications SystemUL Up-LinkUMTS Universal Mobile

Telecommunications SystemW-CDMA Wideband-Code Division Multiple

Access

Giovanni Romano si è laureato in ingegneriaelettronica presso il Politecnico di Torino nel1990. Dal 1992 lavora in CSELT, dove si èoccupato dello sviluppo di strumenti disimulazione delle prestazioni di livello fisico disistemi radio mobili e dell’analisi di tecniched’accesso radio, in particolare quella CDMA. Findal 1996 segue le attività di specifica tecnica deisistemi mobili di terza generazione in ambitoITU-R TG8/1 ed ETSI/3GPP. È responsabilelato CSELT del progetto “Il sistema UMTS”, la

cui attività è focalizzata sugli aspetti di standardizzazione, valutazionedelle prestazioni di sistema e sperimentazioni in campo. GiovanniRomano è autore di numerosi articoli presentati a conferenzeinternazionali e del capitolo 3 “Accesso radio” del libro “Lecomunicazioni mobili del futuro - UMTS: il nuovo sistema del 2001”.

Luca D’Antonio si è laureato nel 1995 inIngegneria Elettronica presso l’Università degliStudi di Roma “Tor Vergata”. Dal gennaio 1996lavora in TIM, nel settore Tecnologie eIndustrializzazione della linea Sviluppo SistemiRadio, ove si occupa di analisi delle tecniche edelle tecnologie per la rete di accesso radio GSMe della sua evoluzione verso i sistemi di terzagenerazione. Partecipa come delegato di TIM alcomitato tecnico per lo sviluppo delle specifichedell’interfaccia radio dell’UMTS RAN - Radio

Access Network del consorzio 3GPP, e all’IMT-2000 Steering Groupdella GSM Association. È il referente lato TIM del progetto di ricerca“Il sistema UMTS”, nel quale si analizzano le prestazioni del sistemae le problematiche relative all’inserimento in rete; è inoltre ilcoordinatore delle sperimentazioni UMTS in campo.


Conferenze

L’EDIZIONE 2000 DELL’ISSLS ERA DEDICATA

ALL’EVOLUZIONE DELL’ACCESSO NELL’OTTICA

DELLA LARGA BANDA, COME “PONTE” VERSO UN

MONDO DI SERVIZI BASATI SUL PROTOCOLLO IP,CHE SVOLGERÀ UN

RUOLO CENTRALE

A L L’ I N T E R N O

DELLE NUOVE

RETI DATI E

DELLE TELECO-MUNICAZIONI.LE PRINCIPALI

C O N C L U S I O N I

HANNO MESSO IN

LUCE COME L’AC-CESSO SIA ANCORA

SENSIBILMENTE

CARATTERIZZATO

DAL FATTORE

“COSTO”, E COME,AL MOMENTO, IL

RAME RAPPRE-SENTI ANCORA IL

MEZZO A MINOR COSTO.I SERVIZI SI SEPARERANNO SEMPRE PIÙ NETTA-MENTE DALL’ACCESSO E SARÀ FRA BREVE COL-MATA LA TRADIZIONALE FORBICE FRA IL TRAF-FICO UPSTREAM E QUELLO DOWNSTREAM.GRANDI OPPORTUNITÀ DI BUSINESS SI APRONO

NELL’OFFERTA DI SERVIZI ALL’INGROSSO (WHOLE-SALE), MA NON ESISTONO SOLUZIONI CHE PER-METTONO DI FAR PREVALERE LA SCELTA TRA

L’ATM E UNA NUOVA EVOLUZIONE DELL’IP SU

DWDM.

1. Dal provider all’assistente personale

Nell’immediato futuro si passerà sempre piùrapidamente a una offerta di una molteplicitàdi servizi, il cui successo è legato ai bisogni ealle attese dei clienti.La tecnologia darà il ritmo dell’innovazione edello sviluppo e potrà trasformarsi in unenorme vantaggio competitivo, in termini dicosto, quando usata in modo efficiente.Il cliente potrà “personalizzare” e “virtualiz-zare” i servizi, potrà creare, in altre parole, unprofilo indipendente dall’accesso e costituitoda prestazioni veicolate da fornitori diversidisaggregando il legame oggi esistente tra reted’accesso e servizi IP forniti.Si punterà a fornire un servizio senza soluzionidi continuità (seamless mobility), e cioè alla pos-sibilità di fornire servizi al cliente finale inmodo assolutamente trasparente rispetto allasua posizione.Un esempio è rappresentato dallo sviluppo di reti conaccesso a larga banda da mobile verso IP: nel nuovoscenario non sarà più possibile associare stabilmenteuna porta d’accesso a un cliente. Sarà necessarioidentificare dinamicamente i servizi (di trasporto, ad

esempio per questi lalarghezza di banda ea valore aggiunto)associati a un clientee abilitarli sulla con-nessione di rete nelmomento in cui ini-zia la sessione.Il Simposio haposto l’accentosulla necessità dispostare l’intelli-genza di rete versola periferia, addirit-tura verso i termi-nali di utente.Questa esigenzanasce, oltre chedal crescente

numero di nodi e di servizi da gestire, dal van-taggio competitivo che fornisce la personaliz-zazione dei servizi e la loro fruibilità in qual-siasi luogo il cliente accede alla rete.Le funzioni di autenticazione, autorizzazione eaccounting potrebbero proficuamente esserespostate presso i terminali di utente, ren-dendo i dispositivi indipendenti dalla rete diaccesso e permettendo di effettuare il roaminga livello globale.Con questo approccio i meccanismi di sicurezza

Francesco Di Ciaccio, Lucia Marchisio

Access fit for all services-crossing the

bridges to an IP-dominated world

Alcune riflessioni a valle del XIIIth InternationalSymposium on Services and Local accesS (ISSLS)Stoccolma, 18 - 23 giugno, 2000

Un’immagine diStoccolma, sededell’ultimo ISSLS.


Conferenze

devono naturalmente essere notevolmenterinforzati, ma vengono in aiuto le tecniche dicifratura e di autenticazione che hanno com-piuti in questi ultimi tempi molti passi inavanti.Potranno essere utilizzati i PDA (Personal DigitalAssistant) come nodi attivi della rete di teleco-municazioni: il cliente potrebbe connettersi allarete da un qualsiasi punto e, tramite il proprioPDA, farsi riconoscere e avere tutti i servizi cheha sottoscritti, tra i quali ad esempio un’effet-tiva number portability.Saranno impiegati agenti software mobili eintelligenti (codice inviato nei nodi per eseguirein modo autonomo alcune funzioni), che - ope-rando come semplici sistemi esperti con autoap-prendimento - riusciranno a predire l’anda-mento del volume del traffico in modo da adat-tare in anticipo la configurazione della rete. Idiversi agenti dovrebbero specializzarsi per fun-zione e scambiarsi informazioni in modo da otti-mizzare le previsioni sui volumi suddetti.Tutto dipende dall’interesse che rivestirà la tec-nica degli agenti mobili, di cui si stanno occu-pando ora i consorzi OMG (Object ManagementGroup) e FIPA (Foundation for Intelligent PhysicalAgents).Per favorire la crescita del traffico Internet e ilmiglioramento del rapporto tra costi e presta-zioni degli apparati per reti dati, si va manife-stando un grande interesse a trasportare ilsegnale fonico su una rete radicata nell’industriadei dati; alte integrazioni verso la video telefo-nia, la connettività numerica a Internet, il telela-voro e le partnership aziendali usando tunnelcriptati, ad esempio con soluzioni VPN (VirtualPrivate Network). È anche possibile far conver-gere verso un’unica soluzione due reti locali, unaper la fonia e l’altra per i servizi dati (ad esempioposta elettronica o video conferenza). In questocaso, è necessario dare priorità alla fonia su IP inuna rete a pacchetti.Nella nuova generazione di servizi sarannocoinvolti differenti componenti di rete: diversitipi di accesso (ADSL, ISDN) interconnessiattraverso una rete ad alta velocità basata su IP,diversi server anch’essi ad alta velocità, con ivideo server localizzati quanto più possibile inprossimità del cliente finale per minimizzare iltraffico video che attraversa la rete, i call centerIP e il centro di amministrazione, gestione eesercizio della rete.Per colmare il divario esistente tra la telefoniasu Internet e le reti di telecomunicazione tra-dizionali, si cercano sinergie potenziali tra ledue reti che sono tese ad offrire al cliente

finale la gamma più vasta di servizi telefoniciche comprende sia quelli offerti tradizional-mente dalla telefonia sia quelli sviluppati direcente per Internet.I nuovi protocolli possono interconnettereentità della rete SIP (Session InitiationProtocol), ad esempio un Proxy Server conentità della rete intelligente IN (IntelligentNetwork) o di quella WIN (Wireless IntelligentNetwork) ad esempio un SCP (Service ControlProtocol).

2. Dal modem al residential Gateway

Nel futuro è previsto un incremento sensibiledella richiesta di banda da parte dei clienti: unsingolo utente residenziale potrebbe infattianche chiedere una capacità superiore a quellanecessaria oggi per la clientela affari (più di100Mbit/s). La tecnologia Ethernet sta avendoun elevato sviluppo nelle prestazioni epotrebbe diventare una soluzione in grado disoddisfare queste nuove richieste.L’ampia disponibilità di banda bidirezionale,che sarà disponibile all’utenza finale nei pros-simi anni a prezzi ragionevoli, dovrebbe com-portare un forte sviluppo e la diffusione di tec-nologie in campi quali quelli del personal com-puting, dei formati numerici audio e video,della domotica (home automation), del ricono-scimento vocale. Le internet appliances” rap-presentano primi esempi di questa nuova tec-nologia, che sfrutta la diffusione del Webpresso una clientela residenziale. La possibilitàdi far interagire, in modo efficace, la retedomestica dei clienti - molto evoluta per correrdietro a tutte le novità tecnologiche e applica-tive del mercato - e l’Internet si realizzerà tra-mite l’utilizzo dei cosiddetti residential gateway.Un grande sforzo a livello di normativa inter-nazionale (ad esempio da parte dell’ISO edell’IEC), e di Consorzi internazionali diproduttori (ad esempio Bluetooth, VESA,IETF) è oggi in corso per standardizzare ilpiù possibile le modalità di comunicazioneall’interno della rete domestica e tra la retedomestica e la rete di accesso. Il residentialgateway costituisce in questo contesto unpunto naturale di mediazione per svolgere leoperazioni di: configurazione dei sistemi,indirizzamento, monitoraggio della rete, indi-viduazione dei guasti, raccolta di informa-zioni a supporto della fatturazione e dellefunzioni legate alla sicurezza.Un fattore di discontinuità potenzialmente deci-


Conferenze

sivo nell’ambito dell’Home Networking è rappre-sentato dalla tecnologia Bluetooth, indirizzata altrasferimento wireless a breve e medio raggio (10-100 m) di voce e dati tra apparecchi elettronicidiversi, inclusi piccoli apparecchi portatili. L’iniziativa, intrapresa da un insieme di circamille imprese tra le quali alcune di assolutorilievo mondiale (3COM, Ericsson, IBM, Intel,Lucent, Microsoft, Motorola, Nokia, Toshiba),prevede che in brevissimo tempo Bluetooth diventiuno standard de facto sia in ambito domestico siabusiness, attraverso una diffusione capillare inquasi ogni tipo di dispositivo elettronico di nuovagenerazione: dai computer ai telefoni cellulari;dai giocattoli ai frigoriferi, alle lavastoviglie ealle lavatrici. La realizzazione di questa inter-faccia su circuiti CMOS (single chip) ne amplificala possibilità di diffusione e ne ottimizza le carat-teristiche di economia di esercizio e di costo.Una soluzione complementare a Bluetoothper l’accesso radio a larga banda è rappresen-tato dallo standard ETSI HyperLAN/2, cheopera a corto raggio nella banda dei 5 GHz.Questo standard assi-cura una velocità dicifra (fino a 54 Mbit/s)molto più elevato diBluetooth e consente dicoprire zone a elevatadensità di terminazioneche richiedono altecapacità e throughput.

3. Qualità delservizio

Il protocollo IP svolgeun ruolo centrale all’in-terno della concezionedelle nuove reti dati e ditelecomunicazioni.L’applicazione idealeper le reti metropolitanesembra essere l’IP inse-rito direttamente sullo strato ottico DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) oSONET/SDH. In alternativa, l’architettura diaccesso per realizzare un insieme completo diservizi con alta qualità del servizio può esserebasato su ATM, e in particolare su ATM-PON.Tutti i servizi IP sarebbero trasportati sullostrato ATM, la cui presenza è ritenuta indi-spensabile per mantenere i livelli di qualitàdesiderati.Il problema di far interagire in modo proficuo

le LAN con la rete di accesso ATM attraversola tecnologia SDSL (Single-line DigitalSubscriber Line) può essere affrontato con unasoluzione da attuare in due passi successivi: ilprimo, di breve termine, include l’introdu-zione di sistemi per il controllo del traffico alivello del modem SDSL presso l’utenza finale;il secondo passo, a più lungo termine, prevedeuna convergenza tra la qualità di servizio di IPe quella di ATM.

4. Accesso: dal rame alla fibra passandodal mobile

La rete della prossima generazione sarà caratte-rizzata dalla fornitura di servizi su una rete diaccesso integrata che consentirà applicazioni divoce, dati e video. Gli elementi della rete diaccesso sono costruiti in modo modulare eaperto per fornire rispettivamente servizi aclienti finali residenziali, a SOHO (Small OfficeHome Office), a piccole, medie e grandi imprese.

La fornitura dei servizi alarga banda dovrebbeassecondare la crescitadell’impiego della retedi accesso. Nel caso dioperatori incumbent chepossono contare su unelevata penetrazione delmercato, la strategia piùconveniente è quella dinon rimandare la forni-tura di servizi che pos-sono essere svolti con larete esistente. La strate-gia di diffusione di ser-vizi più avanzati, cherichiedono portantiottici nell’accesso,dipende sensibilmentedall’evoluzione dellapenetrazione di questiservizi innovativi e dalla

quota di mercato acquisita. In uno scenario di fornitura di servizi a largabanda da parte di un operatore incumbent inpresenza di un’elevata concorrenza, gli indicieconomici sono influenzati maggiormente dal-l’incertezza sulle tariffe piuttosto che dallapenetrazione dei singoli servizi; l’incertezzasul valore della quota di mercato causa poieffetti maggiori di una pari incertezza sullapenetrazione dei servizi.Le opportunità di business derivanti dall’im-

Contatoreelettrico

Termostati

Home server Terminaledi rete

Stampanti Terminalemobile

PC

alla retetelefonica

e IP

Webcam eTV a circuito chiuso

Elettrodomestici

Retedi accesso

Retedomestica

Terminali gestitidalla domotica.


Conferenze

piego della rete d’accesso dipendono anzituttodall’identificazione del punto di massima conve-nienza nella gestione delle richieste di servizi fracosti di predisposizione pro-attiva e reattiva; ederivano in secondo luogo dal campo del pro-fitto legato agli interventi sulla rete d’accessoper rispondere alla domanda di servizi a largabanda, sia dal punto di vista del tasso di penetra-zione sia dall’obiettivo di prezzo del servizio.Si presenta una nuova opportunità per gli ope-ratori dominanti; recuperare gli introiti persisul segmento di vendita al dettaglio (retail) conl’ingresso di nuovi operatori, grazie a oppor-tune e mirate offerte di tipo all’ingrosso (whole-sale), mediante lo sviluppo di “prodotti” alivello di rete con interfacce aperte, che con-sentano l’accesso a più attori nella catena delvalore dei servizi.

4.1 L’accesso su rame

La tecnologia SDSL (Single-line Digital SubscriberLine) può essere utilizzata per fornire a clienti -individuati tra la piccola e la media impresa - ser-vizi di fonia (sia su IP o ATM sia TDM) insiemea servizi a larga banda. L’SDSL è anche propo-sto come mezzo per la fornitura, a costi competi-tivi, di in-house applications come per esempio in-house LAN anche in combinazione con accessiWireless LAN.La convergenza della deregolamentazione edella diffusione capillare del protocollo IP starendendo possibile la segmentazione orizzon-tale del mercato delle telecomunicazioni.I temi dell’ULL (Unbundling Local Loop) pon-gono in luce la delicatezza delle problemati-che introdotte dal coutilizzo delle infrastrut-ture di accesso. In particolare da più parti sonostati sottolineati i problemi legati alla gestionedella banda, all’affidabilità assai prossimadelle linee fornite in unbundling (per i servizidi emergenza è necessaria un’affidabilità pros-sima al 100 per cento) e i problemi gestionaliin genere. La necessità di realizzare servizi alarga banda (ad esempio tramite xDSL) sulleinfrastrutture condivise rende necessario defi-nire e rispettare regole di ingresso e di coabi-tazione tra gli operatori, quali ad esempioprincipi di assenza di favoritismi (first-come-first-served) e di soglie di riempimento di cavicon parametri dipendenti dal tipo di servizio(ad esempio POTS nei riguardi di ISDN e diISDN a sua volta nei riguardi di ADSL).Le caratteristiche della rete in rame sollevanoalcuni interrogativi di rilievo sull’impatto delleprestazioni dei sistemi xDSL quali, ad esempio:

• l’effetto del rumore impulsivo sulle presta-zioni dei sistemi ADSL;

• i contributi di diafonia provenienti da uno opiù sistemi disturbanti nello stesso settoredi cavo;

• le problematiche legate all’introduzione dinuovi servizi a larga banda, simmetrici oasimmetrici, che impiegano l’attuale rete didistribuzione in rame.

4.2 L’accesso Wireless

Nell’evoluzione verso nuovi servizi wireless inun mondo IP, esistono diversi modelli d’ac-cesso ai servizi Internet, basati sull’analisidelle differenti funzioni che possono esseresvolti nelle diverse entità di business nelmondo IP. Nei tre modelli d’accesso indivi-duati, gli operatori mobili possono assumere oil ruolo di fornitore del solo accesso locale,LAP (Local Access Provider), o quello sia dell’ac-cesso locale sia della rete di accesso a InternetIANP (Internet Access Network Provider); ovveroi ruoli combinati di LAP, di IANP e di forni-tore del contratto per l’accesso a Internet,IASP (Internet Access Subscription Provider). Leinterazioni con entità esterne - che possonoassumere diversi ruoli funzionali - porta aidentificare requisiti specifici della rete mobileper svolgere questi tre modelli di accesso aInternet. I due sistemi emergenti di accessomobile a pacchetto sono il GPRS (GeneralPacket Radio Service) e il cdma2000 (che èun’evoluzione del sistema nordamericanoCDMA).Entrambi i sistemi permettono i tre modellid’accesso al servizio Internet. Gli operatorimobili, grazie alla flessibilità offerta dai duesistemi, potranno estendere il servizio dati apacchetto non solo ai clienti finali ma anche adaltri soggetti di business che intendano offrireservizi di accesso a Internet.I possibili impieghi del BWA (BroadbandWireless Access) basato su IP, si stanno diffon-dendo quasi dappertutto grazie all’utilizzodella parte bassa dello spettro a microonde(2,4-3,5 GHz): questo intervallo di frequenzerichiede infatti componenti di minor costo edè meno sensibile ai degradamenti legati agliagenti atmosferici avversi.Per quanto riguarda la modalità di accessoradio condiviso, è stato proposto il CCMA(Centrally Coordinated Multiple Access), invecedello standard IEEE 802.11 che equivale aun Ethernet via radio, in quanto la qualitàdel servizio con questo protocollo dipende


Conferenze

NUOVI SCENARI DI INTERCONNESSIONE PER L’ACCESSO AD INTERNET

Telecom Italia ha presentato al convegno il contenuto dell’ar ticolo pubblicato suquesta rivista [1].

Le caratteristiche del traffico Internet sono notevolmente diverse da quelle del traf-fico di fonia, per il quale la rete distrettuale era stata progettata.

Il rapido sviluppo del mercato Internet, promosso dalle nuove offerte free, ha portatoa un notevole cambiamento nelle relazioni commerciali fra clienti Internet, fornitoridi servizi Internet, gli ISP (Internet Service Provider) e i gestori delle reti, e anchenella realizzazione o negli ampliamenti delle reti di telecomunicazioni (figura A).

L’ISP svolge per il singolo cliente Internet(Internet user) le funzioni di accesso allarete, di ricerca e di indirizzamento verso icontenuti richiesti, di aggregazione e dipersonalizzazione delle informazioni e,inoltre, permette eventuali servizi evolutidi acquisto in rete (carrello virtuale, centrocommerciale virtuale).

L’ISP fornisce all’Internet user l’accessoalla rete con, eventualmente, serviziaggiuntivi (ad esempio uno spazio WEB).

Nello scenario futuro l’Internet user è sti-molato a divenire partner nei ricavi del

traffico per Internet del Network Provider ottenendo una restituzione promozionale sualtri servizi quali, ad esem-pio quelli relativi al trafficotelefonico. Nella figura B èmostrato il modello di rac-colta del traffico dial-up suun’infrastruttura di rete pub-blica IP, messa a punto perrispondere all’offerta di ser-vizi di accesso all’ingrosso(wholesale dial-up).

Dalla figura può essere osser-vato che il traffico dial-up diaccesso a Internet è raccoltoin opportuni punti della retetelefonica di accesso sul NAS(Network Access Server)appartenenti ad AccessService Provider ed è tra-sportato con la tecnica del“tunneling” fino a punti diconcentrazione presso lasede di OLO.

NetworkProvider

2

NetworkProvider

Quota a traffico

Tassazione dellaterminazione

Tariffa di accesso a Internet(dipende dalla numerazionee dallo schema tariffario)

InternetUser

Figura A Modello di business “dial-up free” con quotabasata sul traffico svolto dall’Internet user.

Trasporto in tunnel

Rete Intelligente

ProxyAAA

ServerAAA

Router IPVirtual POP

Access Service Provider OLO

ISP

Punto diInterconnessione

Rete IP delAccess Provider

NAS

AAAISPNASOLO

====

Authentication Authorization AccountingInternet Service ProviderNetwork Access ProviderOther Licensed Operators

Figura B Interconnessione IP.


Conferenze

molto dalla distanza dalle diverse stazioniradio base.Una soluzione di accesso per il mercatoSOHO può basarsi su Wireless DSLAM. Ilconcentratore radio si presta infatti moltobene a meccani-smi dinamici eflessibili di allo-cazione dellerisorse.Per la trasmis-sione di voce suIP, nel 1999 èstato definito unostandard derivatoda quello DECTchiamato DPRS(DECT PacketRadio Ser vice)che aggiungealcune nuovef u n z i o n a l i t à ,quali trasmis-sione dati a pac-chetti, bandaasimmetrica, tra-smissione con-temporanea didati e voce. IlDPRS si adattafacilmente alla voce su IP (in quanto il proto-collo IP è anch’esso a pacchetto).

4.3 L’accesso in fibra

L’accesso a Internet attraverso la rete telefonica -per questioni legate al costo, alla ridotta lar-ghezza di banda e alla qualità della connessione -

non soddisfarrà, infuturo, i requisitidi costo e di velo-cità di accessodella clientela resi-denziale e SOHO.È sensazione dif-fusa che le tecni-che xDSL nell’ac-cesso saranno uti-lizzate in unperiodo transito-rio, in quanto nonin grado di soste-nere (in partico-lare l’ADSL) larichiesta di bandaper i nuovi ser-vizi che si stannodelineando, tracui quello video.La tecnica WDM(Wavelength DivisionMultiplexing) puòaumentare in

modo modulare e scalabile la disponibilità dibanda nella rete di accesso. Questa tecnica

L’indirizzamento IP dei clienti finali è coerente con le scelte di indirizzamento e di instra-damento della rete IP degli OLO-ISP e l’attraversamento della infrastruttura condivisa direte IP per gli Access Provider è del tutto trasparente.

Nella figura sono mostrate, oltre alla modalità di trasporto del traffico in tunnel, i sistemiAAA (Authentication Authorization Accounting), essenziali per realizzare i servizi:

• il server AAA nella sede OLO contiene i profili dei clienti finali e determina le relativemodalità di accesso alla rete IP di OLO-ISP;

• il sistema Proxy AAA, posto presso l’Access Provider, individua il corretto punto di ter-minazione dei tunnel in base alla ricerca dell’OLO-ISP a cui appartiene il cliente finale.

L’impiego di soluzioni di interconnessione basate sulla rete privata virtuale dial-uppresenta vantaggi sia per gli Access Provider sia per gli OLO.

La struttura di rete dell’Access Provider è in grado di provvedere con efficacia agli sviluppie alle personalizzazioni dei servizi offerti dagli OLO-ISP e rivolti alla clientela pagante.

[1] Anzilotti, A.; Bellezza, F.; Iuso, F.: Nuovi scenari di interconnessione per l’accesso a Internet.«Notiziario Tecnico Telecom Italia», Anno 9, supplemento al n.1, aprile 2000, pp.84-91.

Velocità di movimento

Alta(es: in auto)

Media(es: a piedi)

Nulla(cliente fermo)

0.1 1 10

Velocità di cifra

100

3a generazionedei cellulari

WirelessLAN

LANBluetooth

2a

gene

razi

one

dei c

ellu

lari

Mbit/s

Velocitàdell’accessowireless.


Conferenze

permette costi di accesso più bassi, connetti-vità sempre disponibile (always on), velocitàd’accesso maggiori e connessioni con una qua-lità del servizio garantita.L’infrastruttura a cui si mira è quindi quellaottica: architetture FTTx (ad esempio Fibre ToThe Home, o to the Office) con diverse variazioni(ad esempio PON interconnesse in modoattivo). Il WDM riveste quindi un’importanzafondamentale per aumentare gradualmente labanda al crescere della domanda.Le proposte per l’architettura di accesso otticoche sfruttano la flessibilità del WDM sonomolteplici: ad esempio, dispositivi ottici che inbase alla lunghezza d’onda instradano ilsegnale su una delle fibre in uscita (arrayed-waveguide grating).Rispetto alle realizzazioni più comuni dellePON, la novità consiste nell’utilizzo combinatodi WDM e AWG che permette di dedicare lun-ghezze d’onda a singole ONU (Optical NetworkUnit) e di avere quindi una trasmissioneupstream contemporanea da parte di più ONU(su lunghezze d’onda diverse), e di migliorare lasicurezza.Un altro esempio riguarda l’introduzione di filtri“bloccafrequenza” su opportuni nodi, in anelliWDM, in modo da consentire il riuso delle lun-ghezze d’onda, suddividendo in pratica l’anelloin settori (cluster) in cui alcune frequenze sonoimpiegate localmente, e quindi sono riutilizza-bili in altri settori.Le tecniche flessibili di instradamento otticoper reti ottiche e radio possono poi accrescere lacapacità di banda totale della rete senza modifi-carne la struttura fisica e, inoltre, permettono diconfigurare in modo dinamico e temporaneo ladisponibilità di banda locale.La tecnologia Ethernet potrà infine diventare latecnologia più adatta a realizzare le MAN attra-verso differenti estensioni e arricchimenti quali:• reti metropolitane basate su Ethernet over

SDH che utilizzano tecnologia DWDM;• possibili sviluppi dello standard G983 che

rendono possibili velocità di cifra elevati(dell’ordine di 2,4 Gbit/s o di 311 Mbit/s).

Gli autori desiderano ringraziare per la fattivapartecipazione alla redazione di questo testo gliingegneri Italo Milanese, Simona Bravo e GiuseppeCovino di TILAB.

AAA Authentication AuthorizationAccounting

ASP Access Service ProviderBWA Broadband Wireless AccessCCMA Centrally Coordinated

Multiple AccessDPRS DECT Packet Radio ServiceDWDM Dense Wavelength Division

MultiplexingFIPA Foundation for Intelligent

Physical AgentsFTTx Fibre To The xGPRS General Packet Radio ServiceIANP Internet Access Network

ProviderIASP Internet Access Subscription

ProviderIN Intelligent NetwortISP Internet Service ProviderLAP Local Access ProviderNAS Network Access ServerOLO Other Licensed OperatorsOMG Object Management GroupONU Optical Network UnitPDA Personal Digital AssistantRI Rete IntelligenteSCP Service Control ProtocolSDSL Single-line Digital Subscriber

LineSIP Session Initiation ProtocolSOHO Small Office Home OfficeULL Unbundling Local LoopVPN Virtual Private NetworkWDM Wavelength Division

MultiplexingWIN Wireless Intelligent NetworkFrancesco Di Ciaccio - Telecom Italia

Lucia Marchisio - TILAB

Il battello faroFinngrundet,

ormeggiato nelMuseo

Vasamuseet diStoccolma.


Osservatorio

EVOLUZIONE DEL PIANO DI NUMERAZIONE NAZIONALE:A CHE PUNTO SIAMO?

Piano di Numerazione per Servizi.L’importanza della risorsa numera-zione, che riveste un ruolo dichiave di accesso alla competizione,è stata subito compresa ed è stataquindi oggetto, negli ultimi anni,di una notevole attenzione daparte sia dell’Autorità di settoresia del Ministero delleComunicazioni, e si è così perve-nuti alla definizione di un nuovopiano di numerazione nazionale,adatto alle mutate esigenze di unmercato dei servizi di telecomu-nicazione multi-gestore e rispon-dente alla necessità di procedereil più velocemente possibile allasua effettiva introduzione nellereti nazionali.Telecom Italia - che è il gestoremaggiormente coinvolto nell’evo-luzione del Piano di NumerazioneNazionale - ha fin dall’inizioassunto, in collaborazione conCSELT, un ruolo di rilievo, in par-ticolare nel presidio degli ambitiistituzionali di natura tecnico eregolamentare, nelle fasi di defini-zione della struttura del piano dinumerazione e nell’individua-zione del processo operativo otti-male per la sua introduzione neisistemi di rete esistenti.Come conseguenza delle attivitàdi natura tecnica e regolamentare- svolte in particolare nel corsodel 2000 - nei prossimi mesi éprevista una serie di interventinecessari per completare l’intro-duzione del nuovo PNN struttu-rato per servizi nelle reti di tuttigli operatori nazionali. Gli interventi sono in parte fina-

IN QUESTO ARTICOLO VIENE ILLU-STRATO LO STATO DELL’ARTE DEL

PROCESSO DI INTRODUZIONE DEL

NUOVO PIANO DI NUMERAZIONE

NAZIONALE STRUTTURATO PER

SERVIZI CHE, INIZIATO NEL 1998,VEDRÀ IL COMPLETAMENTO NEL

CORSO DEL CORRENTE ANNO.L’INSIEME RILEVANTE E COM-PLESSO DEGLI INTERVENTI

NECESSARI PER LA REALIZZAZIONE

DEL PIANO, IN UN CONTESTO

MULTI-GESTORE, HA RESO NECES-SARIO CONCORDARE LE MODALITÀ

OPERATIVE E LE RELATIVE SCA-DENZE TEMPORALI TRA TUTTI I

GESTORI INTERESSATI CHE SONO

STATE DEFINITE IN UNA SPECIFICA

NORMA NAZIONALE. L’ARTICOLO

FORNISCE UNA SINTESI DEGLI

INTERVENTI PROGRAMMATI E I

RELATIVI TEMPI DI REALIZZA-ZIONE CON LA DESCRIZIONE DEI

PRINCIPALI IMPATTI SUI SISTEMI DI

RETE E SULL’UTENZA.

1. Introduzione

L’effettiva liberalizzazione delmercato dei servizi di telecomu-nicazioni ha comportato un forteaumento della domanda di nume-razione da parte di una pluralitàdi operatori. Per far fronte a taledomanda è stato perciò necessarioeffettuare una profonda ristruttu-razione del PNN (Piano diNumerazione Nazionale). Il pro-cesso di evoluzione del Piano peri servizi in fonia, iniziato nel1998, con l’introduzione dellacosiddetta selezione completa, pre-vede nel corso del 2001 uninsieme di interventi sulle retinazionali - e in particolare suquella di Telecom Italia - voltiall’effettiva realizzazione tecnicadella struttura definitiva, detta

lizzati a modificare, per la clien-tela, le modalità di selezione perle numerazioni di rete mobile conun impatto analogo a quello avve-nuto nel 1998 per le numerazionidi rete fissa con l’introduzionedella selezione completa.L’entità degli interventi richiestie la molteplicità dei sistemi coin-volti hanno suggerito di avviarealcune iniziative per divulgare,all’interno di Telecom Italia e diCSELT, gli aspetti di maggioreinteresse del processo di evolu-zione del PNN e che si ritienepossano essere utili nell’ambitodello studio e dello sviluppo dinuove prestazioni, funzionalità eservizi. La sintesi delle attivitàsvolte, riportate qui di seguito,costituisce un modo per raggiun-gere tale obiettivo.

2. Quadro regolamentare diriferimento e strutturadel Piano di Numerazione per Servizi

La risorsa numerazione è alla basedi ogni offerta di servizi di teleco-municazione per garantire l’indi-viduazione in modo univoco delcliente o del fornitore del servizioe la sua raggiungibilità potenzial-mente anche su base internazio-nale. Per perseguire questo obiet-tivo, nel processo di definizionedella nuova struttura del PNN, èstato necessario garantire ilrispetto delle normative interna-zionali vigenti1 e la predisposi-zione di una stringente regola-mentazione e normativa a livellonazionale, in quanto la struttura ela modalità di introduzione delnuovo PNN devono essere condi-vise e vincolanti per tutti gli ope-ratori nazionali.Dal punto di vista regolamentare

Luca Barbetta, Patrizia Bondi, Giovanni Martini, Paolo Scrimitore

(1) Si ricorda che la normativa internazionale di riferimento è la Raccomandazione E.164 “The

international public telecommunication numbering plan” definita dalla Commissione II

dell’ITU-T (pubblicata nel maggio 1997).


Osservatorio

tura delladecade “8” delPNN ai servizinon geografici ela progressivamigrazione diquesti servizi sutale numera-zione (in parti-colare il numeroverde e l’adde-bito ripartito).È recente l’a-pertura in retedella decade 7per l’accesso aiservizi Internet(ad esempio perl’accesso dial-upa Internet) inmodo da con-

sentire una prossima commercia-lizzazione da parte degli operatoriai propri clienti.Per completare la realizzazionedel PNN per servizi sono neces-sari ancora alcuni passi impor-tanti. Nella figura 1 è illustrata lasituazione degli interventi, perce-piti dalla clientela, già realizzati eprevisti nei prossimi mesi.L’impossibilità di rendere dispo-nibili rapidamente il PNN per

la struttura del nuovo PNN e leprincipali scadenze temporali perl’introduzione sono definite nel-l’articolo 2 della Delibera n. 6/00/CIR Piano di numerazionenel settore delle telecomunicazioni edisciplina attuativa, emanatadall’Autorità per le Garanzie nelleComunicazioni (G.U. luglio2000).La struttura del PNN individuataè illustrata nella tabella 1 e la suaprincipale caratteristica consistenella ripartizione della numera-zione per tipologia di servizio inbase alla prima cifra del numerosignificativo nazionale: ad esempiole numerazioni con prima cifra“0” sono numerazioni di tipo geo-grafico a disposizione delle retifisse; le numerazioni con primacifra “3” per le reti mobili; quellecon prima cifra “8” per i servizinon geografici - numero verde,addebito ripartito, … - e cosi via.La struttura del PNN per serviziè stata finora solo parzialmenterealizzata. L’introduzione della“selezione completa”, avvenutaalla fine del 1998, ha costituito ilprimo importante passo che haconsentito di “aprire” all’utenzaalcune nuove decadi di numera-zioni per i servizi non geografici.Ha consentito ad esempio l’aper-

servizi, a causa dei gravosi impattitecnici ed organizzativi, e quindidi disporre appieno degli spazi dinumerazione predisposti, hadeterminato una situazione di cri-ticità di numerazione geograficaassegnabile, che in alcuni distrettiha già causato l’esaurimento dellarisorsa. Questa circostanza è stataaggravata dall’alto numero di ope-ratori di rete fissa autorizzati arichiedere numerazione (in Italiasono state superate finora le 150licenze) e dal fatto che la risorsanumerazione non è stata conside-rata pregiata al momento delladefinizione delle regole di asse-gnazione, per cui essa è venduta acosti amministrativi e inizial-mente era assegnata in praticasenza limiti. Le criticità di nume-razione hanno fatto nascere l’esi-genza di approntare soluzioni diemergenza; in particolare, larecente Delibera n. 11/00/CIR ha individuatonuovi spazi di numerazione pre-vedendo l’estensione della nume-razione di utente nazionale conprima cifra “1” a undici cifre (finoalla pubblicazione della Deliberala lunghezza massima del numeronazionale era fissata a dieci cifre).

Struttura del Piano di Numerazione Nazionale per Servizi

Numerazione per servizi geografici

Numerazione per servizi speciali nazionali

Riservato per esigenze future

Numerazione per servizi di comunicazioni mobili e personali

Numerazione per servizi interni di rete



Numerazione per servizi Internet

Numerazione per servizi non geografici a tariffazione speciale


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Delibera dell'Autorità n.6/00/CIR - art. 2 (G.U. luglio 2000)

Tabella 1 Struttura del piano di numerazione nazionaleper servizi.

inizio del transitorio della selezione completa

30-6-20011-3-2001

inizio del transitorio 167/1629-800

inizio del transitorio 147/84x

fine del transitorio


inizio del transitorio da 0 a 3 per i cellularifine del transitorio

30-11-2000novembre ’99

febbraio ’99

18-12-’98

19-6-’98

luglio 2000ottobre 2000


Apertura in rete dei codici 700 e 701

3 mesi

7 mesi

Figura 1 Successione degli interventi realizzati e percepiti dall’utenza.


Osservatorio

un insieme rilevante di interventiche, per la loro complessità,hanno richiesto di predisporreuna normativa nazionale speci-fica, che delinea una modalitàoperativa concordata tra tutti glioperatori con scadenze temporali

definite a livello nazionale.Nell’ambito delle attività svoltedal Ministero delleComunicazioni e in particolaredell’ISCTI (Istituto Superiore delleComunicazioni e delle Tecnologiedell’Informazione) - Commissioneper le specifiche d’interconnessione -è stata redatta e approvata la spe-cifica tecnica di interconnessioneST 763-16: Trattamento del“Calling Party Number” e della“Called Party Number” ai fini del-l’evoluzione del Piano diNumerazione Nazionale (PNN),che definisce, come mostratonella figura 2, modalità e tempioperativi degli interventi neces-sari per completare il PNN perservizi.La figura 2 mostra che è statadefinita una sequenza di fasiintermedie per realizzare le pre-disposizioni necessarie in tutti isistemi di rete coinvolti, preve-dendo opportuni periodi di“guardia” per la verifica preli-minare del corretto funziona-mento delle operazioni effet-tuate.Sono state in particolare previste

Dal punto di vista operativo, percompletare la realizzazione delPNN per servizi e, quindi, perconsentire la piena fruibilità dellatotalità degli spazi di numera-zione resi disponibili dal nuovopiano di numerazione, nel corsodei 2001 sono previsti i seguentiinterventi:

a) apertura della decade “3” per iservizi di comunicazione mobile epersonale: si tratta di realizzarela migrazione delle attualinumerazioni di rete mobile(come noto del tipo 03xy)mediante l’eliminazione dellacifra “0” iniziale (solitamenteindicato come prefisso).Questo intervento richiede,come illustrato nella figura 3, lamodifica della modalità di sele-zione operata dalla clientelaper le chiamate dirette versodestinazioni di rete mobile;

b) completamento dell’introduzionedella selezione completa: essainfatti è iniziata alla fine del1998 per le numerazioni geo-grafiche di rete fissa, richie-dendo la selezione del prefissoda parte del cliente, ma deveessere ancora completata ren-dendo significativa la primacifra “0”, nelle numerazionitrasportate in rete e scambiatetra gli operatori nazionali inter-connessi. Questo passo noninterferisce con la selezionedel cliente, ma richiede inter-venti tecnici complessi e con-sente di realizzare completa-mente le potenzialità del PNNper servizi, garantendo l’uni-vocità delle numerazioni diqualsiasi decade quando tra-sportate sulle reti nazionali.

3. Sintesi degli interventiprogrammati e tempi direalizzazione

La completa introduzione delnuovo PNN per i servizi implica

le seguenti fasi e le attività ope-rative, a partire dallo statoattuale:Situazione attuale di “selezionecompleta”Sono oggi già aperte le decadi:“0” per chiamate verso le reti

fisse e mobili; “1” per le chia-mate verso servizi speciali; “8”per i servizi non geografici (adesempio per il numero verde). Inoltre sono in fase di aperturaalcuni codici di servizio nelledecadi 4 e 7; in particolare puòessere ricordato il servizio 400(call return), la cui commercializ-zazione è stata avviata di recenteda Telecom Italia.

Fase 1 (fino al 30 giugno 2001)La fase 1, già attiva per la reteTelecom Italia, persegue dueobiettivi: anzitutto l’aperturadella decade 3 per i servizi di comu-nicazione mobile e personale, e cioèla diffusione in rete delle predi-sposizioni per un corretto tratta-mento della cifra “3” come primacifra significativa per le chiamateverso numerazioni di reti mobili;in secondo luogo la fase 1 pre-vede il completamento della sele-zione completa. Essa è quindi rela-tiva alla diffusione in rete dellepredisposizioni per rendere espli-cita la cifra “0” nelle numerazionigeografiche di rete fissa trasportatenei protocolli di segnalazione ISUP.

FASI: 1 2

Modifica delle modalità diselezione per le numerazioni

della rete mobile

Modifica in rete per lenumerazioni della rete fissa

Anno 2001

PREDISPOSIZIONIdal 30/6/2001al 31/7/2001

dal 1/2/2001al 28/2/2001

dal 1/3/2001al 30/6/2001

Completata il31/1/2001

marzo giugno settembre

dal 1/8/2001al 30/9/2001 dal 30/9/2001Termina il 30/6/2001

3 4 5 6

Figura 2 Fasi e tempi di intervento per completare l’introduzione del PNN.


Osservatorio

effettivo di numerazioni con lacifra “0” resa esplicita.

Fase 5 (dall’1 agosto 2001 al 30 set-tembre 2001)Nel corso della fase 5 sarà progres-sivamente attivato il trattamentodella cifra “0” nei protocolli disegnalazione ISUP; in questa fasesono perciò trasportate in rete

numerazioni con la doppia moda-lità: con o senza la cifra “0” resaesplicita.Fase 6 (dal 30 settembre 2001)In questa fase sarà completato ilprocesso di evoluzione del PNN equindi sarà disponibile il piano dinumerazione per servizi. Il completamento di queste fasisuccessive di predisposizionecomporterà che, secondo tempi emodalità da individuare dopo gliopportuni periodi di stabilizza-zione degli interventi suddetti,sarà tecnicamente possibile anzi-tutto aprire nuove numerazioni direte mobile in decade “3” che uti-

Fase 2 (dall’1 febbraio 2001 al 28febbraio 2001)Questa fase ricopre un periodo“di guardia” per verificare il com-pletamento delle predisposizionieffettuate ai fini della migrazionedelle numerazioni di reti radio-mobili.

Fase 3 (dall’1 marzo 2001 al 30giugno 2001)L’intervento per la migrazionedelle numerazioni di rete mobilesulla decade “3” del nuovo PNNprevede per la clientela, dall’1marzo 2001, una variazione dellamodalità di selezione delle nume-razioni di rete mobile. In partico-lare è consentita, in aggiunta allaconsueta procedura di selezione(ad esempio per le numerazionidi TIM del tipo 0 335…), una nuova modalità diselezione priva del prefisso “0”;nel caso, quindi, di numerazioniTIM, essa sarà del tipo 335…È previsto quindi un periodo di“doppia modalità” di selezionedelle numerazioni di rete mobileper tutti gli operatori nazionali.Dal 30 giugno 2001, termine deltransitorio per le numerazioni direte mobile, la clientela dovràselezionare queste numerazionisolo utilizzando la nuova proce-dura di selezione priva del pre-fisso “0”.La figura 3 illustra l’evoluzionedelle diverse modalità di sele-zione per le chiamate verso le retimobili.

Fase 4 (dall’1 luglio 2001 al 31luglio 2001)Parallelamente al transitorio perle numerazioni di rete mobile,procedono in rete le predisposi-zioni per rendere esplicita lo “0”in testa alle numerazioni geografi-che di rete fissa trasportate neiprotocolli di segnalazione ISUP.La fase 4 costituirà il periodo diguardia per verificare l’operativitàdegli interventi realizzati.Durante questa fase, non saràancora effettuato il trasporto

lizzano indicativi finora assegnatialla rete fissa (ad esempio l’utenzaoggi seleziona 0321… per chia-mate verso il distretto di Novara e, da quella data, potrebbe selezio-nare le cifre 321… per chiamateverso la rete mobile cui sarà asse-gnato questo nuovo codice).Sarà viceversa possibile aprirenumerazioni di rete fissa in

decade “0” che utilizzano indica-tivi finora assegnati alla retemobile (ad esempio l’utenza potràselezionare 335… per chiamateverso la rete mobile e 0335… perle chiamate verso un servizio direte fissa a cui venga assegnatoquesto codice).Inoltre, a seguito di tali modifichepotrà essere possibile aprire nuovedecadi del PNN per servizi comenuova numerazione geografica perle reti fisse. Di tale opportunitàpotrebbero, in particolare, usu-fruire gli operatori a cui sono stateassegnate licenze UMTS.

STOP

Ieri

03ab

xy.

..

Dall'1 marzo 2001al 30 giugno 2001 Dal 30 giugno 2001

03

ab x

y...

3ab

xy.

..

03ab xy... 3ab

xy.

..

Figura 3 Evoluzione delle diverse modalità di selezione per i clienti della rete mobile.


Osservatorio

4. Conclusioni

Le attività preliminari per attuaregli interventi e l’individuazionedelle soluzioni nella rete TelecomItalia, analizzate in stretta collabo-razione con i fornitori, sono stateoggi sostanzialmente completate.Il processo necessario per realiz-zare il PNN qui descritto, pre-senta un impatto su tutti i sistemidi rete che trattano numerazioni,sia a livello di piattaforma di com-mutazione, di rete intelligente, diapparati del tipo service node per lafornitura di servizi di rete (quali adesempio il Memotel), di apparatidi telefonia pubblica.Esso presenta poi conseguenzenon trascurabili sui sistemi gestio-nali quali ad esempio la tassazione,la fatturazione, il provisioning, e suisistemi informativi (ad esempio suidatabase commerciali).In quest’ottica sembra opportunosottolineare che la predisposizionedi nuove funzionalità e servizi nelcorso dei prossimi mesi dovràtenere conto degli interventi inatto e dell’evoluzione del PNN, inmodo da evitare possibili disfun-zioni e situazioni di difficile con-trollo.A fronte degli oneri già sostenuti edi quelli da sostenere per realiz-zare il nuovo PNN per servizi, siritiene opportuno sottolineare che,oltre al necessario aumento delladisponibilità di numerazione dacondividere in un contesto libera-lizzato, si otterrà una maggiorerazionalità nell’uso della risorsanumerazione che agevola la defi-nizione delle offerte commercialirelative a nuovi servizi di conte-nuto innovativo come, ad esem-pio, i servizi non geografici a tarif-fazione specifica (codici 892/899) eservizi Internet (codici 70X).

N.d.R.: Le persone interessate ad ulte-riori dettagli sul processo di migra-zione possono mettersi in contatto congli autori di questo testo.

[1] Martini, G.: L’evoluzione del Piano di Numerazione Nazionale delleTelecomunicazioni. «Notiziario Tecnico Telecom Italia», Anno 6, n.2, ottobre 1997, pp. 118-121.

[2] Bondi, P.; Chiara, D; Papini, B.: Nuovo Piano di Numerazione.«Notiziario Tecnico Telecom Italia», supplemento al n. 1, anno 9,aprile 2000, pp. 103-109.

[3] The international public telecommunication numbering plan.Raccomandazione ITU-T (Study Group 2) E.164 pubblicata nelmaggio 1997.

[4] ST 763-16: Trattamento del “Calling Party Number” e della “CalledParty Number” ai fini dell’evoluzione del Piano di NumerazioneNazionale (PNN), e relativo Corrigendum.

[5] Piano di numerazione nel settore delle telecomunicazioni e disciplinaattuativa. Delibera emanata dall’Autorità per le Garanzie nelleComunicazioni n. 6/00/CIR.

[6] Variazione della lunghezza massima del numero significativo nazionale.Delibera emanata dall’Autorità per le Garanzie nelleComunicazioni n. 11/00/CIR.

Giovanni Martini si è laureato in Ingegneria Elettronica nel 1986presso l’Università di Roma “La Sapienza”. Dopo un periodo dicollaborazione con il CNR presso l’ENEA Casaccia, dove ha svolto attivitàdi studio, con varie pubblicazioni, su applicatori a microonde per lavalutazione degli effetti biologici dei campi elettromagnetici, è statoassunto, nel 1987, nella “Ricerca e Sviluppo” della SIP. In tale funzione halavorato alla definizione, nel contesto internazionale (ETSI e ITU), deiprotocolli della rete di segnalazione e dei servizi ISDN e, in ambitonazionale, ne ha seguito il relativo sviluppo. Successivamente hacollaborato alla definizione dei servizi a “Larga Banda” nella realizzazione

del “Progetto Pilota ATM”. Dal 1995 al 2000 ha lavorato, nell’ambito delle funzioni diStrategie e Sviluppo, al processo di introduzione di nuovi servizi e alla definizione del nuovoPiano di Numerazione Nazionale strutturato per servizi. Dal marzo 2000 ha operato presso lafunzione Rete occupandosi degli aspetti tecnici della regolamentazione e rappresentandoTelecom Italia nelle sedi istituzionali del Ministero delle Comunicazioni e dell’Autorità disettore. Attualmente prosegue tale attività nell’ambito della funzione Presidio Regolatorio diWireline Services di Telecom Italia.

Luca Barbetta ha conseguito il diploma di laurea in IngegneriaElettronica presso il Politecnico di Torino nel 1989 presentando una tesisulla modellizzazione e simulazione di protocolli di comunicazione apacchetto. Nel 1990 è entrato a far parte dello CSELT (oggi TILAB) nelladirezione Pianificazione e Gestione. Ha partecipato ai lavori degli Enti dinormativa internazionali e nazionali attivi sulla analisi delle problematichedi numerazione ed indirizzamento. È responsabile, nell’ambito dellaDirezione Networking e Switching, delle attività condotte in TILAB dispecifica tecnica ed analisi delle prestazioni e funzionalità applicabili inscenari di interconnessione con altri operatori; inoltre partecipa alle

attività delle Commissioni attive presso il Ministero delle Comunicazioni ed Autorità disettore finalizzate alla definizione delle normative di interconnessione e per la definizionedell’evoluzione del Piano di Numerazione Nazionale.

Patrizia Bondi si è laureata all’Università “La Sapienza” di Roma in scienze matematiche,dal 1994 è in CSELT (oggi TILAB) ed attualmente ricopre il ruolo di Client Manager versotutti quei clienti che richiedono a TILAB attività di Regolamentazione. Nell’ambito di taleresponsabilità coordina le attività incentrate sull’analisi di aspetti tecnici, regolamentari edeconomici dell’interconnessione e della numerazione.

Paolo Scrimitore si è diplomato nel 1976 presso l’Istituto Tecnico Industriale “Enrico Fermi” diRoma con specializzazione in telecomunicazioni; è in Telecom Italia dal 1982 (ex SIP DG DivisioneNuove Tecniche). Ha svolto la sua attività nelle funzioni aziendali competenti per il presidiodell’evoluzione tecnologica dei sistemi di commutazione. In questo contesto, tra le altre attivitàlegate alla liberalizzazione degli scenari di mercato, ha partecipato alla definizione delle soluzionitecniche per l’evoluzione del Piano di Numerazione Nazionale verso un’organizzazione per servizi.Opera ora nell’Ingegneria dei Servizi della Business Unit di Wireline Services di Telecom Italia,dove coordina il nucleo Network Technology nell’ambito della funzione Commutazione.


Osservatorio

LA QUALITÀ FORNITORI IN TELECOM ITALIA1

concorrenza, ha fatto cadere perTelecom Italia l’obbligo diseguire questa normativa; si ècosì avuto il passaggio a unregime di competizione negliacquisti più flessibile ma pur

sempre regolamentato da proce-dure che salvaguardano la cor-rettezza delle valutazioni tec-nico-economiche e la competiti-vità del processo di acquisto(tabella 1).Un secondo elemento diprofonda trasformazione del pro-cesso di acquisto in TelecomItalia negli ultimi mesi ha riguar-dato l’assetto organizzativo: si èpassati infatti da una strutturacentralizzata a funzioni di acqui-sto autonome, ma coordinate,nell’ambito delle singole Unitàdi Business.In figura 1 è schematizzato ilflusso logico associato al processodi acquisto: dalla formulazionedel fabbisogno di acquisto daparte delle unità richiedenti, sipassa alla fase di acquisto, conse-gna, collaudo ed emissione dibenestare al pagamento, fattura-

NELL’ARTICOLO, DOPO UNA

BREVE SCHEMATIZZAZIONE DEL

PROCESSO DI ACQUISTO IN

TELECOM ITALIA, È DESCRITTA

L’ATTIVITÀ DI CONTROLLO DELLA

“QUALITÀ FORNITORI”, NELLE

COMPONENTI DI QUALIFICA-ZIONE, CONTROLLO DELLA QUA-LITÀ ENTRANTE, VENDOR

RATING. PER CIASCUNA DI QUE-STE ATTIVITÀ SONO POSTI IN

LUCE LE PRINCIPALI PROBLEMATI-CHE E GLI SVILUPPI PREVISTI A

BREVE-MEDIO TERMINE. IL

RECENTE RIASSETTO ORGANIZZA-TIVO DELLA SOCIETÀ, CHE PRE-VEDE LA CREAZIONE DI FUNZIONI

DI ACQUISTO NELL’AMBITO DI

CIASCUNA UNITÀ DI BUSINESS,COMPORTERÀ VEROSIMILMENTE

UNA RIMODULAZIONE IN CHIAVE

ORGANIZZATIVA DI PARTE DELLE

ATTIVITÀ CITATE, E IN CHIAVE DI

EFFICACIA DI BUSINESS ANDRÀ

VERIFICATA L’OPPORTUNITÀ DI

MANTENERE METODOLOGIE E

STRUMENTI DI VALUTAZIONE

COMUNI.

1. Il processo d’acquisto

Il processo d’acquisto inTelecom Italia è stato discipli-nato fino a metà del 1999 dallaDirettiva 93/38 della CE(Commissione Europea), emendatain parte dalla DE 98/4, che pre-scrive per i gestori operanti inregime di monopolio di fatto o didiritto il ricorso alla competi-zione per l’approvvigionamentodei prodotti e dei servizi.La comunicazione CE dell’8maggio 1999 sulla non applicabi-lità dell’articolo 8 della direttiva93/38 ai servizi di telecomunica-zioni erogati in regime di libera

zione e infine all’entrata in eser-cizio e al controllo in campo.La Qualità Fornitori in TelecomItalia (figura 2) ha sostanzial-mente l’obiettivo di seguire l’in-tero processo di acquisto, dallafase di selezione dei fornitori(qualificazione-albo) alla verificadelle forniture (qualità entrante)alla valutazione complessiva deifornitori (vendor rating); nellasuddetta ottica di trasforma-zione, anche per la qualità forni-tori sono state adottate nel 1999

alcune innovazioni finalizzate aottenere maggiori flessibilità edefficacia gestionali.

2. La qualificazione fornitori

La qualificazione consistesostanzialmente nell’accerta-mento dei requisiti necessari perl’inserimento nell’Albo deipotenziali fornitori, da utilizzarepoi per le attività di approvvigio-namento. L’accertamento è effet-tuato sulla base di sistemi di qua-lificazione definiti con gli utiliz-

Antonio Di Benedetto, Roberto Scarponi

(1) Una versione ridotta dell’articolo è stata

pubblicata sul numero di dicembre 2000

della rivista dell’AICQ (Associazione

Italiana Cultura Qualità).

Sul piano normativo:

fino al 1994 gli acquisti erano effettuati ,in competizione o trattativa privata, senza vincoli normativi CE;

dal 1994 gli acquisti per forniture "regolamentate" sono stati vincolati alla direttiva CE 93/38;

da maggio 1999 è decaduto l'obbligo del rispetto della direttiva 93/38.

•

•

•

Sul piano organizzativo:

Si sta passando da una struttura centralizzata, a funzioni d'acquisto autonome,ma coordinate, nell'ambito delle singole Unità di Business.

•

Evoluzione del processo di acquisto in Telecom Italia

Tabella 1 Evoluzione del processo d’acquisto.


Osservatorio

significative innovazioni, indiriz-zate sostanzialmente sulla crea-zione del nuovo Albo Telecom esull’ottimizzazione di processo.

2.1 Nuovo Albo Telecom

A partire da due Albi (“CE” e“Ordinario”) utilizzati in prece-denza per diversi ambiti d’acqui-sto è stato creato un nuovo AlboTelecom, costruito sulla basedelle esigenze d’acquisto, di cuisi riassumono di seguito le linee

zatori e gli acquisitori, in fun-zione della categoria merceologicad’acquisto e rispondenti a principigenerali comuni.L’Albo di Telecom Italia con-tiene circa 2 mila fornitori, di cuicirca trecento di profilo elevato.Decaduta per Telecom Italia lasuddetta direttiva 93/38, è statopossibile riorientare il processodi qualificazione su categorie eesigenze prioritarie d’acquisto. A partire dal secondo semestre1999 sono state quindi apportate

guida di sviluppo fondamentali.L’iscrizione anzitutto è per cate-goria merceologica: si valuta ilprodotto la prestazione o il servi-zio più rappresentativo dellaCategoria indicata dal fornitore.Le categorie merceologicheidentificano la tipologia di pro-dotto, le caratteristiche d’offerta(ad esempio produttore o riven-ditore), le specifiche modalitàd’acquisto (ad esempio usato onoleggio).La qualificazione prevede poi trefasi in sequenza:• qualificazione di base (accer-

tamento dei requisiti legali,societari e commerciali);

• qualificazione economico-finanziaria (accertamentodella solidità economico-finanziaria);

• qualificazione tecnico-orga-nizzativa (verifica degliaspetti organizzativi e dellecapacità tecnologiche e pro-duttive, mediante eventualeaudit).

È prevista anche un’ulteriorefase di qualificazione di prodotto,coerente con le tre fasi prece-denti a cura delle funzioni utiliz-zatrici di Telecom Italia.

Obiettivi di business

Marketingdi acquisto

Qualificazionefornitori

Albo deifornitori

Vendorrating

Qualitàentrante

Clausolecontrattualinormative

Budgetdi acquisto

Valutazione/negoziazione

Contrat-tualizza-zione

Gestionecontratto

Collaudobenestare

Fattura-zione

Controlloin

campo

ConsegnaRichiestadi acquisto

Richiestaofferta in

competizione

PROCESSO DI APPROVVIGIONAMENTO

Strategie di acquisto

PROCESSO DI SUPPORTO

SISTEMA INFORMATICO

CONTROLLO E REPORTING

Figura 1 Schematizzazione del processo di acquisto.

Valuta le caratteristichedi potenziali fornitori einserisce nell'Albo,a uso degli acquisitori,quelli ritenuti idonei

Valuta la qualità delleforniture di serie inriferimento alla qualificazione tecnicadi prodotto

Raccoglie in modo sistematico le risultanzedi tutte le attività dimonitoraggio dellafornitura

Precontrattuale

QUALIFICAZIONEFORNITORI

QUALITA'ENTRANTE

FASE

VENDOR RATING

Contrattuale

Figura 2 Schematizzazione delle attività per l’assicurazione di qualità dei fornitori nell’ambito degli acquisti.


Osservatorio

Telecom Italia verso le categoriepiù significative o dove si mani-festa interesse a integrare la rosadei fornitori dell’Albo. A partireda gennaio 2000 è stato appron-tato un sito Internet (una paginaè mostrata nella figura 3) nelquale sono indicate le categoriemerceologiche di interesseaziendale e lo scambio delladocumentazione di qualifica-zione avviene mediante postaelettronica.I principali dati sui fornitori(quali le informazioni societarie,di bilancio) sono visualizzabilitramite un’applicazione Intranetche nel 1999 è stata resa accessi-bile anche fuori dal settore pre-posto alla qualificazione, dotatadi una logica differenziata diaccesso alle informazioni e arric-chita con informazioni sull’ordi-nato a Telecom Italia nelle variecategorie merceologiche.Per rendere più rapida la fase diaggiornamento dei dati di quali-

Il processo di qualificazione èflessibile e prevede, per ognicategoria merceologica, in fun-zione dello scenario di mercato edella “classe di rischio” associataalla categoria stessa, unapprofondimento e un numerodi fasi strettamente necessarie.È infine prevista una verificaperiodica - annuale o semestrale- del mantenimento dei requisitiaccertati in fase di qualifica-zione, con un conseguenteaggiornamento dei dati più signi-ficativi (ad esempio bilanci,infortuni, eventuale fatturato dicategoria, …).

2.2 Ottimizzazione del processo

Con il nuovo assetto regolatorioè decaduto il vincolo di esami-nare tutte le richieste di qualifi-cazione dei fornitori fornendorisposta a essi entro sei mesidalla data di richiesta: le qualifi-cazioni sono perciò indirizzate da

ficazione, rendendo TelecomItalia autonoma dai fornitori, iprincipali dati in oggetto sonoestratti da banche dati di societàdi servizi specializzate.

3. Il controllo della qualità entrante

Il settore responsabile del con-trollo della qualità entrante ha ilmandato di assicurare la rispon-denza delle forniture ai prototipiqualificati dai settori tecniciovvero alle specifiche tecnichedi riferimento.Il controllo della qualità entrantedelle forniture si è gradualmentespostato negli ultimi anni, per leprincipali categorie merceologi-che, dal controllo di un singoloprodotto o servizio al controllodel processo di produzione o dierogazione, limitando - a menodi significativi ritorni dal campo -i controlli specifici di prodottosolo ai primi lotti di fornitura.L’approccio comporta un’evi-dente riduzione dei costi di con-trollo, responsabilizza maggior-mente i fornitori e non precludela possibilità di ritornare, senecessario, a regimi di controllodi prodotto, più stringenti.L’accertamento della qualità delprocesso avviene mediante stru-menti di controllo ispirati allenorme ISO 9000: sistema qualità,piano qualità e verifica di pro-dotto (figura 4): il primo stru-mento consente di verificare l’or-ganizzazione e l’affidabilità com-plessiva del sistema di produ-zione, indipendentemente dalprodotto o dal servizio acqui-stato. Il secondo è invece speci-fico della fornitura richiesta daTelecom Italia e comprende laverifica dell’effettiva applica-zione delle norme ISO 9000 allacategoria merceologica in que-stione, la verifica dei banchi diprova e l’allineamento degli stru-menti di misura del fornitore conquelli dei laboratori accreditati

In questa pagina Telecom Italia pubblicherà periodicamente avvisi per la qualificazione di fornitori per categorie di Prodotti/Prestazioni/Servizi di nuova introduzione o per categorie già esistenti nel nuovo Albo Fornitori di Telecom Italia.Attualmente Telecom Italia intende qualificare nel proprio Albo alcuni fornitori operanti nella seguente categoria merceologica:

1 - Chiusini in ghisa

dovranno inviare richiesta attraverso l’apposito modulo online.

�

QUALIFICAZIONE ALBO FORNITORITELECOM ITALIA

• con un fatturato 1999 di categoria non inferiore a Lit/M.ni 1000 (Euro 516.456,89)• in possesso della certificazione ISO 9000

I fornitori qualificati potranno successivamente essere presi in considerazione per partecipare a gare indette da Telecom Italia.L’eventuale iscrizione all’albo non comporta alcun obbligo per Telecom Italia di chiamata a gara nei confronti del fornitore.

I Candidati interessati alla categoria di cui al punto 1:

Figura 3 Stralcio di avviso di qualificazione su Internet(www.telecomitalia.it/albofornitori/).


Osservatorio

valutazione basate sui principalirequisiti ISO 9000, integrati conelementi specifici mirati allaverifica degli aspetti di partico-lare interesse.In base alla valutazione della cri-ticità del fornitore e alla classe dirischio della categoria merceolo-gica, il fornitore si trova a ope-rare in tre regimi di controllo qua-lità corrispondenti al diversolivello di controllo necessario(tabella 2).Le attività di controllo di sistemae di piano comportano attività diaudit presso i fornitori mentreper quelle di prodotto - e in par-ticolare per le prove tecniche più

dove è stata effettuata la qualifi-cazione del prototipo.Per le attività suddette sonoadottati i tre principi: è anzituttoaccettato il certificato ISO daparte di un Ente terzo (in questocaso l’audit si riferisce all’appli-cazione delle procedure e dellemetodologie nell’ambito delleforniture d’interesse). Insecondo luogo gli audit sonoeffettuati almeno una voltal’anno durante la fornitura e sonoripetuti nel caso di forniture cri-tiche o a valle di ritorni dalcampo negativi. La verifica disistema e il piano qualità è infineeseguita mediante check list di

sofisticate che richiedono stru-mentazione o conoscenze parti-colari - ci si avvale di TILAB odi altri laboratori accreditati.La valutazione del sistemaqualità, del piano qualità, dieventuali variazioni di regime diqualità nonché del prodotto odel servizio è comunicata al for-nitore in una nota che mette inevidenza anche le azioni corret-tive con esso discusse e cheincludono il rifiuto del lotto diapparati in consegna o la richie-sta di una rilavorazione. Lastessa nota è anche utilizzatacome parametro di valutazionetecnica nell’ambito del vendorrating.A partire dal 1999 le attività dicontrollo della Qualità Entrantesono state disciplinate da accordidi servizio con i committenti del-l’acquisto e le funzioni d’acqui-sto, che disciplinano metodolo-gie di controllo, azioni nei con-fronti dei fornitori e resocontisulle attività.Ulteriori sviluppi sono previstisia con l’entrata in vigore dellenuove norme ISO 9000:2000, siacon la determinazione di indica-tori numerici di efficienza delprocesso produttivo del forni-tore.

Rapporto della Qualità Entrante Caratteristiche di fornitura Metodologia

verifica sistematica dei lotti in fornitura, mediante collaudo d'accettazione, con consegna subordinata all'esito positivodel controlloverifica del sistema di qualità e del piano di qualità del prodotto odel processo produttivo in funzione del passaggio a regime e piùevoluto

verifica del primo lotto in fornitura ed eventuali controlli spotdurante il rapporto di fornituraverifica a campionamento del piano qualità di prodotto o delprocesso produttivo

verifica del primo lotto in fornitura ed eventuali controlli spotdurante il rapporto di fornituravalutazione a campionamento del sistema di qualità aziendale(organizzazione e processi)

Fornitori con processi non evolutio non certificatiProdotti critici (prodotti di sicurezza; pali, ...)

Fornitori con processi certificatiProdotti di classe di qualità per i quali nonè previsto il Comaking

Fornitori con processi certificati ed evoluti Fornitori leader di mercatoProdotti strategici

•

•

••

•••

•

•

•

•

•

•

Controllo diConformità

Validazione diConformità

Comaking

Tabella 2 Regimi di controllo della qualità entrante.

Il controllo della qualità entrante è effettuato in base ad accordi di servizio coni settori utilizzatori e quelli d'acquisto e prevede principalmente:

la verifica dell'organizzazione aziendale e del sistema qualità;

la verifica del processo produttivo e piano di qualità;

la verifica di prodotto.

•

•

•

Esso prevede tre regimi:

controllo di conformità;

validazione di conformità;

comaking.

•

•

•

Metodi/regimi di controllo della qualità entrante

Figura 4 Regimi di controllo della qualità entrante.


Osservatorio

zione, le pesature, i criteri dicampionamento e gli algoritmi dicalcolo (figura 5).Le normative sono definite incollaborazione con gli utilizzatoridei prodotti o dei servizi e con lefunzioni d’acquisto.Gli indicatori finali di vendorrating possono essere utilizzati,

in funzione delle specificitàdelle categorie merceologiched’acquisto, sia per implicazionicontrattuali2, sia per eventualiinterventi sull’Albo Fornitori.Nella figura 6 è riportata una

4. Il vendor rating

Il vendor rating è lo strumentoutilizzato per la valutazione com-plessiva degli aspetti concer-nenti le forniture a TelecomItalia, e sostanzialmente prendein esame:• l’adeguatezza della fornitura,

in termini di rispondenza allespecifiche tecniche, esercibi-lità, rispetto dei tempi di con-segna (valutazione da partedell’utilizzatore);

• la correttezza e la rispon-denza dell’interazione com-merciale (valutazione dell’ac-quisitore);

• l’affidabilità e l’efficacia delprocesso di produzione (valu-tazione della qualitàentrante).

Le valutazioni sono riferite allesingole forniture ovvero a

insiemi di forniture omogenei,rilevate periodicamente (a livellosemestrale o annuale); esse sonodisciplinate da normative applica-tive, rese note ai fornitori, cheriportano i parametri di valuta-

tipica struttura di valutazione divendor rating.Ulteriori sviluppi a breve ter-mine riguardano anzitutto il rie-same delle normative per ren-derle congruenti con le categoriedell’Albo, anche nell’ottica del-l’ottimizzazione proceduraleconsentita dal progetto SAP; in

Normative per l’applicazione:

metodologie di valutazione (algoritmi di calcolo e aggregazione dei dati, pesaura, campionamento);

riferite ai singoli prodotti o prestazioni ovvero a servizi strategici;

allegate ai contratti.

•

•

•

Resoconto:

deriva dall'applicazione delle normative;

contiene la graduatoria di valutazione dei fornitori;

è redatto con periodicità di norma semestrale.

•

•

•

Vendor rating

Figura 5 Strumenti del vendor rating.

Indicatore divendor rating

Qualità delservizio

Qualità delrecupero

Qualità delprodotto

prestazione

peso 55peso 15peso 30

Puntualità

Flessibilità

Fatturazione

Documentazionetecnica e

addestramento

a 112

6

6

6

a 2

a 4

a 3

Correttezza

Informazione

Documentazionedi

accompagnamento

b 17

4

4

b 2

Risultanze deicontrolli, in corso

d'opera e allaconsegna

Ritorni dalcampo

c 120

35c 2

b 3

In presenza di prodotti di servizi strutturati secondo lo standard,in caso di assenza di uno o più indici elementari, la somma dei pesidegli indici disponibili è rapportata a 100.

Figura 6 Tipica struttura di valutazione del vendor rating.

(2) In vari contratti sono già state inserite

logiche di variazione dei volumi o dei prezzi

d’acquisto in funzione dei risultati di vendor

rating rilevati in periodi prefissati.


Osservatorio

di confronto.Un ulteriore campo di svilupporiguarda infine l’evoluzione dellanormativa sulla qualità delle for-niture (figura 7), sia in ambitoISO sia in quello più specificolegato alle telecomunicazioni nelquale sono in corso studi avanzatiin Europa e negli Stati Uniti. Siguarda in questo momento conparticolare interesse alle attivitàdi QUEST (QUality Excellence forSuppliers of Telecommunications),organismo nato negli Stati Uniti -al quale aderiscono numerose

secondo luogo l’introduzionenelle normative dei dati diritorno dal campo su prodotti oservizi la cui rilevazione è risul-tata finora in genere problema-tica; infine, esse sono relativeall’estensione delle normative adaltri ambiti di fornitura.

5. Prospettive

Il principale ambito di sviluppodell’attività sarà conseguente alrecente riassetto organizzativo,con la creazione di funzioni d’ac-quisto nell’ambito di ciascunaUnità di Business: il riassettocomporterà infatti verosimil-mente una rimodulazione inchiave organizzativa di partedelle attività descritte, e inchiave di efficacia di businessandrà verificata l’opportunità dimantenere metodologie e stru-menti di valutazione comuni.Un secondo settore di sviluppo èlegato all’attivazione del pro-getto SAP che consentirà sia direndere automatica la ricezionedi alcune importanti informa-zioni sulle forniture, utili in par-ticolare ai fini del vendor rating(ad esempio data di consegna,correttezza della fatturazione) siadi riportare tutte le valutazionisulla qualità a un unico contesto

aziende di servizi e manifattu-riere - che ha sviluppato espressa-mente per il comparto delle tele-comunicazioni le norme TL9000:queste prescrizioni, che rappre-sentano un’evoluzione dellenorme ISO 9000, riguardano spe-cificatamente aspetti di qualifica-zione e di controllo qualità deifornitori e hanno riscosso inte-resse anche da parte di varigestori europei (ad esempio daBT); in ambito EIRUS (EuropeanIn Process Quality Metrics andReliability and QualityMeasurements for TelecommunicationSystem Users) - l’organismo natoall’interno di EURESCOM chestudia le problematiche di qualifi-cazione di fornitori - si sta poivalutando la possibilità di adot-tare le norme in oggetto a partiredal 2001, eventualmente adattatealle esigenze europee.L’eventuale prescrizione dinorme TL9000 potrebbe sempli-ficare le attività di qualificazionetecnica dei fornitori e in prospet-tiva di controllo della qualitàentrante e del vendor rating eandrà naturalmente valutata conle funzioni tecniche specialisti-che.

ISO 9000 - 1994

Evoluzione degli obiettiviAssicurare la conformitàdei prodotti e dei serviziforniti in riferimento a standard prestabiliti

Orientare, in aggiuntaall'obiettivo ISO 9000-1994,i processi al fine di perseguirela soddisfazione del clientemediante la ricerca delmiglioramento continuo

Specializzare le prescrizioni alcomparto delle TLC e consentireai gestori e ai fornitoridi autovalutarsi mediante il confronto omogeneo delleproprie prestazioni con quelle delle aziendeconcorrenti

ISO DIS 9000 : 2000 TL 9000

Figura 7 Evoluzione della normativa sulla qualità nelle telecomunicazioni.

Antonio Di Benedetto si è laureato nel 1974 in Ingegneria Elettronicapresso l’Università La Sapienza di Roma, con il massimo dei voti, ed èstato assunto lo stesso anno in Italcable. Dopo un’iniziale esperienzanella progettazione di software in tempo reale ha curato, comecapoprogetto e poi come responsabile di funzione, la realizzazione disistemi di supervisione e controllo dinamico del traffico telefonicoItalcable che sono stati utilizzati negli anni Ottanta e ha coordinato perotto anni i lavori in UIT sul Network Management. Dal 1991 è statoresponsabile, nella Pianificazione Strategica, della definizione dei pianitecnici pluriennali. Con la costituzione di Telecom Italia, nel ‘94 haassunto la responsabilità degli Acquisti di informatica hardware e di

sistemi integrati e nel ‘99 della funzione Qualità Fornitori.

Roberto Scarponi si è laureato nel 1967 in Ingegneria Elettronicapresso l’Università La Sapienza di Roma, con lode, ed è stato assuntolo stesso anno in Italcable. Dopo un’iniziale esperienza nellaprogettazione tecnica e nell’esercizio e manutenzione di sistemi radio,si è occupato di “organizzazione e sistema informativo”, divenendoneil responsabile. Negli anni Ottanta è stato il responsabile prima degliApprovvigionamenti Tecnici e poi dello “sviluppo nuove iniziative”all’estero. Con la costituzione di Telecom Italia nel ‘94, gli è stataassegnata la responsabilità degli “acquisti di informatica” e quindi dei“sistemi di supporto degli acquisti”. È ora responsabile del“coordinamento acquisti” nell’ambito del “coordinamento strategico e

operativo” di Wireline Services.


Osservatorio

LE COMUNICAZIONI IN PIEMONTE-VALLE D’AOSTA NELCORSO DELL’ULTIMA ALLUVIONE

HANNO RACCOLTO IL PLAUSO

DELLE AUTORITÀ LOCALI E

DELLA STAMPA, E HANNO MESSO

IN LUCE LA QUALITÀ DEL PIANO

MESSO A PUNTO DALL’AZIENDA E

LA TEMPESTIVITÀ DEGLI INTER-VENTI EFFETTUATI CON I

SISTEMI PREDISPOSTI PER QUE-STE EVENIENZE E CON TECNICI

IMPEGNATI A RIPRISTINARE - SIA

PUR CON MEZZI PROVVISORI - IL

SERVIZIO TELEFONICO LOCALE E

NAZIONALE.

1. Descrizione dell’evento

L’alluvione del 15 ottobre 2000ha colpito gran parte del territo-rio del Piemonte e della Valled’Aosta, provocando ingentidanni a persone e a cose.Dal punto di vista della retetelefonica sono stati interrottinumerosi collegamenti in fibraottica tra Torino e Aosta, si sonoallagate numerose centralitelefoniche e alcune sedi diclienti ed è andata in basso isola-

IL NOSTRO PAESE DEVE AFFRON-TARE DI TANTO IN TANTO SITUA-ZIONI DI EMERGENZA LEGATE A

CALAMITÀ NATURALI. IN QUESTI

CASI LA POSSIBILITÀ - O MEGLIO,LA NECESSITÀ - DI GARANTIRE IL

SERVIZIO TELEFONICO DIVENTA

UN DOVERE PER L’OPERATORE

MAGGIORE DELLA RETE. IL RIPRI-STINO DEL SERVIZIO, INFATTI,NON DEVE SOLO CONTRIBUIRE AD

AGEVOLARE GLI INTERVENTI

DEGLI ADDETTI CHE FRONTEG-GIANO QUESTI EVENTI, MA ANCHE

DEVE PERMETTERE DI COMUNI-CARE CON PERSONE DISTANTI

DALLA POPOLAZIONE RESIDENTE

NELLE LOCALITÀ COLPITE.PER RISPONDERE A QUESTE ESI-GENZE TELECOM ITALIA HA

MESSO A PUNTO PIANI DI INTER-VENTO E STRUMENTI; AL TEMPO

STESSO HA PREPARATO UNA PARTE

SCELTA DEL PROPRIO PERSONALE

TECNICO IN MODO DA CONTRA-STARE QUESTI AVVENIMENTI E DA

CONSENTIRE IL RITORNO ALLE

CONDIZIONI NORMALI DEL

SISTEMA TELEFONICO IN TEMPI

RAPIDI.IN QUEST’ARTICOLO SONO RIPOR-TATI ALCUNI DEI PRINCIPALI

INTERVENTI ATTUATI IMMEDIATA-MENTE, NEL CORSO DELL’ALLU-VIONE CHE HA COLPITO IL 15OTTOBRE 2000 VASTE AREE DEL

PIEMONTE E DELLA VALLE

D’AOSTA.ESSI HANNO PERMESSO DI

RIDURRE A TEMPI ASSAI LIMITATI

LE CONDIZIONI DI NON SERVIZIO,O SOLO DI DISSERVIZIO PARZIALE,E QUINDI HANNO CONSENTITO

ALLE POPOLAZIONI DELLE AREE

COLPITE DI COMUNICARE TRA

LORO E CON LE ALTRE REGIONI

DEL PAESE.I RISULTATI OTTENUTI IN QUE-STA SITUAZIONE DI EMERGENZA

mento l’intera rete di distribu-zione; la mancanza di rete elet-trica ha provocato diversi black-out alle centrali telefoniche.Per quanto riguarda il servizio,va segnalata l’interruzione diuna quarantina di centrali (figuraanello regionale) in Valled’Aosta, nel Canavese, nei pressidi Domodossola, in Val Chisone,nel Pinerolese e nel Casalese(circa 81 mila numeri isolati). Sisono interrotti anche cinque col-legamenti internazionali a ele-vata capacità (155 Mbit/s) conripercussioni sul traffico prove-niente dalle reti telefonica, datie radiomobile.Di fronte a una tale situazione dicrisi è stato necessario tralasciare

le normali procedure di ripri-stino, a causa dell’elevatonumero di guasti, e adottaresoluzioni innovative per ripristi-nare il servizio alla clientela ilpiù rapidamente possibile.

2. Organizzazione delle attività

Già dalle prime ore del mattinodel 15 ottobre venivano raffor-zati i presidi, con un intervento

Sergio Nobili, Germano Tartaruga, Renzo Valente

SGTTorino-Vanchiglia SGT

Torino-Isonzo

SGUIvrea

Supervisione

SGU Saint VincentSGU Aosta

Instradamento del traffico diretto verso Aosta e Saint Vincent

Schema dell’anello trasmissivo regionale.


Osservatorio

3. Centro nazionale della retea lunga distanza

La rete nazionale a lungadistanza per il trasporto ad altacapacità di Telecom Italia è con-figurata con un’architettura fles-sibile e dal punto di vista topo-logico è di tipo magliata: la reteè costituita da cinquantaduenodi collegati tra loro medianteuno o più cavi in fibra ottica(archi di rete). In ogni nodo sonopresenti uno o più RED 4/4(Ripartitore Elettronico Digitaledel 4° ordine gerarchico con flussiin ingresso a 140 o a 155Mbit/s)che ne assicurano la flessibilità.La rete è gestita da un sistemacentralizzato di controllo deno-minato SGF (Sistema di Gestionedei Flussi) con sede presso il cen-tro nazionale della rete a lungadistanza di Roma Inviolatella.Questa rete, oltre ad assicurareun alto grado di protezione allevarie direttrici di traffico

Nazionale - uno o più collega-menti tra due nodi della rete -garantisce anche la protezionedelle direttrici del traffico inter-nazionale tra i tre centri IOP

assai rapido del personale, neicentri di supervisione e controlloregionale (NSC) e nazionale(CN) e nei centri operativi; inol-tre veniva predisposta una salapolifunzionale nella quale eranosvolte azioni chiarite più avanti.Dai centri nazionali venivanogestite tutte le attività di rein-stradamento dei flussi trasmis-sivi nazionali e internazionali edel traffico telefonico; dai cen-tri regionali veniva invecesvolta l’attività di reinstrada-mento trasmissivo dei flussiregionali, quella di commuta-zione e venivano coordinati icentri operativi locali, sce-gliendo le priorità di intervento.La conduzione dell’emergenzarisultava tuttavia difficoltosa inquanto l’evento catastroficoaveva comportato la presenza diun elevato numero di allarminei centri di supervisione(regionali e nazionale) e avevadeterminato in conseguenza ilsovraccarico dei sistemi digestione.La violenza dell’alluvione pro-vocava inoltre l’interruzione dinumerosi ponti e la non percor-ribilità di molte strade e auto-strade. Per agevolare lo svolgi-mento di interventi sul territo-rio, si decideva di far operareun tecnico di Telecom nella saladi crisi della Prefettura e dallasede EMERCOM per lagestione di elicotteri. Venivapoi attivata, come si è accen-nato, una sala polifunzionalepresso la sede Telecom diTorino per coordinare le attivitàsul territorio, e si costituiva unatask force Telecom nei centrinazionali per la gestione centra-lizzata degli interventi sullarete e per il supporto logisticoal territorio.Di seguito sono descritte leprincipali attività svolte neicentri nazionali durante l’e-vento, fornendo anzitutto ladescrizione delle caratteristicheprincipali da esse presentate.

(International OPeration) diMilano-Roma-Palermo, inseriticome nodi all’interno della retenazionale connessi ai diversicentri internazionali di altriPaesi.La protezione di rete è realiz-zata mediante l’utilizzo di flussidi scorta, presenti su ogni sin-golo arco di rete, mentre la pro-tezione tra i diversi nodi ope-ranti al confine della rete nazio-nale con le centrali estere, èassicurata dai piani mutual aid.Questi piani sono concordati trai differenti gestori di altri Paesidi telecomunicazioni per ripristi-nare una o più direttrici interna-zionali in caso di guasto.L’applicazione del singolo pianodi mutual aid può interessareanche più di due gestori. Perattuare un’efficace applicazionedi un piano, è quindi necessarioun coordinamento realizzatomediante punti di contatto inse-riti in ogni singolo piano.

L’efficacia dei piani mutual aid èverificata periodicamente tra idiversi gestori simulando guastisulle differenti direttrici interna-zionali.

NUS12 f.o.

Aosta - Ivrea - Alessandria

CHAMBAVE12 f.o. Martignav - Torino

60 f.o. Aosta - Torino

VOLPIANO12 f.o. Chamonix - Torino12 f.o. Martignav - Torino

60 f.o. Aosta - Torino

HONE60 f.o. Aosta - Torino

Punti in cui si sono verificate le interruzioni.


Osservatorio

terreno avvenuti nella località diVolpiano (vedi cartina di pagina129), situata tra i nodi di Torinoe Aosta. L’indisponibilità di que-sto cavo e i sistemi di linea aesso associati riducevano note-

volmente la protezione di retetra i nodi interessati.Le notizie provenienti dall’NSCdel Piemonte sull’efficienza deimezzi trasmissivi restanti nellazona interessata dall’alluvioneerano in allarme. Alle 10,18 ilsistema “SGF” segnalava anche

4. Eventi rilevati nel centronazionale rete a lunga distanza

Alle 6,39 del 15 ottobre, nellasala operativa del centro nazio-nale rete a lunga distanza diRoma, pervenivano dal sistemadi gestione “SGF” della reteRED 4/4 numerose segnalazionidi allarmi su flussi di scorta a140Mbit/s che connettevano inodi di Aosta e Torino. Il perso-nale in turno giornaliero perma-nente (h24) dell’area protezionedi rete, non riscontrando alcunasegnalazione di collegamentodisservito, segnalava all’NSC(Nucleo di Supervisione eControllo) del Piemonte la pre-senza di flussi di scorta inallarme. Da ulteriori controllieffettuati nella banca dati emer-geva che tutti i flussi di scortafuori servizio risultavano appar-tenere al cavo a dodici fibre otti-che Torino-Ivrea-Aosta-Chamonix e che due collega-menti internazionali instradatisu questo cavo non erano inte-ressati dal guasto, in quantoreinstradati con piani mutual aidin un periodo precedente, aseguito dell’incendio nella galle-ria del Monte Bianco.Il cavo successivamente si inter-rompeva per gli smottamenti del

l’interruzione di tre collega-menti internazionali: due traMilano e Ginevra e uno traMilano e Zurigo instradati sulcavo a dodici fibre ottiche Aosta-Ivrea-Alessandria. Allo stessotempo il sistema di gestioneSGF perdeva il controllo delnodo di Aosta (interruzione dientrambi i canali di controllo delRED 4/4 attestati sulla reteITAPAC). Il personale in turnonon poteva eseguire reinstrada-menti su percorsi alternativi inquanto con la perdita del con-trollo sul nodo di Aosta eranovenute a mancare le protezioniresidue di rete tra i nodi diTorino e Aosta. Vista la gravitàdella situazione, dal centronazionale di rete a lungadistanza venivano attivate leprocedure di emergenza perreinstradare i collegamenti inter-nazionali interrotti in accordo

con il centro IOP, mediante l’ap-plicazione di piani mutual aid.Veniva inoltre attivata la proce-dura di coordinamento tra idiversi contact point, previstadagli stessi piani, ed era costi-tuito un gruppo operativo pressoil CN-RLD, per gestire in

Sala operativa del Centro Nazionale per la supervisione della Rete a Lunga Distanza (CN-RLD).

Canalizzazione e fibra ottica divelti sulla strada statale 26, in località Nus.


Osservatorio

rete mediante RED 4/4 sui trecollegamenti internazionaliinterrotti. Alle 13,36 venivacomunicato il ripristino al centroIOP di Milano. Rimaneva tutta-via lo stato di allerta in base allenotizie provenienti dal centrooperativo della ProtezioneCivile, che segnalavano condi-zioni metereologiche in ulteriorepeggioramento.Infatti, alle 16,52 il sistema SGFsegnalava una nuova interru-zione che interessava un collega-mento nazionale tra Aosta eTorino e cinque collegamentiinternazionali (due tra Milano eGinevra, uno tra Milano eZurigo, uno tra Milano eLosanna e l’ultimo tra Milano eFrancoforte). Dai dati presentinella banca dati si accertava l’in-terruzione del cavo ottico adodici fibre Torino-Ivrea-Aosta-

Martigny, tra i nodi di Torino eAosta. Di conseguenza risultavacompletamente isolato il nodo diAosta dalla rete nazionale, ren-dendo inutilizzabile la direttriceinternazionale anche nella trattaAosta-Martigny.Successivamente, a seguito diun’analisi più accurata, si riscon-trava l’interruzione di questo

maniera centralizzata gli inter-venti sulla rete nazionale e perfornire un supporto logisticoall’UTR.Venivano messe in stato diallarme le UTR limitrofe, per-ché fornissero gli autocarrati diemergenza, e venivano fornitigruppi elettrogeni mobili e por-tatili dalle zone limitrofe. I tec-nici, tramite il sistema digestione “SGF”, costituivano icollegamenti previsti dal pianomutual aid, al numero 28D. Ilcavo a fibre ottiche Aosta-Ivrea-Alessandria risultava successiva-mente interrotto sulla strada sta-tale 26 in località Nus per losmottamento della sede stradale.Con il ripristino dei canali dicontrollo del RED 4/4 di Aosta,effettuato dai tecnici dell’UTRutilizzando percorsi alternativi,alle 13,25 il centro nazionaledella rete a lunga distanzariprendeva il controllo del nododi Aosta, recuperando la prote-zione della rete tra i nodi diAosta e Torino. I tecnici del CN-RLD sospendevano quindi l’ap-plicazione dei piani di mutualaid e attivavano la protezione di

cavo avvenuta in diversi punti: epiù precisamente nelle località diChambave e Volpiano.Si decideva, quindi, d’intesa conIOP e con i gestori delle reti deiPaesi confinanti interessati, diapplicare il piano mutual aid alnumero 28D, sospeso in prece-denza. La realizzazione dei collegamentidi soccorso costituiti sulle trattegestite dalla rete RED 4/4 eraultimata alle 20,30, mentre i tran-siti sulle tratte internazionalierano completati alle 21, quandovenivano ripristinati i collega-menti internazionali interrotti.Alle 20 era nuovamente consen-tito il traffico locale con Aosta,utilizzando un ponte radio localea 34 Mbit/s Aosta-Ivrea.Alle 23 era ripristinato il serviziosui cavi in fibra ottica con l’elimi-nazione delle interruzioni.

5. Eventi rilevati nel centronazionale per la rete alunga distanza

In condizioni critiche dellerisorse di rete - nel caso adesempio di guasti - occorreattuare interventi immediati sultraffico telefonico (impiegandola disponibilità residua della

Frana sull’autostrada A5, nei pressi di Chambave.

Sala del CNGT (Centro Nazionale per la Gestione del Traffico) di Telecom Italia.


Osservatorio

(Unità Territoriale Rete), mentreil centro nazionale esegue lasupervisione e il controllo deltraffico interdistrettuale sullarete di transito nazionale.

6. Interventi di gestionedinamica del traffico il15 ottobre 2000

Il 15 ottobre dello scorso anno siè avuto, come si è già detto, iltranciamento in più punti dialcuni cavi ottici, e sono statiregistrati, in tempi diversi, pro-blemi marcati per l’accessotelefonico a Ivrea, Biella,Rivarolo, oltre al completo isola-mento di Saint Vincent e Aosta.Obiettivo primario dellagestione del traffico è statoquello di salvaguardare il funzio-namento degli impianti di com-mutazione, rimasti integri dallacrescita “esplosiva” del numerodelle chiamate che dall’interaItalia si stava indirizzando verso

rete) atti a modificare i normalicriteri di accettazione dellechiamate.Gli interventi perseguono l’o-biettivo di limitare il trafficoche non sarebbe comunquegestito e che causerebbe ilsovraccarico della rete; sonorealizzati attraverso tecniche diintervento sulle centrali telefo-niche consentite dalle presta-zioni NTM (Network TrafficManagement).La gestione del traffico sul ter-ritorio nazionale è oggi svoltada dieci centri territoriali, alivello di NSC (Nuclei diSupervisione e Controllo), e da uncentro nazionale CNGT (CentroNazionale per la Gestione delTraffico) ubicato presso laDirezione Generale di TelecomItalia in Roma.I centri di gestione territorialiprovvedono a effettuare lasupervisione e il controllo deltraffico sulle reti distrettualigestite dall’esercizio dell’UTR

le località interessate.Nell’intera giornata veniva,infatti, registrato un numero dichiamate offerte agli impiantiinterdistrettuali o agli SGT(Stadi di Gruppo di Transito) diTorino Vanchiglia e TorinoIsonzo, molto superiore a quellorilevato nello stesso giorno dellasettimana precedente (figura 1).Per evitare lo stato di conge-stione si attivavano controlli ditraffico di tipo protettivo presentisugli impianti SGT verso gliindicativi distrettuali con mag-gior interesse di traffico, che nonpotevano essere raggiunti per lamancanza di portanti fisicidisponibili.I controlli di tipo protettivo - pro-pri della prestazione NTM -sono infatti funzioni che pos-sono essere impostate nelle cen-trali, e con esse è possibilemodificare i criteri di accetta-zione delle chiamate verso qual-siasi destinazione (arco dinumerazione con diversa

�

21000

105000

93000

81000

69000

57000

45000

33000

9000

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

15 ottobre8 ottobre

Figura 1 Confronto tra i tentativi di chiamata verso l’SGT di Torino Vanchiglia il 15 ottobre 2000 e quelli relativi allo stessogiorno della settimana precedente.


Osservatorio

Ivrea con Torino, non più utiliz-zati dal progetto rete, erano resinuovamente disponibili.Un intervento congiunto tral’NTM dell’Unità TerritorialeRete Piemonte-Valle d’Aosta e ilcentro nazionale permetteva diraggiungere con questi collega-

profondità di cifra).Sono possibili due tipi di con-trolli protettivi in funzione delsistema con il quale le chiamatesono filtrate:• code blocking, ottenuto con unfiltro che agisce bloccando unapercentuale delle chiamate;• call gapping, realizzato con unfiltro di tipo temporale.L’attivazione dei controlli pro-tettivi ha evitato che gli impiantiSGT dell’area colpita fosserosovraccaricati dal picco di traf-fico registrato, causando un peg-gioramento nella gestione dellechiamate dirette verso altridistretti gestiti dagli stessiimpianti SGT.Di seguito si riportano alcuniparticolari più significativi rela-tivi agli eventi occorsi, gli effettiosservati sul traffico e i provve-dimenti attuati sulle direttricimaggiormente colpite.

6.1 Collegamento Torino-Aosta

Alle 10,30 l’interruzione delcavo ottico a dodici fibre Torino-Aosta-Martigny causava il com-pleto isolamento della zona diAosta (figura 2).Alle 16 alcuni collegamenti tra-sversali tra gli SGU di Aosta e di

menti le località di Aosta e SaintVincent, applicando da remoto icontrolli di traffico di tipo espan-sivo, con reinstradamento dina-mico dei prefissi distrettuali pre-cedentemente isolati: i controllidi tipo espansivo TAR (TemporaryAlternative Routing), propri dellaprestazione NTM, sono infattifunzioni disponibili nelle cen-trali con le quali è possibilemodificare temporaneamentel’instradamento preimpostatoverso altre vie che in quelmomento offrono maggiori capa-cità disponibili.L’effetto dell’intervento è statoreso evidente dall’aumento delnumero di chiamate con rispostaverso la località di Aosta, regi-strato tra le 15,45 e le 17. Alle 17l’interruzione di un portantefisico vanificava però quasi deltutto il risultato ottenuto.Alle 22 gran parte delle risorsetrasmissive era riattivata,mediante l’utilizzo di pontiradio, e la situazione tornava gra-datamente alla normalità.

Alcuni impianti danneggiati in località Chambave.

8 9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

100.000

10.000

1.000

100

10

1

Tentativi 15 ottobreRisposte 15 ottobre

Tentativi di riferimentoRisposte di riferimento

Figura 2 Tentativi di chiamata e risposte tra Torino ed Aosta: confronto tra il15 ottobre 2000 e una domenica di riferimento.


Osservatorio

un aumento delle chiamateripetute. Per evitare la concen-trazione di un numero elevatodi chiamate provenienti da loca-

6.2 Collegamento Torino-Saint Vincent

Una situazione analoga si pre-sentava dalle 14 alle 17 a SaintVincent, rimasta totalmente iso-lata (numero di chiamate conrisposta uguale a zero).Anche in questa occasione l’uti-lizzo di un ponte radio predispo-sto per l’emergenza (intorno alle17) consentiva ai nuclei NTM direinstradare in tempo reale lenumerazioni di Saint Vincent equindi di ripristinare progressi-vamente le chiamate andate abuon fine, verso la zona interes-sata, portando il traffico a valorianaloghi a quelli registrati nellastessa giornata della settimanaprecedente (figura 3).

6.3 Collegamento Torino-Rivarolo

A causa del disservizio verifica-tosi per l’alluvione, le chiamateraggiungevano con difficoltà ildistretto di Rivarolo dalle 17circa e i tentativi non andati abuon fine provocavano anche

lità distanti, il centro nazionaleprovvedeva ad applicare dalle21 alcuni controlli del traffico ditipo protettivo.L’intervento evitava che l’ele-vato numero di chiamate ripe-tute causasse un fenomeno disovraccarico sugli impianti dicommutazione (condizione giànota in Telecom Italia e che sipresenta ad esempio nel caso dichiamate di massa), e permet-teva allo stesso tempo il transitodi un numero di chiamate talida avere un tasso di rispostaanalogo a quello registrato nellostesso giorno della settimanaprecedente (figura 4).

7. Conclusioni

L’attività congiunta e coordi-nata dei centri nazionali eregionali ha consentito, nell’e-mergenza causata dall’alluvionein Piemonte, di ripristinare ilservizio offerto alla clientela intempi in genere molto conte-

Tentativi il 15 ottobreRisposte il 15 ottobre

Tentativi di riferimentoRisposte di riferimento

100.000

10.000

1.000

100

10

1

8 9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Figura 4 Tentativi di chiamata e risposte tra Torino e Rivarolo: confronto tra il15 ottobre 2000 e una domenica di riferimento.

Tentativi il 15 ottobre

Risposte il 15 ottobre

Tentativi di riferimento

Risposte di riferimento

10.000

1.000

100

10

1

8 9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Figura 3 Tentativi di chiamata e risposte tra Torino e Saint Vincent: confrontotra il 15 ottobre 2000 e una domenica di riferimento.


Osservatorio

nuti in relazione all’eventocatastrofico che aveva interes-sato quest’area. In particolare:• il traffico internazionale e il

traffico SGU-SGT è statoriattivato in qualche ora;

• il funzionamento di trenta-quattro centrali è stato ripri-stinato in un giorno (24 h);

• undici portanti fisici otticiinterrotti sono stati riattivati(provvisoriamente) semprein un giorno;

• diciotto centralini sono statiripristinati in 8 ore;

• otto sedi di grandi Clientisono state riattivate in 8 ore;

• il sistema radiomobile GSMdella Valle d’Aosta ha avutoun disservizio massimo del60 per cento in alcune areedi servizio.

L’insieme di queste prestazioniche hanno permesso di fronteg-giare le conseguenze di cala-mità naturali è stato reso possi-bile grazie alle caratteristichedei sistemi per la gestione deiflussi internazionali, intervenuticon tempestività, all’interventocoordinato dei nuclei di traffico,territoriale e nazionale, ai mezzid’emergenza, all’attività coordi-nata CN, NSC, CentriOperativi, all’ausilio offerto daaltre UTR ed all’attiva collabo-razione di fornitori e di impresedi rete.La risposta che è riuscita a for-nire Telecom Italia per ripristi-nare il servizio TLC, dopo idanneggiamenti causati da que-sto evento, ha quindi messo inluce che le predisposizioni pre-viste sui sistemi di gestione, lepossibilità offerte dai sistemi ditrasporto alternativi e la stessapreparazione di uomini e mezziper fronteggiare queste situa-zioni di emergenza, sono tali darispondere in maniera rapida edefficiente anche in un caso pra-tico quale quello qui trattato,che ha avuto caratteristiche diparticolare eccezionalità.

Sergio Nobi l i si è laureato nel 1996 in Ingegneria del leTelecomunicazioni presso l’Università degli Studi “La Sapienza” diRoma. Nello stesso anno è stato assunto in Telecom Italia presso laDirezione Generale, dove si è occupato della Gestione Dinamica delTraffico nell’ambito della linea Esercizio e Gestione Operativa dellaDirezione Rete. Nel 1998 è diventato responsabile del SupportoSpecial ist ico per l ’NTM (Network Traff ic Management) ,collaborando con CSELT nella diffusione della cultura dellaGestione del Traffico nei dieci Nuclei Controllo Traffico, in ambitoCSOT, e del centro nazionale gestione traffico, in ambito della

Direzione Generale. Opera attualmente nella funzione Gestione Traffico e Misuredella linea Service Assurance della Funzione Rete, ricoprendo la posizione diresponsabile del centro nazionale gestione traffico per la supervisione e il controllo deltraffico interdistrettuale, di quello da e verso operatori interconnessi fissi e mobili, edel traffico entrante/uscente dalle centrali internazionali.

Renzo Valente si è laureato a pieni voti in Ingegneria Elettronicapresso il Politecnico di Torino nel 1990. Dopo la laurea è vissuto unanno in USA per ulteriori specializzazioni; al ritorno in Italia halavorato presso la Texas Instruments, come ingegnere di processo.Nel 1992 è entrato in Telecom Italia, all’epoca SIP, nel settoreEsercizio, occupandosi di apparati trasmissivi. Ha contribuitoall’introduzione della rete sincrona (SDH) in Telecom Italia,curando anche la pubblicazione di un testo sull’SDH. Da ottobre2000 è il responsabile della funzione trasmissioni in ambito ReteService Assurance.

Germano Tartaruga si è laureato in Ingegneria Elettronica pressol’Università degli Studi “La Sapienza” di Roma nel 1982. Dopo unperiodo trascorso come ricercatore presso la Fondazione “UgoBordoni”, dove ha svolto studi sulla trasmissione a pacchetto delsegnale vocale, è entrato in Telecom Italia, all’epoca SIP, nel 1984per occuparsi inizialmente di apparati d’utente (PABX, LAN, …).Successivamente ha seguito numerose attività, prima in Ingegneriadi Commutazione poi in Esercizio, dal Progetto Pilota ISDN alleReti Speciali (Telefonia Pubblica, Decade 1) alla tecnica Ericsson edalla Rete Intelligente, principalmente in Direzione Generale. Ha,

comunque, maturato anche un’esperienza territoriale, come responsabile di Area diEsercizio dal ’94 al ’96. Dal gennaio 2000 è responsabile del la funzioneWS.RT.SA.GTM, dove coordina attività di gestione dinamica del traffico, analisi equalità del traffico e della tassazione, system administration dei sistemi di gestione econtrollo.


News

A PARTIRE DALLA DATA DI AVVIO DELLA LIBERALIZZAZIONE DELLA

T E L E F O N I A F I S S A, 1 G E N N A I O 1998, I L D E C O L L O E I L C O N S O-L I D A M E N T O D E L L A C O N C O R R E N Z A H A N N O AT T R AV E R S AT O FA S I

FORTEMENTE CONDIZIONATE DALLE CARATTERISTICHE STRUTTURALI

D E I M E R C AT I TA L I D A R I C H I E D E R E L’I N T E RV E N T O D E L L A

R E G O L A M E N TA Z I O N E. L’A Z I O N E D E L R E G O L AT O R E È, I N FAT T I,FUNZIONALE ALL’ELIMINAZIONE DI BARRIERE - ANCHE DI NATURA

ISTITUZIONALE - E ALLA DEFINIZIONE DI NUOVE REGOLE PER FAVORIRE

FORME EQUILIBRATE DI SVILUPPO. LA CRESCITA DEL NUMERO DI

OPERATORI HA, INOLTRE, RESO ANCOR PIÙ NECESSARIE AZIONI DI

CONTROLLO E HA ALIMENTATO I CONTENZIOSI, ACCRESCENDO LE

FUNZIONI DI ARBITRATO DELL’AUTORITÀ DI SETTORE A CAUSA DELLA

NATURA CONFLITTUALE DI MOLTE RELAZIONI CHE CARATTERIZZANO IL

SETTORE DELLE TELECOMUNICAZIONI FISSE E MOBILI. Se il 1998 è stato l’anno di avvio della cosiddetta full competition nelsettore del le telecomunicazioni , i l 1999 è stato l ’anno del laregolamentazione, che ha avuto l’obiettivo di favorire il decollo el’operatività della concorrenza. Nel corso del 2000 l’attività diregolamentazione del l ’Autor i tà ha accentuato l ’az ione dispecificazione e di adattamento delle regole europee a un contesto dimercato nazionale in continuo mutamento. Basti citare, ad esempio,la recente decisione del Parlamento (ddl n. 7280 approvato nellaseduta del 21 dicembre 2000 e passato al vagl io del Senato)riguardante la parificazione giuridica degli ISP (Internet ServiceProvider) agli operatori dotati di licenza. In base al suddetto decretolegge, se approvato definitivamente, gli ISP avranno diritto a fruiredel le condizioni economiche appl icate agl i organismi ditelecomunicazioni titolari di licenza individuale sulla base del listinodi interconnessione pubblicato da Telecom Italia. L’anno 2001,quindi, non potrà che registrare un’ulteriore accelerazione da partedel l ’Autori tà nel la direzione non tanto di definire i l quadroregolatorio di riferimento - in gran parte già definito - quanto dipresiedere l’operatività che le delibere pubblicate prevedonosecondo criteri di equità, trasparenza e non discriminazione traTelecom Italia, da un lato, e gli Operatori e gli ISP dall’altro.Qui di seguito è descritto il contesto europeo in cui si collocal’attività dell’Autorità nazionale e le principali delibere da essamesse a punto nel corso dell’anno 2000, soffermandosi in particolaresugli aspetti riguardanti l’interconnessione.

¨¨¨¨¨

LE POLITICHE E LE DIRETTIVE COMUNITARIE COSTITUISCONO UN

PUNTO DI RIFERIMENTO PER I PAESI MEMBRI E AGISCONO DA VOLANO

A L F I N E D E L L’A C C E L E R A Z I O N E D E L P R O G E T T O D E L L’UN I O N E

EUROPEA SULLA REALIZZAZIONE DI UN MERCATO COMUNE DELLE

I N F R A S T R U T T U R E E D E I S E RV I Z I D I T E L E C O M U N I C A Z I O N I . LE

AUTORITÀ NAZIONALI DI REGOLAMENTAZIONE ASSUMONO, QUINDI, UN

RUOLO DECISIVO NEL PROCESSO DI ATTUAZIONE DELLE POLITICHE DI

REGOLAMENTAZIONE DEL SETTORE DELLE TELECOMUNICAZIONI

DELINEATE A LIVELLO COMUNITARIO.

PREMESSA

OSSERVATORIO SULLA

REGOLAMENTAZIONETECNICA RELATIVAALL’INTERCONNESSIONE(ANNO 2000)

ATTUAZIONE DELLE POLITICHEDELL’UNIONE EUROPEA


News

A tale riguardo, è interessante sottolineare che sono stati attivati daparte delle principali Società di telecomunicazioni europee degli studidi Market Analysis a seguito della pubblicazione da parte dellaCommissione Europea delle cosiddette Draft Directives aventil’obiettivo di definire il futuro quadro regolamentare Europeo delle retie dei servizi di comunicazione ed in particolare un nuovo modello diintervento delle autorità nazionali di regolamentazione. In funzione deirisultati ottenuti, infatti, verrà definito un nuovo modello di interventodelle autorità nazionali volto a imporre/mantenere/eliminare leobbligazioni regolamentari dai mercati analizzati. Questo orientamentoeuropeo costituisce per Telecom Italia un’opportunità per modificarel’attuale dinamica regolamentare descritta nel presente articolo e perchiedere all’autorità, con maggiore enfasi rispetto ad oggi, di giustificarele proprie decisioni sulla base del contesto competitivo di ciascunmercato. Per quanto riguarda l’Italia, l’attività di regolamentazione nel campo delletelecomunicazioni è partita con un certo ritardo rispetto ai principali Paesieuropei, anzitutto sul piano legislativo e, in secondo luogo, su quellodell’attuazione del processo di liberalizzazione attraverso laregolamentazione: infatti, da un lato le direttive comunitarie sono staterecepite con ritardo rispetto agli altri Paesi europei mentre alcune sonoancora in fase di adozione; dall’altro, l’Autorità è stata costituita solo dopola prima metà del 1998 quindi con un sensibile ritardo rispetto alla data diinizio del processo di liberalizzazione.

¨¨¨¨¨

L’attività dell’Autorità, nel corso dell’anno 2000, ha avuto l’intentoprincipalmente di: • accelerare le procedure di entrata nel mercato e di migliorare le condizioni

esistenti attraverso una corretta gestione del piano nazionale di numerazionee la razionalizzazione dell’uso dello spettro radiomobile;

• promuovere la concorrenza sul mercato dei servizi voce e dati attraverso regole perl’interconnessione e l’uso delle reti degli operatori con notevole forza di mercato;

• spingere verso una maggiore efficienza e semplificazione delle condizionieconomiche di offerta dei servizi telefonici alla clientela finale;

• favorire la concorrenza sul mercato locale e dell’accesso;• incentivare lo sviluppo di nuovi mercati e l’innovazione dei servizi nell’ottica

della convergenza.

¨¨¨¨¨

COME È STATO PRIMA ACCENNATO L’AUTORITÀ HA VOLUTO ANZITUTTO

PROMUOVERE LA CONCORRENZA SUL MERCATO DEI SERVIZI VOCE E DATI

MEDIANTE L’USO DELLE RETI DEGLI OPERATORI AVENTI NOTEVOLE FORZA

DI MERCATO. Nei due riquadri che seguono sono descritte le principali caratteristiche diciascuna delibera riguardante - direttamente o indirettamente -l’interconnessione, suddividendo le stesse in funzione dell’organismocostituente l’Autorità che le ha prodotte e sono classificate in baseall’argomento trattato. La normativa prodotta dall’Autorità per le Garanzienelle Telecomunicazioni é prelevabile dal sito “www.agcom.it”.

ATTIVITÀ DELL’AUTORITÀNAZIONALE

CENNI AI CONTENUTI DELLEDELIBERE RELATIVEALL’INTERCONNESSIONEPRODOTTE NEL CORSODELL’ANNO 2000

News

• Introduzione del principio generale per cui i ricavi derivanti dai servizi connumerazione non geografica spettano integralmente all’operatore al quale èstata assegnata la relativa numerazione. All’operatore dalla cui rete si origina lachiamata spettano invece i ricavi per il trasporto della comunicazione e glieventuali ricavi relativi alla prestazione di fatturazione e alla copertura delrischio di insolvenza;

• inserimento nell’OIR delle condizioni tecniche ed economiche per l’accessoai servizi di emergenza e di pubblica utilità a livello di SGU;

• inserimento nell’OIR delle condizioni tecniche ed economiche per lafornitura di servizi di accesso da remoto ai servizi interni di rete di unoperatore interconnesso;

• inserimento nell’OIR del servizio di accesso da parte di abbonati di TelecomItalia alla rete privata virtuale di un altro operatore assegnatario dellanumerazione alle stesse condizioni dei servizi di raccolta;

• predisposizione delle condizioni per l’accesso al numero unico e al numeropersonale di Telecom Italia.

• Inammissibilità del contributo annuo integrativo per il servizio di accesso suuna linea preselezionata pubblicato nell’appendice all’OIR per Telecom Italiadel luglio 1999.

• Applicazione del principio generale della delibera n.1/00/CIR con riferimentoalle condizioni economiche per i servizi d’accesso di altri operatori ai servizi dipubblica utilità 1515, 1518, 1530 e dei servizi audiotex di Telecom Italia;

• indicazione delle condizioni economiche per remunerare le eventuali attivitàdi fatturazione e il relativo rischio di insolvenza nel caso di servizi di accesso aiservizi non geografici di altri operatori da parte di abbonati di Telecom Italia;

• chiarimento sulle procedure tecniche e sulle condizioni economiche per larichiesta e per la fornitura del servizio di transito per le numerazioni nongeografiche di operatori terzi sia nel caso di direct billing tra operatori, sia nelcaso in cui Telecom Italia svolga attività di intermediazione finanziaria;

• inserimento nell’OIR delle modalità tecniche e delle condizioni economichedi fornitura dei seguenti servizi di accesso di abbonati di Telecom Italia allenumerazioni non geografiche assegnate all’operatore interconnesso e previsteall’interno del piano di numerazione nazionale quali: tariffa premio (144 e166); tariffazione specifica (892, 899); numero unico (199X); numero personale(178X(Y)) e, infine, decade 7;

• modifica dei valori per le tariffe per il trasporto commutato a livello di SGU(picco 14,5 Lit/min, fuori-picco 10,2 Lit/min) ed SGT (picco 25,8 Lit/min,fuori-picco 18,1 Lit/min);

Principali contenutiDeliberaArgomento

OIR (Offerta diRiferimento diInterconnessione)

1/00/CIR Valutazione e richiesta dimodifica dell’OIR diTelecom Italia del luglio1999

3/00/CIR Disposizioni relativeall’appendice all’OIR1999 di Telecom Italia.Servizi di interconnessionefinalizzati all’offertadelle prestazioni dicarrier preselection e dinumber portability

10/00/CIR Valutazione e richiestadi modifica dell’OIR diTelecom Italia 2000

DELIBERE PUBBLICATE DALLA CIR (COMMISSIONE PER LE INFRASTRUTTURE E LE RETI)


News

• eliminazione della quota aggiuntiva sulle tariffe di trasporto del trafficocommutato per il servizio di accesso di abbonato di Telecom Italia ai serviziinterni di rete forniti di un altro operatore;

• inserimento di condizioni tecniche ed economiche per la fornitura deicollegamenti trasmissivi di interconnessione e delle interfacce di rete a34 Mbit/s e a 155 Mbit/s;

• inserimento delle condizioni tecniche di fornitura dei circuiti parziali a64 kbit/s di lunghezza fino a 5 km; a 2 Mbit/s di lunghezza fino a 5 km; a34 Mbit/s di lunghezza fino a 2 km e a 34 Mbit/s di lunghezza fino a 5 km traun punto terminale di rete ed il nodo dell’operatore interconnesso allo scopodi consentire all’operatore interconnesso di fornire un servizio finale di lineeaffittate;

• integrazione dell’OIR - su richiesta dell’Autorità e in coerenza con offerte“forfettarie” praticate da parte di Telecom Italia alla clientela finale - con unservizio di interconnessione su base “forfettaria”.

• Obbligo di fornitura di servizi di accesso disaggregato da parte di TelecomItalia sia sulla rete di distribuzione in rame, sia sulla rete in fibra ottica; questedue forme consentono l’accesso alla rete locale tramite risorse trasmissivefisiche;

• obbligo di fornitura da parte di Telecom Italia di un servizio di canalenumerico, mediante il quale l’operatore alternativo realizza l’accesso all’utenteattraverso risorse e sistemi trasmissivi di Telecom Italia: in questo modo si haun accesso di tipo logico;

• definizione di altri servizi di tipo accessorio, funzionale e di supporto ai servizidi accesso quali il servizio di prolungamento dell’accesso e il servizio di co-locazione.

• Fornitura delle informazioni sui siti di co-locazione a seguito dellamanifestazione di interesse di un operatore ad accedere all’offerta diriferimento per i servizi di accesso disaggregato alla rete locale Telecom Italiaentro cinque giorni dalla richiesta. In particolare essa comprende: l’elenco deisiti comprensivo della denominazione convenzionale del sito utilizzata daTelecom Italia; l’ubicazione geografica; le mappe relative all’area servita; ilnumero di linee attestate; gli archi di numerazione afferenti; la centrale locale(SGU) di riferimento e le informazioni circa gli spazi e le tipologie di co-locazione disponibili;

• sottoscrizione di un impegno preliminare di confidenzialità da partedell’operatore che richiede le informazioni suddette;

• predisposizione e aggiornamento, a cura di Telecom Italia, di una banca daticontenente le informazioni sulle disponibilità di spazi di co-locazione neisingoli siti;

• gestione degli ordinativi relativi ai servizi di co-locazione e di prolungamentodell’accesso in modo indipendente, preliminare e non subordinato ad alcunamanifestazione preventiva di volontà da parte del cliente finale;

• trasmissione dell’ordine dall’operatore a Telecom Italia in formato elettronicoo cartaceo;

• gestione unitaria da parte di Telecom Italia in caso di richiesta contestualedella prestazione di portabilità del numero con l’attivazione dei servizi diaccesso disaggregato alla rete locale;

• comunicazione all’operatore da parte di Telecom Italia di data e ora perl’attivazione del servizio di accesso disaggregato e, ove richiesto, del serviziodi portabilità del numero con cinque giorni di anticipo;

ULL (UnbundlingLocal Loop -Accessodisaggregatoalla rete locale)

2/00/CIR Linee guida perl’implementazione deiser vizi di accessodisaggregato a livello direte locale e disposizioniper la promozione delladiffusione dei serviziinnovativi

13/00/CIR Valutazione dell’offertadi riferimento di TelecomItalia avente ad oggettogli aspetti tecnici eprocedurali dei servizidi accesso disaggregato alivello di rete locale eprocedure per le attivitàdi predisposizione edattribuzione degli spazidi co-locazione



News

• eliminazione, con riferimento al servizio di co-locazione e servizio diprolungamento dell’accesso presso un sito adiacente, delle seguenticondizioni proposte da Telecom Italia: vincolo di 100 m relativo alla distanzamassima tra il sito dell’operatore e il perimetro dell’edificio di centrale diTelecom Italia; divieto per l’operatore di installare all’interno degli spazi di co-locazione apparati di accesso con funzionalità integrate;

• introduzione del servizio di prolungamento dell’accesso mediante portantetrasmissivo;

• inserimento delle condizioni tecniche ed economiche del servizio di co-locazione virtuale entro il 31 marzo 2001;

• realizzazione dell’interconnessione tra operatori all’interno degli spazi di co-locazione, per condividere la capacità trasmissiva uscente dal sito di co-locazione;

• SLA (Service Level Agreement) con i seguenti tempi massimi di fornitura per iservizi di accesso disaggregato: rete in rame (7-10 giorni lavorativi); rete infibra ottica, canale numerico e prolungamento dell’accesso (15-20 giornilavorativi); studio di fattibilità per co-locazione (15 giorni lavorativi); co-locazione in centrale (90 giorni lavorativi);

• corresponsione di una penale all’operatore nel caso in cui Telecom Italia nonrispetti i tempi massimi di consegna sopra indicati;

• condizioni sul processo di richiesta e predisposizione dei siti di co-locazione:1) Telecom Italia fornisca all’Autorità, e agli operatori che ne facciano richiestaentro dieci giorni lavorativi dalla data di notifica della delibera, tutte leinformazioni sui siti di co-locazione; 2) entro dieci giorni lavorativi dalla datadi disponibilità delle informazioni gli operatori interessati comunicanoall’Autorità un numero massimo di 1.500 siti di interesse, con l’indicazione,per ciascun sito, delle richieste di spazio e del livello di priorità attribuito allemedesime richieste; 3) entro dieci giorni dalla ricezione delle manifestazionedi interesse da parte degli operatori, l’Autorità elabora le richieste pervenute ecomunica a Telecom Italia ed agli operatori la graduatoria dei cinquecento sitiche hanno raccolto il maggior numero di manifestazioni di interesse; 4) entrocinque giorni, gli operatori, per i siti individuati, sono tenuti a inviare, aTelecom Italia e all’Autorità, la richiesta di spazi di co-locazione; TelecomItalia, in caso di esito positivo dello studio di fattibilità, avvia lo studio difattibilità; gli operatori interessati confermano entro cinque giorni a TelecomItalia l’ordine relativo ai singoli siti; infine, Telecom Italia avvia i lavori dipredisposizione dei siti;

• cadenza trimestrale del processo sopra descritto. Per la prima attuazione sonopreviste due ulteriori fasi da avviare entro il 15 aprile 2001 ed entro il 15 luglio2001;

• disponibilità di uno spazio costituito da un modulo standard per l’installazioneda parte dell’operatore di due telai di dimensioni 600x300x2200 mm, ovverodi un telaio di dimensioni 600x600x2200 mm per una superficie pari adalmeno 3 mq per l’attestazione di almeno 2 mila coppie in rame, oppure, 1.800coppie e trentadue cavi coassiali, nonché dal permutatore ottico per almenoventi fibre;

• limite di 2 kW per la potenza dissipabile in ciascun modulo standard;

• obbligo per gli operatori che hanno richiesto la disponibilità nelle salededicate all’interconnessione di utilizzare questi spazi anche ai finidell’accesso disaggregato;

• la proroga delle attività dell’UPIM, riportate nella delibera 5/00/CIR, fino al30 giugno 2001.



News

• Noleggio mensile relativo alla fornitura di coppie simmetriche in ramein sede d’utente pari a: per POTS, ISDN BRA Lit. 22.200; per ADSLLit. 24.300; per due coppie simmetriche in rame in sede d’utente perHDSL, ISDN PRA Lit. 43.000; per due coppie simmetriche in rame persistemi DECT Lit. 33.200;

• contributo impianto relativo alla fornitura di coppie in rame in sede d’utentepari a: per ISDN BRA, POTS Lit. 174.400 (coppia attiva) e Lit. 205.300(coppia non attiva); per due coppie simmetriche in rame in sede di utenteper HDSL, ISDN PRA Lit. 193.700 (coppia attiva) e Lit. 257.300 (coppianon attiva); per due coppie simmetriche in rame impiegate per sistemiDECT Lit. 224.600;

• contributi aggiuntivi relativi alla fornitura di coppie in rame pari a:qualificazione di una coppia singola da impiegare per l’ADSL Lit. 74.800;intervento di manutenzione a vuoto: Lit. 180.000; lavori in rete didistribuzione per predisposizione di una singola coppia simmetrica in rame:Lit. 37.400; lavori in rete di distribuzione per predisposizione di due coppiesimmetriche in rame: Lit. 56.100;

• contributo di disattivazione: Lit. 81.000;

• contributo per la qualificazione di una coppia da impiegare per l’ADSL daaddebitare solo nel caso in cui la coppia non sia stata già qualificata;

• contributo di disattivazione da addebitare solo nel caso in cui la lineadisattivata rimanga non attiva, ovvero nel caso in cui l’utente non richiedal’attivazione del servizio verso Telecom Italia o verso altro operatorelicenziatario;

• noleggio mensile relativo alla fornitura di collegamenti in fibra ottica pari adue fibre: Lit. 1.145.400; quattro fibre Lit. 1.456.800;

• contributi impianto relativi alla fornitura di collegamenti in fibra ottica pari adue fibre: Lit. 319.000; quattro fibre: Lit. 376.800;

• contributi per la disattivazione di due fibre: Lit. 112.200; per la disattivazionedi quattro fibre: Lit. 168.400;

• contributo di disattivazione da addebitare solo nel caso in cui la lineadisattivata rimanga non attiva, ovvero nel caso in cui l’utente non richiedal’attivazione del servizio verso Telecom Italia o verso altro operatorelicenziatario;

• condizioni economiche per il servizio di co-locazione che prevedono:l’eliminazione del contributo per la manutenzione delle aree di verde el’eliminazione del contributo per la formazione del personale;

• costo dello studio di fattibilità pari a Lit. 7.755.000 da suddividere tra tutti glioperatori che manifestano interesse verso un singolo sito;

• condizioni economiche del servizio di canale numerico e di servizio diprolungamento dell’accesso da precisare in un provvedimento separato;

• effetto retroattivo dei suddetti provvedimenti dalla data di pubblicazionedell’Offerta di Riferimento del 12 maggio 2000 per l’accesso disaggregato allarete locale.

• Limite di 12 mila attivazioni minime giornaliere per la prestazione di Carrierpreselection da parte di Telecom Italia;

• tempo massimo di attivazione della prestazione per tutte le tipologied’impianto pari a dieci giorni lavorativi dalla data della richiesta;

• ordinativo da far trasmettere a Telecom Italia dall’operatore preselezionato informato elettronico o cartaceo.

CPS (CarrierPreSelection)

14/00/CIR Valutazione dellecondizioni economichedei servizi di accessodisaggregato a livello direte locale contenutenell’offerta di riferimentodi Telecom Italia del 12maggio 2000

4/00/CIR Disposizioni sullemodalità relative allaprestazione di carrierpr e s e l e c t i on e su icontenuti degli accordidi interconnessione



News

• Data di sottoscrizione del contratto tra l’utente e l’operatore preselezionatocome elemento temporale certo: ad esso fanno riferimento le disposizioniconcernenti i rapporti tra l’operatore d’accesso e lo stesso operatorepreselezionato che in qualsiasi modo incidano sull’utente finale, conparticolare riferimento alla gestione degli ordinativi di preselezione eall’attivazione del servizio.

• Fornitura della prestazione malgrado eventuali situazioni di morosità, diinsolvenza o di ritardo nei pagamenti di un cliente nei confronti dell’operatoredonor/donating;

• tempo massimo di attivazione della prestazione per tutte le tipologied’impianto, fissato in 15 giorni lavorativi dalla data della richiesta;

• ordinativo da trasmettere dall’operatore recipient a quello donating in formatoelettronico o cartaceo.

• Istituzione di un UPIM (Unità per il monitoraggio del Processo diIMplementazione) per i servizi di accesso disaggregato a livello di rete locale,portabilità del numero e preselezione dell’operatore;

• agevolazione del processo di realizzazione dei servizi di accesso disaggregato edi quello dei servizi di preselezione dell’operatore e di portabilità del numero.

• Termine dei lavori dell’unità fissata per il 31 dicembre 2001;

• realizzazione della sperimentazione progettata dal Comitato per la qualità deiservizi di interconnessione dei parametri di qualità individuati;

• definizione di un sistema di monitoraggio con riferimento al funzionamentodelle reti interconnesse.

• Accesso disaggregato a livello di rete locale. Chiarimenti sull’attività disperimentazione: la sperimentazione riguarda esclusivamente i servizi di accessodisaggregato su portante in rame, di co-locazione e di prolungamentodell’accesso; la sperimentazione ha luogo in tre città (Milano dall’1 ottobre al31 dicembre 2000, Roma e Torino dal 31 ottobre al 31 dicembre 2000) in unnumero limitato di siti SGU (dodici in totale) nei quali Telecom Italia hapredisposto gli spazi e le infrastrutture necessarie. Ogni operatore può scegliereuna o due diverse città e tre siti SGU in ognuna di esse. La sperimentazioneriguarda tutte le linee collegate agli SL colocati presso gli SGU più quelle chefanno capo a un numero limitato (uno o due) di SL remoti. Il numero massimodi utenti per SGU e per operatore è pari a 500 per sito di co-locazione (centoutenti al più nel primo mese, con una crescita di 200 clienti al mese per i duemesi successivi). Sedici operatori hanno firmato il contratto di sperimentazione(Telexis, E-planet, Fastweb, Lombardiacom, Infostrada, Colt, Wind, Edisontel,Albacom, Blixer, Acea-Telefonica, KPN-Qwest, Netesi, Noi.com, Aexis, Picus).La sperimentazione esclude il servizio di accesso alla fibra;

• Carrier preselection: Telecom Italia ha reso disponibile la prestazione di carrierpreselection dal 15 febbraio 2000 in maniera progressiva sul territorionazionale; da luglio 2000 la prestazione è operativa su l’intero territorio

NP (NumberPortability)

UPIM (Unità per ilmonitoraggio delProcesso diIMplementazionedei servizi di ULL, NP e CPS)

9/00/CIR Disposizioni relativeall’attivazione delser vizio di carrierpreselection: data diso t tos cr iz ione de lcontratto di utenza

7/00/CIR Disposizioni sullemodalità relative allaprestazione di numberpor tab i l i t y e su icontenuti degli accordidi interconnessione

5/00/CIR Monitoraggio del processodi implementazione dei ser-vizi di accesso disaggregatoa livello di rete locale,number portability e car-rier preselection

12/00/CIR Istituzione dell’unitàper la sperimentazione,la definizione e l’im-plementazione di uns i s t ema di monito-raggio dei livelli diqualità nei servizi diinterconnessione e deglieventi critici per l’inte-roperabilità delle retiinterconnesse

Informativa su: Stato di avanzamentodei processi di imple-mentazione dell’accessodisaggregato alla rete lo-cale, carrier preselection enumber portability



News

nazionale. Fino al 10 ottobre 2000 sono stati firmati trentaquattro contratti dicarrier preselection. Il principale motivo finora di rifiuto degli ordinativi da partedi Telecom Italia risulta essere stato causato da valori errati del codice fiscaledel cliente e, in particolare, da un’errata associazione tra codice fiscale enumero telefonico;

• Number Portability: la fornitura di questa prestazione è stata completata nelluglio 2000. Fino al 10 ottobre 2000 sono stati siglati undici contratti diNumber Portability.

• Inserimento nell’OIR di Telecom Italia della numerazione per Internetattribuendo una porzione della decade 7 a tale scopo;

• modalità di assegnazione della numerazione per servizi non geografici atariffazione specifica con addebito al chiamante, con attribuzione dei codici899 e 892 e con possibilità per l’operatore assegnatario di definire tariffediverse in relazione allo specifico valore del servizio offerto.

• Lunghezza massima di 11 cifre per il numero significativo nazionale nel pianoorganizzato per servizi;

• assegnazione di numeri significativi con lunghezza di 11 cifre a partire dal29 dicembre 2000 per numerazioni di utente con prima cifra “1” dopol’indicativo di distretto.

• Contributo al fondo per il servizio universale per il 1999 da parte delleseguenti Società: Telecom Italia per il 57,1 per cento; Infostrada per l’1 percento; Omnitel Pronto Italia per il 13,8 per cento e Telecom Italia Mobile peril 28,1 per cento dell’importo totale.

• Offerta del servizio di CVP (Canale Virtuale Permanente) in manieradisaggregata nelle seguenti componenti di base: modem in sede d’utente,raccolta dalla sede dell’utente al DSLAM (Digital Subscriber Line AccessModule) connettività urbana dal DSLAM alla rete ATM (AsynchronousTransfer Mode) di Telecom Italia, connettività dal nodo dell’operatore al nodoATM di Telecom Italia;

• offerta wholesale di Telecom Italia disponibile in tutti gli ambiti geografici incui i servizi basati sulle tecnologie x-DSL/SDH sono offerti all’utenza finale;

• offerta del servizio con l’opzione tra l’accesso con un’interfaccia ATM el’accesso con un’interfaccia Frame Relay senza differenza di prezzo;

• offerta wholesale di Telecom Italia con inclusione di tutte le modalitàtecniche, comprensive delle relative condizioni economiche per la fornitura diservizi di accesso tramite tecnologie x-DSL da 2 a 8 Mbit/s, presentinell’offerta all’utente finale, compresi anche quelli basati sull’uso di un unicoVC (Virtual Circuit);

• possibilità di utilizzo di trasporto interurbano tramite reti di operatori terzi;

• utilizzo delle interconnessioni o degli accessi alla rete ATM di Telecom Italiaeventualmente già esistenti;

• offerta a condizioni wholesale per il servizio opzionale di trasporto ATM ditipo geografico e per il servizio opzionale di collegamento tramite CDN a 2;34; 155; 622 Mbit/s fra i nodi ATM di Telecom Italia e quelli degli OLO.Relativamente alle componenti SDH del servizio in via temporanea e inattesa della disponibilità dell’accesso disaggregato alla rete locale in fibraottica, l’offerta wholesale dovrà essere estesa agli analoghi servizi offerti sutecnologia SDH (capacità fino a 34 e a 155 Mbit/s). L’estensione è dispostatemporaneamente e rimane in vigore per almeno sei mesi dopo l’effettivarealizzazione dell’accesso disaggregato con la rete locale in fibra ottica;

PNN (Piano diNumerazioneNazionale)

SU (ServizioUniversale)

CVP (CanaliVirtualiPermanenti)

6/00/CIR Piano di numerazionen e l s e t t o r e d e l l etelecomunicazioni edisciplina attuativa

11/00/CIR Variazione de l lalunghezza massima delnumero significativonazionale

8/00/CIRApplicabilità del meccanismo di ripartizionedel costo netto del serviziouniversale per l’anno 1999

15/00/CIR Condizioni economiche emodalità di fornituradel servizio di canalevirtuale permanente dicui all’art. 5 delladelibera n. 2/00/CIR:principi generali eapplicazioni specifiche inrelazione ai servizicommerciali X-DSL diTe l e c o m I t a l i adenominati Ring e FullBusiness Company



News

• condizioni economiche richieste per questa offerta, che includono il modem e laconnettività urbana, non superiori ai livelli risultanti dall’applicazione dei seguentisconti per l’offerta wholesale (nelle diverse capacità previste) sia nella modalità aconsumo sia nella modalità prepagata (Ring e Full Business Company). Per l’attivazione:30 per cento; canone annuo: – 30 per cento; prezzo per Mbyte: 30 per cento;

• componenti di offerta accessorie (quali modem o connettività urbana) valutateanche separatamente, al fine di presentare un’offerta wholesale opportunamentedisaggregata, alle seguenti condizioni economiche: modem in sede d’utente: costoannuo Lit. 240 mila; connettività urbana costo annuo Lit. 600 mila;

• condizioni economiche dell’offerta con modalità forfettaria per capacità di2 Mbit/s: attivazione: Lit. 350 mila; canone annuo: Lit. 4,1 milioni; prezzo perMbyte non previsto;

• SLA (Service Level Agreement) che contiene tutti gli elementi relativi agli standard diqualità e alle modalità di fornitura del servizio wholesale e che prevede penalicongrue per il ritardo o per il mancato adempimento agli obblighi contrattuali;

• fornitura da parte di Telecom Italia all’Autorità, con cadenza annuale di alcuneinformazioni. In particolare: l’elenco della capacità wholesale venduta; il numero deiclienti attivati; i tempi a consuntivo per lo studio di fattibilità; i tempi a consuntivoper l’attivazione degli accessi richiesti e fornitura del servizio; i tempi a consuntivoper gli interventi di manutenzione e per la riparazione di guasti; i consuntivi ditraffico per la clientela finale (espresso in Mbyte) rilevati e fatturati; l’indicazione deicontratti sottoscritti precedentemente all’entrata in vigore della delibera con laclientela finale per la fornitura di servizi per la tecnologia x-DSL/SDH, specificandoin questo caso il numero di contratti con durata superiore a un anno, il numero deicontratti attivati e la consistenza della capacità venduta suddivisa per tipologia diconnessione (ADSL, HDSL, SDH o altro).


• Telecom Ita l ia Mobile e Omnitel Pronto Ita l ia , not i f icat i qual ioperatori con notevole forza di mercato nei servizi mobili e nei servizidell’interconnessione, devono predisporre un sistema di contabilitàbasato sul modello FAC-CC (Fully Allocated Cost a Costi Correnti), qualepassaggio intermedio per l’adozione di una contabilità di tipo LRIC(Long Run Incremental Cost) relativamente all’anno di esercizio1999.

• Concessione ai nuovi entranti da parte degli operatori aggiudicatariesistenti del roaming nazionale sulle reti del servizio radiomobilepubbl ico d i seconda generaz ione , a condiz ioni eque , nondiscriminatorie, trasparenti per una durata di trenta mesi su l’interoterritorio nazionale, fino a sessanta mesi limitatamente ai capoluoghi diprovincia non coperti dal nuovo entrante;

• accord i d i roaming per tut t i i se rv iz i o ffe r t i commerc ia lmentedall ’operatore aggiudicatario esistente che consente i l roaming,compresi quelli relativi alle modalità di pagamento, i servizi a valore

Radiomobili 340/00/CONS Criteri e modalità perla costruzione dels i s t ema contabi l edegli operatori mobilinotificati nei mercatidei servizi mobili edell’interconnessione

388/00/CONS Procedure per il rilasciodelle licenze individuali peri sistemi di comunicazionimobili di terza generazionee misure atte a garantirecondizioni di effettivaconcorrenza


DELIBERE PUBBLICATE DAL CONS (CONSIGLIO DELL’AUTORITÀ)


News

aggiunto, i servizi dati e modalità di passaggio automatico dell’utente(hand-over) da zone di copertura offerte da reti di terza generazione aquelle offerte da reti di seconda generazione;

• principio dell’orientamento ai costi effettivamente sostenuti nellafornitura del servizio di roaming per l’aggiudicatario con notevolepresenza sul mercato;

• diritto al roaming per il nuovo entrante a condizione che esso abbiaavviato il servizio commerciale e abbia completata la copertura, confrequenze proprie, in un numero di capoluoghi di regione tale daassicurare la copertura di almeno il 10 per cento della popolazionenazionale.

• Assenza motivata di un intervento della regolamentazione diretto afissare le condizioni per l’ingresso nel mercato dei sistemi radiomobilidegli operatori vir tual i di rete mobile e dei fornitori di accessoindiretto;

• revisione del quadro regolamentare vigente che tenga anche conto deltempo d i recupero deg l i inves t iment i in iz i a l i sos tenut i da unoperatore nuovo entrante nel mercato dei sistemi radiomobili valutatoin mi su ra non in fe r io r e ag l i o t to ann i da l l ’ avv io de l l ’ a t t i v i t àcommerciale per i sistemi mobili di terza generazione.

• Non accettazione della proposta di Telecom Italia di sostituire l’offertadei collegamenti diretti analogici con l’offerta di collegamenti direttinumerici con presentazione analogica in banda fonica;

• ampliamento della gamma di servizi offerti con l’introduzione dicircuiti di velocità pari a 622 Mbit/s e a 2,4 Gbit/s;

• rimodulazione delle classi di sconto proposte da Telecom Italia daquattro a tre. In particolare, i valori delle classi di sconto per l’offertadi circuiti a 2; 34 e a 155 Mbit/s, valide per l’Offerta Pianificata e perquella Standard, sono così determinati: fino 10 miliardi di spesa annuao tra i 10 e i 50 miliardi di spesa annua ovvero superiore ai 50 miliardi;

• proposta di Telecom Italia di Service Level Agreement sulle condizionidi fornitura dei circuiti di breve distanza e di backbone riguardanti: laproposta di ordinazione, il termine di fornitura normale, il periodocont ra t tua le , i l tempo normale d i r iparaz ione e le modal i tà d irimborso.

• Approvazione del le condizioni di cui a l l ’Al legato A (condizionitecnico-economiche) e di cui all’Allegato B (Service Level Agreement)dell’Offerta di Telecom Italia che costituiscono perciò la nuova offertadi collegamenti diretti analogici e numerici in ambito nazionale daparte di Telecom Italia;

• app l i caz ione a tu t te l e d ive r se t ipo log ie d i l inee a f f i t t a te(indipendentemente dalla distanza e dalla capacità) di una riduzionedi prezzo pari al 23,7 per cento.

• Offerta wholesale di Telecom Italia con inclusione della porta fisica diuscita ATM ovvero dalla borchia di utente fino alla porta ATM diuscita posta sul nodo BPX locale e la connettività ATM in ambitointerurbano ovvero trasporto su rete ATM fino ad un nodo ATM diuscita sito in un’altra area di raccolta ADSL;

• negoziaz ione del serv iz io wholesa le , nonché del le component iaccessorie per usufruire del servizio, attuate tramite un solo punto dicontatto (escludendo così le divisioni commerciali di Telecom Italia).

CDN (CircuitiDiretti Numerici)

ADSL(AsymmetricDigitalSubscriber Line)

544/00/CONS Condizioni regola-mentari re lat iveall’ingresso di nuovioperatori nel mercatodei sistemi radiomobili

389/00/CONS Determinazione dicondizioni economicheper l’offerta di lineeaffittate da parte dellasocietà Telecom Italia

711/00/CONS Nuove condizionieconomiche per l’offertadi linee affittate da partedella società TelecomItalia

217/00/CONS Condizioni economiche emodalità di fornituradel servizio di accesso adalta velocità basatosull’applicazione delletecnologie ADSL diTelecom Italia



News

• Esprime parere al Ministero delle Comunicazioni sullo schema del piano nazionale diripartizione delle frequenze;

• definisce le misure di sicurezza per l’eliminazione delle interferenze elettromagnetiche;

• definisce criteri obiettivi e trasparenti per l’interconnessione e per l’accesso alleinfrastrutture di telecomunicazione secondo criteri di non discriminazione;

• determina i criteri di definizione dei piani di numerazione nazionale delle reti e deiservizi di telecomunicazione, basati su criteri di obiettività, trasparenza, nondiscriminazione, equità e tempestività.

• Vigila sulla conformità alle prescrizioni della legge dei servizi e dei prodotti che sonoforniti da ciascun operatore;

• garantisce l’applicazione delle disposizioni vigenti sulla propaganda, sulla pubblicità esull’informazione politica;

• effettua il monitoraggio delle trasmissioni radiotelevisive con rilevazioni relative agliindici di ascolto e alla diffusione dei diversi mezzi di comunicazione.

• Segnala al Governo l’opportunità di interventi, anche legislativi, in relazione alleinnovazioni tecnologiche e all’evoluzione, sul piano interno e internazionale, del settoredelle comunicazioni;

• propone al Ministero delle comunicazioni i disciplinari per il rilascio delle concessioni edelle autorizzazioni in materia radiotelevisiva sulla base dei regolamenti approvati dallostesso consiglio;

• accerta l’effettiva sussistenza di posizioni dominanti nel settore delle comunicazioni eadotta i conseguenti provvedimenti.

ObiettiviOrgani costituenti

STRUTTURA DELL’AUTORITÀ

AGCom(Autorità per leGaranzie nelleComunicazioni)

CIR(Commissione perle Infrastrutture ele Reti)

Commissione peri Servizi e iProdotti

CONS (Consiglio)

Valutazione e richiesta di modifica dell’offerta di interconnessione di riferimento diTelecom Italia del luglio 1999

Linee guida per l’implementazione dei servizi di accesso disaggregato a livello di retelocale e disposizioni per la promozione della diffusione dei servizi innovativi

Disposizioni relative all’appendice all’offerta di interconessione di riferimento 1999 diTelecom Italia. Servizi di interconnessione finalizzati all’offerta delle prestazioni di carrierpreselection e di service provider portability

Condizioni economiche e modalità di fornitura del servizio di accesso ad alta velocitàbasato sull’applicazione delle tecnologie ADSL di Telecom Italia

Disposizioni sulle modalità relative alla prestazione di carrier preselection e sui contenutidegli accordi di interconnessione

Monitoraggio del processo di implementazione dei servizi di accesso disaggregato a livellodi rete locale, portabilità del numero e carrier preselection

Piano di numerazione nel settore delle telecomunicazioni e disciplina attuativa

Criteri e modalità per la costruzione del sistema contabile degli operatori mobili notificatinei mercati dei servizi mobili e dell’interconnessione

Procedure per il rilascio delle licenze individuali per i sistemi di comunicazioni mobili diterza generazione e misure atte a garantire condizioni di effettiva concorrenza

OggettoDelibera Data di pubblicazione

DELIBERE PUBBLICATE DALL’AUTORITÀ SUL TEMA DELL’INTERCONNESSIONE NEL CORSO DEL 2000

1/00/CIR

2/00/CIR

3/00/CIR

217/00/CONS

4/00/CIR

5/00/CIR

6/00/CIR

340/00/CONS

388/00/CONS

15/2/2000

16/3/2000

28/3/2000

7/4/2000

9/5/2000

8/6/2000

8/6/2000

9/6/2000

21/6/2000

Leonardo Ketmaier(Telecom Italia)


News

NEL LUGLIO 2000 È STATA LANCIATA L’INIZIATIVA FS-VDSL (FULL SERVICE-VERY HIGH BIT RATE DIGITAL SUBSCRIBER LOOP), CON L’OBIETTIVO DI

PROGREDIRE RAPIDAMENTE VERSO LA REALIZZAZIONE DI UNA RETE FULL

SERVICE END-TO-END CHE UTILIZZA LA TECNOLOGIA VDSL NELLA PORZIONE

DI DROP VERSO L’UTENTE. ESSA È INDIRIZZATA VERSO IL MERCATO

RESIDENZIALE E LE PMI (PICCOLE E MEDIE IMPRESE). HANNO ADERITO

ALL’INIZIATIVA SIA OPERATORI (QWEST, SBC, BELL CANADA, FT, DT, KPN,TELENOR, SWISSCOM, KOREA TELECOM, E CSELT, OGGI TELECOM ITALIA

LAB, IN RAPPRESENTANZA DI TELECOM ITALIA) SIA COSTRUTTORI.L’obiettivo del gruppo, riconosciuto anche come sottoiniziativa del FSAN,è quello di accelerare la standardizzazione, la realizzazione e lo sviluppocommerciale di piattaforme multiservizio basate su tecnologia VDSL. Iltarget di mercato è la clientela di massa e l’offerta alla quale si punta è unpacchetto di servizi contenenti video, fonia e dati.Con la fondazione di FS-VDSL, confluiscono all’interno di un unico“forum” tutti gli elementi costituenti una rete full service end-to-end in modofocalizzato all’accelerazione della normativa di tutte le componentinecessarie, non solo quindi quelle del VDSL. Si pensa così di favorire rapiderealizzazioni in ambito competitivo e di facilitare la riduzione dei costi nellaprospettiva della competizione e della fornitura di questi stessi componentidi rete in tutto il mondo. Per il momento non è stata fatta una scelta sul tipodi modulazione per il VDSL, mentre è stato scelto il piano di frequenze 998che è più favorevole alla fornitura di servizi asimmetrici dal punto di vistadella capacità nella direzione rete-utente. (Con il piano spettrale 998 siintende il piano di allocazione degli intervalli di frequenza occupati daisegnali upstream e downstream secondo quanto rappresentato in figura 1).L’iniziativa è tesa anche a promuovere l’interoperabilità tra costruttori e acontribuire alle attività degli Organismi internazionali di normativa(ETSI/TM6 ed ITU).

¨¨¨¨¨

I LAVORI DEL FS-VDSL SONO ARTICOLATI NEI SEGUENTI GRUPPI:• MANAGEMENT per la conduzione e la gestione dei gruppi di lavoro e perdefinire priorità e tempi;• ARCHITETTURA per definire l’architettura generale della porzione dellarete di accesso, il tipo di servizi e lo strato di networking;• OAM (OPERATION ADMINISTRATION AND MAINTENANCE) con la finalità didefinire il modello informativo ed i principi di gestione e manutenzione;• CPE (CUSTOMER PREMISES EQUIPMENT) per definire l’architettura e lefunzionalità del Customer Premises Equipment;• VDSL per definire il piano di compatibilità elettromagnetica (già inbuona parte a punto), per affrontare le problematiche di interoperabilità,assicurarne la fattibilità e condurre le relative prove.

¨¨¨¨¨

FS-VDSL: UN NUOVO GRUPPODI NORMATIVA SULLA RETED’ACCESSO

FS-VDSL È STRUTTURATO INGRUPPI DI LAVORO

0,138 3,75 5,2 8,5 12

(MHz) Upstream Downstream

Figura 1 Piano di frequenze 998.

EVOLUZIONE D E L L A

NORMATIVA TECNICAN E L L E

TELECOMUNICAZIONI

SESSION INITIATION PROTOCOL:LE ATTIVITÀ DISTANDARDIZZAZIONE

L’INIZIATIVA FSAN

News

DI UNA TECNOLOGIA DI RETE OTTICA PASSIVA PER SERVIZI TRADIZIONALI SI

ERA GIÀ PARLATO NEL 1995, QUANDO DURANTE UNA DISCUSSIONE

INFORMALE IN OCCASIONE DEL 50º ANNIVERSARIO DELLO CNET, I

DIRETTORI DEI CENTRI DI RICERCA DEI PRINCIPALI OPERATORI DI

TELECOMUNICAZIONI INDIVIDUARONO LA NECESSITÀ DI SUPERARE GLI

OSTACOLI ECONOMICI ALLO SVILUPPO DI RETI D’ACCESSO A LARGA BANDA

PER UTENTI RESIDENZIALI E PICCOLE IMPRESE.Da allora, i principali operatori e costruttori a livello mondiale hannoiniziato a collaborare nel FSAN per identificare una soluzione di retecomune che consenta tutti i tipi di accesso e che gestisca i servizi sia abanda stretta sia larga.Inizialmente, l’A-PON (ATM Passive Optical Network) fu considerato comel’approccio migliore per realizzare un impiego su larga scala e persoddisfare l’evoluzione dei servizi per gli utenti. L’approccio A-PON eraanche in grado di gestire un’ampia gamma di architetture di reted’accesso FTTx (Fiber-to-the-Building, Cabinet, Curb and Home) in sinergiacon la rete di distribuzione telefonica in rame.L’utilizzo congiunto della rete ottica e delle tecniche di trasmissione adalta velocità di cifra sulla rete in rame (DSL) è infatti un elemento chiaveper lo sviluppo di reti d’accesso a larga banda, e mette a frutto gliinvestimenti degli operatori, adeguando le varie soluzioni alle necessità dimercato dei singoli Paesi.L’iniziativa FSAN ha permesso di realizzare l’armonizzazione deiparametri di una rete d’accesso mediante la definizione di un insieme direquisiti comuni, e allo stesso tempo ha favorito l’introduzione su largascala delle reti ottiche d’accesso a larga banda permettendone unariduzione dei costi. Le interfacce multioperatore e multivendor sono stateconsiderate un fattore determinante perché consentono ai carriers diacquisire elementi di rete da qualsiasi vendor e, di conseguenza, i costidiminuiscono per la competizione che si determina tra i diversi fornitori.

¨¨¨¨¨

SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL) È UN PROTOCOLLO CHE STA

OTTENENDO UN CRESCENTE INTERESSE SIA IN AMBITO IETF (SONO

INTERESSATI DIVERSI GRUPPI DI LAVORO: SIP, MMUSIC, IPTEL, PINT,SPIRITS, …) SIA IN GENERALE NEL MONDO DELLE APPLICAZIONI VOIP E

MULTIMEDIALI (AD ESEMPIO CON LE SPERIMENTAZIONI DI ALCUNI

OPERATORI, QUALI MCI E TELIA). L’INTERESSE È CONFERMATO

DALL’ADOZIONE DI SIP COME PROTOCOLLO DI CALL/SESSION CONTROL DA

PARTE DEL 3GPP PER L’ARCHITETTURA ALL IP DELL’UMTS.Nell’ambito delle attività di sviluppo dei servizi su reti IP sono attivenumerose sperimentazioni per dimostrare come il protocollo SIP el’architettura ad esso relativa siano elementi abilitanti per la fornitura diservizi del tipo network intelligence che hanno la capacità di trattare inmaniera integrata comunicazioni di dati e miste di voce e dati. Lesoluzioni architetturali basate su SIP sono applicate anche al caso di retieterogenee PSTN/IP, per realizzare e per sperimentare funzionalità phone-to-PC e PC-to-phone nell’ambito di servizi più complessi quali, ad esempio,quelli virtual presence.In questo quadro, la sperimentazione condotta da MCI relativa a SIP haintegrato molti terminali (ad esempio IP phones) e sistemi di rete (mediagateways e server di rete) e ha portato all’approntamento di servizi innovativiofferti a un’utenza amica. Gli obiettivi della sperimentazione eranoprincipalmente la convalida di paradigmi di servizio alternativi,l’esecuzione di prove in campo su una architettura per servizi aperta e

News

interoperabile, la realizzazione di servizi di comunicazione utilizzando letecnologie emergenti in Internet e la valutazione di offerte del mercato intermini di tecnologia. Il progetto Golden Gate di Telia, condottodall’operatore in collaborazione con Nortel Networks, perseguiva invecel’obiettivo di provare servizi di rete su un’infrastruttura mista PSTN edati. Un gateway di segnalazione SS7-IP e un server di NP (NumberPortability) realizzato con il SIP sono stati connessi a un autocommutatoreGSM nei laboratori di Telia Mobile. Questo sistema basato sul SIP hapermesso di valutare la prima realizzazione IP-centric con funzionalità diNP estensibili.Anche TILAB è attivo nell’area SIP. Sono stati, infatti, sperimentatidiversi servizi avanzati su un’infrastruttura basata su SIP: servizi del tipointelligent number translation e del tipo VPN (Virtual Presence e Chat&Talk),estesi con la capacità di restituire al chiamante pagine HTML per fornireinformazioni sull’esito della chiamata o informazioni supplementarirelative alla chiamata o all’utente chiamato. È stato sviluppato unprototipo di SIP Proxy server con una struttura interna di API (ApplicationProgramming Interface). Questo SIP server programmabile abilita lacreazione di servizi attraverso livelli diversi di API ben definite: il serverassume un ruolo analogo a quello di un SCP (Service Control Point) di reteintelligente di seconda generazione.Le attività di standardizzazione relative a SIP sono condotte sia in ambitoIETF sia in nuovi Enti di standardizzazione del protocollo e dipromozione (ad esempio in SIP Bake-off). In particolare il SIP Forum, acui TILAB ha aderito di recente, è un’organizzazione non-profit che hal’obiettivo di promuovere le soluzioni e di divulgare i benefici portatidall’impiego della tecnologia SIP.SIP, d’altra parte, ha molteplici interazioni con altre aree tecnologiche diIETF come Next Generation Wireless Internetworks, Quality of Services,Electronic payments e Security, Presence; il SIP Forum vuole quindi facilitarel’integrazione di SIP con queste aree di lavoro. Il Forum è stato costituitosu iniziativa di una start-up svedese, Hotsip AB, che ha riunito alcuni tra imaggiori utilizzatori di tale tecnologia (ad esempio 3Com, dynamicSoft,Telia, …). Il SIP Forum sarà il punto d’incontro per le aziende chelavorano ed utilizzano SIP ed anche un Forum di discussione aperto per lacondivisione di informazioni relative alla tecnologia ed alla suaapplicabilità a diversi contesti. Questi contatti perseguono l’obiettivo dipromuovere all’interno dell’industria una migliore comprensione deibenefici e dell’innovazione dell’architettura SIP, favorendo così una ampiainteroperabilità insieme a un maggior numero di servizi per i clienti finali. Il SIP Forum intende raggiungere i propri obiettivi producendo uninsieme di white paper e di documenti per permettere la condivisione disoluzioni fra fornitori di servizio (service provider), aziende manifatturiere,centri di ricerca ed operatori.La partecipazione al SIP Forum è aperta sia a singoli tecnici (networkengineers, application developers and other Internet professionals) sia adaziende che desiderano contribuire all’avanzamento della tecnologia apartire dagli standard prodotti da IETF e da W3C (World Wide WebConsortium). La partecipazione è divisa in due categorie: full members eparticipant members. La full membership è indirizzata alle organizzazioni ealle aziende che vogliono partecipare in maniera fattiva al raggiungimentodegli obiettivi del Forum. TILAB ha recentemente aderito al Forum inqualità di full member.Maggiori informazioni sulle attività del Forum possono essere reperite sulsito istituzionale: www.sipforum.org

Raffaela Comino


News

L’UFFICIO TELECOM ITALIA DI BRUXELLES, RESPONSABILE DEL

COORDINAMENTO DELLA PARTECIPAZIONE DEL GRUPPO TELECOM AI

L AV O R I D E G L I O R G A N I S M I I N T E R N A Z I O N A L I,H A R E A L I Z Z AT O U N

DATABASE "PARTECIPAZIONI DEL GRUPPO TELECOM ITALIA AGLI

ORGANISMI INTERNAZIONALI" ACCESSIBILE DAL SITO PUBLIC AND

REGULATORY AFFAIRS DI TELECOM ITALIA.I l Database vuole essere uno strumento per gest ire in modocoordinato tale partecipazione. Esso contiene le informazioni relativealle partecipazioni di esperti del Gruppo Telecom Italia negliorganismi internazionali. Queste informazioni sono organizzatemediante schede comprendenti , oltre ai dat i anagraf ic i delpartecipante, la descrizione delle attività svolte e previste, i titoli deiprincipali documenti emessi o di quelli in preparazione, le date delleriunioni programmate e le eventuali posizioni richieste; sono previstericerche e stampe di report per diverse esigenze. Il database risiede suun server in Telecom Italia Lab (CSELT) ed è connesso alle aziendedel gruppo tramite la rete Internet.Quest’applicazione persegue anche l’obiettivo di mettere a punto unostrumento di supporto per implementare con coerenza le posizionidell’azienda, rendere massima la capacità delle aziende di orientare ilavori degli organismi verso le proprie posizioni, garantire il massimodel ritorno informativo, sensibilizzare a una maggior responsabilità isingoli partecipanti agli organismi internazionali.Per visualizzare le partecipazioni sono state realizzate le seguentiviste: per organismi, per aziende, per partecipanti e per tematiche.Inoltre, dall’elenco per organismi è possibile il link al sito dell’ente ela relativa navigazione. Dalla vista per organismi, al secondo livellosono anche presentati i gruppi di lavoro, che, laddove applicabile,sono espandibili nello stesso modo per visualizzare i sottogruppi e ipartecipanti con relativa appartenenza.Per quanto riguarda le ricerche, è stato realizzato un modulo checonsente di effettuare indagini full text sia su tutti i campi sia suicampi principali.I report di stampa previsti consentono di ottenere con un unicocomando l’elenco delle partecipazioni per aziende, per incarichi, perorganismi, per tematiche e per riunioni convocate per un determinatomese.

Giovanni Cordaro

Ulteriori informazioni possono essere fornite dall’Ufficio Telecom Italia diBruxelles:tel.: 00322 2820650email: [email protected]

PARTECIPAZIONI DEL

GRUPPO TELECOMITALIA AGLI ORGANISMIINTERNAZIONALI


Libri

q

George Guekos

PHOTONIC DEVICES FORTELECOMMUNICATIONS - HOW TO MODEL ANDMEASURE

Editore: Springer, 1999pp. 404Lingua: Inglese

chi scrive preferisce utilizzarediversamente lo spazio concesso-gli ed il tempo del lettore delNotiziario Tecnico. Un l ibro,infatti, non è solo un contenitoredi informazioni; è anche una sor-gente di emozioni e di sensa-zioni, e quelle che nel caso inquestione lo scrivente ha provatosono facili da comunicare, a con-dizione di poter ricorrere ad unametafora musicale.Un concerto solistico che obbedi-

sce alle regole classiche tra-dizionali è ar tico-lato in tre movi -

menti, ben distintiper quanto concerne

materiale tematico,tempi, strutture musi-

cali, ma strettamenteconnessi l’uno all’altro

dalle ferree regole del-l’armonia e – almeno nei

capolavori – da un for tefilo conduttore emotivo. Lo

stesso può dirsi di questolibro.

La Par te I – che s’intitola“Photonic Waveguide

Structures” è un vero e proprio“Allegro” di apertura. I temi sonotalvolta in marcato contrasto l’uncon l’altro, come nella musicaromantica, ma ciò non toglie nullaalla bellezza e all’efficacia dei loroaccostamenti. I laser a semicon-duttore, che costituiscono l’og-getto della Parte II, sono disposi-tivi complicati, la cui descrizione espiegazione ha bisogno di unrespiro ampio, calmo, che con-senta al lettore di tributare ladovuta attenzione a tutti i dettagliimportanti: un ispirato “Adagioma non troppo”. Nella Parte III -dedicata agli ef fetti non linearinegli amplificatori ottici a semi-conduttore - il libro si fa brillante,la fantasia dei ricercatori si spri-giona liberamente: è il “Finale”più appropriato a cui si potessepensare dopo i l precedenteAdagio. Anche un piccolo dettagliotecnico contribuisce a rafforzarela metafora musicale: la Parte I è

Questo volume di 400pagine è il frutto dellacollaborazione di unatrentina di ricercatori( l ’ app ross imaz ioneinsita in questonumero è dovuta alfatto che di alcuniparagrafi si conoscesolo i l nome delcoordinatore), pro-venienti da unaventina di labora-tori di ricerca universitari eindustriali di 12 Paesi diversi. Tragli autori, vi sono 5 italiani: CarloDe Bernardi e Roberto Paoletti diTILAB, Antonio Mecozzi, PaoloSpano e Simona Scotti (salvoerrori ed omissioni di chi scrive,l’unica autrice) della FondazioneU. Bordoni. Queste af filiazionisono, ovviamente, quelle in atto almomento della pubblicazione delvolume. Coordinatore dell’opera èstato il Prof. George Guekos delPolitecnico Federale di Zurigo, unesperto di solida fama internazio-nale, nonché un eccellente didattae brillante oratore.Quest’opera è, prima di tutto, unasorgente di utili informazioni, checonsentono di fare rapidamente ilpunto sulla modellistica e sullacaratterizzazione dei principalidispositivi finalizzati alle telecomu-nicazioni su fibra ottica. Il lettoreinteressato a conoscere in detta-glio la “Table of contents” puòfacilmente consultarla, ad esem-pio, nel sito Web di Amazon.com;

più lunga, di circa il 50 per cento,della II e della III; sono, più omeno, le stesse proporzioni chesi riscontrano tra le durate deitre movimenti nei concer ti soli-stici più frequentemente ese-guiti e più famosi.A proposito del termine “soli-stico”, va detto che ciascuno degliautori godeva, prima dell’uscita diquesto volume, di un’ottima repu-tazione come “solista”, cioè comericercatore in grado di comunicarecon efficacia e chiarezza i risultatidelle proprie ricerche; ma ciò nonera, di per sé, una garanzia auto-matica del buon risultato di un’o-pera collett iva. Nel caso inoggetto, tutti gli autori hanno datoeccellente prova di sé quali mem-bri di un “Ensemble” molto affia-tato, perfettamente intonato, benpreparato e ben guidato. Onoredunque al merito del Maestro con-certatore, George Guekos, che hadato compattezza e unitarietàall’orchestra, senza per altrotogliere ai singoli strumentisti lagiusta dose di libertà di espres-sione individuale. Alla fine della lettura di “PhotonicDevices for Telecommunications”,come alla fine di un concerto, siprova il desiderio di premiare conun lungo applauso l’abilità e lafatica altrui, che si sono trasfor-mate in divertimento. Con la cer-tezza che ogni rilettura della parti-tura consentirà di scoprire dettaglinon osservati le volte precedenti,fonti sicure di nuove emozioniestetiche.

Carlo Giacomo Someda

P. Pastorino

Il progetto Eurescom HINE(Heterogeneous In-houseNetworking Environment):una cooperazione tra opera-tori di telecomunicazioni perl’home networking avanzato

l

R.Castelli, C.Castiglioni, A.Drei, A.Vaccarella

Proprietà meccaniche alungo termine di pali invetroresina per rete aerea tlc

nNell’articolo sono riportati irisultati di analisi sperimentalicondotte presso il Politecnico diMilano sulle proprietàmeccaniche di pali invetroresina, che sonodiffusamente usati per ilsupporto di cavi nelle retielettriche e ditelecomunicazioni. L’indaginesperimentale si era propostacome obiettivo principale laverifica del modulo caratteristicodi Young e la resistenza allatrazione del materiale nel brevee nel lungo termine.L’obiettivo dello studio inizialeera incentrato in particolare suicontrolli di qualità per lavalutazione delle caratteristichemeccaniche da determinare sucampioni prodotti da differentisocietà. Sono state eseguiteprove di trazione su campioniprelevati da pali, mentre sonostati effettuati test di flessione aquattro punti e di compressionesu spezzoni di pali.Sono quindi state eseguiteulteriori analisi finalizzateall’esame del comportamentodel materiale e del suodeterioramento a seguito diesposizione a radiazioni a raggiultravioletti di alta intensità.


Da TILABI sommari riportati qui di seguito sono ripresi dai “Rapporti Tecnici CSELT” di dicembre 2000.

R. Clemente, A. Del Pistoia, G. D’Orazio, L.Fammartino, G. Ferraris, G. Mossotto, C.Sternini

Confronto tra architetture ditrasporto per il traffico diuna rete backbone IP

n

R. Clemente, A. Del Pistoia, G. D’Orazio, L.Fammartino, D. Raspollini, C. Sternini

Pianificazione di un“Backbone di trasportointegrato” del traffico difonia e di dati

n Chi desidera ricevere copia di questiarticoli può rivolgersi direttamente a:Laura CANTAMESSATILAB, Via Guglielmo Reiss Romoli, 27410148 TorinoTel: 0112285366Fax: 0112285762e-mail: [email protected]

Nel testo si descrive unapproccio di pianificazioneintegrata di una rete backbonenazionale, basata sullatecnologia ATM, per il trasportointegrato del traffico di lungadistanza delle reti di fonia fissaovvero mobile e del traffico dati ATM.

La possibilità di controllare daremoto via Internet tutti glielementi eterogenei di unambiente domestico ( video,riscaldamento, consegna dellaspesa ...) diventa sempre più unarealtà. In questo contesto, lamemoria presenta la descrizionegenerale di un ambiente dihome networking integrato,considerato dal punto di vista diun operatore di telecomunicazionie di un fornitore di servizi.In particolare sono approfonditi irequisiti fondamentali di unarete domestica integrata checonsenta di realizzare servizi ditelecomunicazione avanzati edescrive i risultati ricavati da undimostratore europeodistribuito.

Dopo aver descrittol’architettura del backboneATM e l’attestazione delle reti“clienti”, si descrive lametodologia di pianificazione,di tipo euristico, basatasull’utilizzo di due tool software(SAPRI e FRINET), di agevoleimpiego, per ildimensionamento e lavalorizzazione economica dellarete commutata e di quellatrasmissiva SDH. Si riportanoinfine i risultati di un caso allostudio, che si riferisce alla retedi un operatore tipico europeotradizionale.

Nella memoria si analizzanodifferenti alternativearchitetturali per il trasporto deltraffico di lunga distanza di unarete backbone IP; la prima èbasata sull’impiego della reteATM, e rappresenta tipicamentela situazione odierna delle retiIP. La seconda e la terza,prevedono invece il trasportodiretto di IP, rispettivamente,sulla rete trasmissiva SDH o suuna rete interamente ottica(OTN) che si suppone condivisacon altro traffico. Nella memoriavengono riportati i risultati delconfronto economico tra diversicasi esaminati e si fa riferimentoa un “case study” tipico per unOperatore europeo, facendovariare il traffico trasportato dalbackbone IP.

Documents

LA RETE DI TRASPORTO DI TELECOM ITALIA TELECOM · mobile un fattore trainante per la crescita del traffico nella rete fissa. Come si è già fatto cenno, si è poi in presenza di