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Il futuro dei sistemi digitali Wireless nella sicurezza

20/07/2011

di Nicola Bartesaghi, Esperto in TVCC e telecomunicazioni - Socio Centro Studi Itasforum

Le tecnologie Wireless di cui qui analizziamo le evoluzioni future attengono alla trasmissione dei segnali a lunga distanza nell'ambito di edifici e su scala metropolitana. Nell'ambito degli impieghi per la sicurezza dei sistemi radio, soprattutto in materia di trasmissione e notifica degli allarmi, telecontrollo di segnali e videosorveglianza del territorio, il maggiore impatto tecnologico e dei relativi servizi è legato all'utilizzo dei vari sistemi digitali di trasmissione noti come GSM, TETRA, GSM-R, GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA, WIFI, WI-MAX, GPS, ecc.. Ciascun sistema è caratterizzato da differenti modalità operative, funzionalità, frequenze, larghezza di banda, limiti d'impiego e costi che impediscono delle reali comparazioni, in quanto ogni sistema evidenzia specifiche peculiarità.

Per i sistemi radio GSM, GPRS, EDGE, UMTS, nati per veicolare prevalentemente fonia e servizi di trasmissione dati di base, non sono prevedibili futuri sostanziali cambiamenti ed evoluzioni in termini di prestazione, ad eccezione di nuovi profili tariffari a favore degli utilizzatori. La trasmissione costante di segnali 24/24 h. o di informazioni di dimensioni elevate a mezzo di reti Wireless richiede reti più efficienti in termini di banda, come, ad esempio, gli standard HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), WIFI, WI-MAX, HIPERLAN, ecc...Sono proprio tali reti che fanno intravedere le maggiori evoluzioni in termini prestazionali. L'acronimo sopra citato di HSDPA identifica un protocollo introdotto nello standard UMTS finalizzato ad implementare le prestazioni e capacità delle reti, estendendo la larghezza di banda che, in download, può raggiungere la velocità massima teorica di 14,4 Mbps. Nell'ambito delle tecnologie impiegate nelle reti cellulari, l'HSDPA (noto anche come ADSM, ovvero ADSL mobile) è in continua crescita ed il futuro di questo standard, già in funzione in alcune aree del territorio nazionale con la denominazione HSUPA, HSPA Evolution e LTE, è connotato dal basso costo delle interfacce di collegamento alla rete cellulare (di proprietà dei diversi carrier telefonici operanti sul territorio), dalle ridotte dimensioni delle antenne e delle relative apparecchiature radio. L'utilizzo di queste reti, prevede il pagamento di un canone mensile per il traffico dati generato da parte dei terminali di rete. Per alcune applicazioni su scala urbana, non necessariamente operanti h 24/24, la tecnologia HSDPA si presta a sostenere traffico video, audio, dati anche per alcune applicazioni di sicurezza. In Italia, a partire dal 2007, tutti i principali operatori di telefonia mobile hanno aggiunto la tecnologia HSDPA alle reti UMTS, che, in alcune aree urbane, presenta il vantaggio di fruizione contemporanea da parte di più operatori, offrendo una sorta di ridondanza sulla rete. I costi di utilizzo delle reti UMTS e HSDPA, e di conseguenza le offerte delle principali compagnie telefoniche, sono in continua evoluzione e molti dei gestori offrono contratti di tipo FLAT (connessione ad internet senza vincolo di tempo), semi FLAT o a ore. Queste proposte rendono tali reti molto concorrenziali rispetto alle offerte dei principali operatori di rete fissa. La nuova tecnologia HSDPA+ (HSPA evoluto), presentata all'inizio di quest'anno, ha dimostrato di poter raggiungere una velocità di picco in download superiore a 1 Gbps (Gigabit per secondo). Nel corso di una recente dimostrazione, è stata peraltro esibita la capacità di poter operare stabilmente a oltre 80 Mbps in download (ricezione) e quasi a 30 Mbps in upload (trasmissione). Il servizio HSDPA+,retrocompatibile con alcune delle apparecchiature ed interfacce HSDPA, è già operativo per connessioni a 43.2 Mbps nelle città di Milano e Roma. Nel corso dei prossimi mesi verrà esteso in altre 14 città italiane tra cui: Torino, Genova, Brescia, Verona, Padova, Venezia, Bologna, Firenze, Perugia, Napoli, Bari, Cagliari, Palermo e Catania.

WI-FI

Nell'ambito delle reti informatiche e delle telecomunicazioni, il termine WI-FI (marchio commerciale utilizzato per indicare la famiglia di protocolli IEEE 802.11x) individua la tecnica ed i relativi apparati che permettono a dispositivi/terminali digitali di interconnettersi tra loro e di colloquiare attraverso una rete locale, tipo radio (detta anche Wireless LAN). La potenza di trasmissione di questo genere di apparecchiature è limitata a 100 mW, che assicura, all'aperto e con antenne omnidirezionali, un raggio di copertura pari a massimo 100 metri tra un dispositivo ricetrasmittente e l'altro. L'utilizzo in esterno di particolari antenne direttive, grazie alle quali il segnale radio viene concentrato in un'unica direzione, permette di raggiungere una distanza considerevole, pari ad alcune centinaia di metri fino ad un massimo di 1 Km. In commercio esistono, da alcuni anni, telecamere digitali multifunzione dotate di interfaccia WI-FI integrata, la maggioranza dei modelli di notebook, cellulari, smart phone, tablet pc, televisori e monitor a schermo piatto, fotocamere. L'evoluzione di questo genere di apparati, e delle relative reti, prevede funzioni di Gateway o Router (Gateway è un termine generico che indica il servizio di inoltro dei pacchetti verso l'esterno; il dispositivo hardware che porterà a termine questo compito è tipicamente un router) verso altre tipologie di rete (Internet inclusa), mediante accesso diretto a reti di tipo cellulare UMTS, HSDPA. Nell'ambito degli edifici, sono in grado di trasmettere i pacchetti di dati anche attraverso la rete elettrica da cui sono alimentate le apparecchiature. Nei modelli di Access Point per impieghi industriali (ad es. per applicazioni cosiddetti "mission-critical"), le interfacce verso le reti cellulari UMTS / HSDPA possono essere doppie o triple per consentire il collegamento alternativo o contemporaneo verso più reti di telefonia mobile. Gli standard per Wireless LAN maggiormente diffusi sono l'802.11 a), 802.11 b), 802.11 g) e l'ultimo arrivato 802.11 n), con bande trasmissive teoriche rispettivamente di 1/2 Mbps, 11 Mbps, 54 Mbps. 100 Mbps). Mentre i primi 3 standard sono, in linea di principio, più indicati per applicazioni nell'ambito di edifici o comunque per brevi distanze (max. 100 metri in aria libera), il nuovo standard n) è stato studiato per realizzare reti wireless LAN di dimensioni metropolitane e applicazioni mobili soprattutto in edifici residenziali, commerciali e aziendali, potendo operare anche su doppia frequenza e utilizzando la tecnologia MIMO (multiple-input multipleoutput), grazie all'impiego di più antenne per trasmettere e più antenne per ricevere, incrementando la banda disponibile. E' su questo standard e nelle sue evoluzioni, grazie alla sua grande diffusione e interoperabilità tra i vari dispositivi informatici, che si concentrano i maggiori investimenti delle principali case costruttrici di terminali ed interfacce di rete. Nell'ambito dei nuovi standard della famiglia WIFI va menzionato il progetto IEEE 802.11 p), finalizzato alla comunicazione Wireless tra due o più veicoli mobili e tra il singolo veicolo ed il bordo strada. Le applicazioni di questi sistemi di trasmissione radio saranno rivolte alla sicurezza degli autoveicoli, alla loro identificazione, al monitoraggio del traffico e all'interscambio di servizi e di informazioni tra automobilisti. Lo standard 802.11 p) è noto anche con l'acronimo WAVE (Wireless Access in Vehicular Environments) ed è previsto che operi nello spettro di frequenza 5.9 GHz. con una banda trasmissiva di 6 Mbps, fino ad una velocità di 200 Km/h del veicolo.


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