Articoli di approfondimento - Una nuova architettura di rete cellulare promette video mobili e basso impatto ambientale
I ripetitori che contengono antenne radio, transriceventi e processori di segnale sono stati per tanto tempo la spina dorsale delle comunicazioni mobili, sin da quando le prime reti cellulari commerciali sono state attivate all'inizio degli anni 1980. Usate per trasmettere ed elaborare i segnali dei dispositivi mobili e collegarli con la rete telefonica, i ripetitori e la sottostante architettura cellulare hanno funzionato relativamente bene fino a ora, riuscendo a sopportare il boom sia del numero che della velocità dei dispositivi mobili che si è verificato con la presentazione della terza generazione (3G) di servizi mobili. Ci sono però segni che l'attuale architettura potrebbe non essere in grado di funzionare man mano che le comunicazioni mobili si muovono verso la 4G e gli utenti chiedono le velocità di banda già offerte dalle comunicazioni fisse. La 4G promette velocità di dati di fino a 1 gigabit al secondo (Gbps) per gli utenti fissi e fino a 100 megabit al secondo (Mbps) per i dispositivi mobili - decine di volte più veloce degli attuali servizi 3G. Si dovranno superare diverse difficoltà per soddisfare la richiesta di mercato di banda larga mobile. Innanzitutto, i ripetitori dovranno gestire una maggiore quantità di segnali provenienti da diverse tecnologie di comunicazione per fornire una più ampia varietà di servizi - dalla voce ai dati ai video in streaming e ai giochi online. Questo ha comportato che la tecnologia di elaborazione del segnale dentro i ripetitori è diventata sempre più complessa e sarà ancora più complessa in futuro. Inoltre, la 4G funzionerà a frequenze radio più alte per fornire più larghezza di banda, il che significa che il segnale non potrà viaggiare tanto lontano. La zona coperta da un singolo ripetitore quindi - detto cellula - sarà molto più piccola. Più cellule e quindi più ripetitori saranno necessari assicurare la copertura. Ma, poiché le interferenze tra ripetitori rimangono più lunghe delle dimensioni della cellula, la capacità del sistema non aumenterà in maniera lineare e saranno necessarie anche più antenne per coprire una certa area. Infatti l'attuale architettura cellulare potrebbe continuare ad essere usata nell'era della 4G se si adatta a cellule più piccole, a più antenne e a ripetitori con componenti di elaborazione del segnale più complessi. Dopo tutto, nonostante l'alto costo dell'infrastruttura, questa è stata la strategia seguita dagli operatori quando sono passati da 1G a 2G e all'attuale 3G. Ci potrebbe essere una soluzione migliore però. "Abbiamo cercato di trovare la soluzione più semplice possibile e per fare questo abbiamo separato l'elaborazione del segnale dai ripetitori e l'abbiamo fatta in un sito centrale," spiega Paulo Pereira Monteiro della Nokia Siemens Networks Portugal. Addio ripetitori? Lavorando al progetto FUTON , finanziato dall'UE, Monteiro ha coordinato un team di ricercatori nello sviluppo di un'architettura ibrida che usa cavi in fibra ottica ad alta velocità per trasmettere i segnali tra le RAU (Remote antenna unit) e un'unità centrale dove si effettua l'elaborazione del segnale. Le RAU potrebbero quindi sostituire efficacemente i ripetitori, fornendo una copertura radio in ogni cellula e trasformando i segnali radio in segnali ottici che sarebbero poi elaborati presso l'unità centrale. "Le RAU sono più piccole, meno costose e più semplici da istallare e mantenere rispetto ai ripetitori - potrebbero essere installate su un lampione. Il loro impatto ambientale è quindi molto più ridotto, come anche il consumo di energia," osserva il coordinatore di FUTON. Le RAU funzionano effettivamente come le antenne distribuite di un ripetitore composito con una centrale al centro. Il cavo in fibra ottica è la "scelta logica" per trasmettere informazioni in modo trasparente tra la centrale e le RAU, dice Monteiro, grazie alla bassa attenuazione e all'enorme larghezza di banda. Sebbene la tecnologia radio su fibra non è nuova, è usata da tempo per trasmettere i segnali della televisione via cavo per esempio, il metodo FUTON è fondamentalmente una nuova applicazione della tecnologia. Poiché permette di effettuare congiuntamente l'elaborazione del segnale proveniente da diverse RAU, i dispositivi mobili saranno in grado di comunicare simultaneamente con diverse antenne in perfetta collaborazione tra di loro. Attualmente i segnali provenienti da diversi ripetitori causano interferenze negative al segnale, ma la capacità di collegarsi con più di una RAU fornirà più larghezza di banda a più persone nella loro zona di copertura. "Attualmente si lavora tanto per tenere le interferenze tra le cellule a livelli accettabili e questo sta diventando sempre più difficile a causa dell'aumento del numero di servizi eterogenei con diverse esigenze, che spesso hanno bisogno di una significativa revisione ogni volta che la richiesta di mercato necessita di un aumento della rete," dice Monteiro. "Non ci sono gli stessi limiti con l'architettura FUTON e se si deve aumentare la rete l'inclusione di nuove RAU può essere fatta dinamicamente." Il team di FUTON ha presentato il proprio lavoro in una serie di dimostrazioni proof-of-concept che hanno dimostrato come funzionerebbe il sistema in condizioni reali. Monteiro osserva comunque che bisogna lavorare ancora ed è necessario ottenere l'accordo degli operatori, dei fornitori di servizi e dei produttori di attrezzature prima che l'architettura possa essere implementata a livello commerciale. "Ci sono molte variabili. La nostra non è l'unica soluzione esistente per superare le difficoltà di fornire velocità di banda larga reali a dispositivi mobili ma a noi sembra la più semplice e la più efficiente," dice il coordinatore di FUTON. Con questo obiettivo in mente, il consorzio del progetto, che comprende importanti partner industriali e operatori come Nokia Siemens Networks, Alcatel-Thales II-V Labs, Portugal Telecom, Hellenic Telecommunications and VIVO, è impegnato in attività di standardizzazione. Monteiro però dice che probabilmente ci vorranno da 6 a 10 anni prima che i risultati della ricerca condotta da FUTON confluiscano in applicazioni commerciali. Ciononostante, osserva che l'architettura di FUTON potrebbe contribuire a creare un segmento tutto nuovo del mercato delle reti mobili. Anche se i ripetitori e le infrastrutture di rete finora sono state in gran parte il campo dei principali operatori mobili, Monteiro prevede che ci saranno le potenzialità per l'entrata in scena di terze parti per costruire l'infrastruttura radio-fibra delle RAU e delle unità centrali e affittarle poi agli operatori, dando a nuovi fornitori di servizi la possibilità di entrare nel mercato delle telecomunicazioni cellulari. Il progetto FUTON ha ricevuto 6,58 milioni di euro di finanziamenti alla ricerca nell'ambito del Settimo programma quadro (7° PQ) dell'UE, sottoprogramma "The network of the future". Link utili: - "Fibre-optic networks for distributed extendible heterogeneous radio architectures and service provisioning" - Record dei dati del progetto FUTON su CORDIS Articoli correlati: - Internet mobile su una piattaforma unica - Progetto UE per il risparmio energetico delle reti mobili di quarta generazione - Progetto Genesis per la globalizzazione delle connessioni wireless