Uno sguardo d’insieme alle tecnologie di comunicazioni senza fili. Lo stato dell’arte dei sistemi radiomobili 3G e 4G, delle soluzioni Wi-Fi e WiMax, del promettente ambito dell’Internet delle cose.
Le tecnologie di comunicazione wireless hanno fatto passi da gigante negli ultimi cinque anni e promettono importanti sviluppi nei prossimo futuro.
Possiamo schematizzare le varie famiglie tecnologiche delle radiocomunicazioni in tre grandi settori.
Il settore delle reti geografiche è pervaso dai sistemi radiomobili cellulari e dai telefonini. Nel 2008 sono stati venduti un miliardo e duecento milioni di telefonini, mentre a fine 2008 ci saranno quasi quattro miliardi di carte SIM attive nel mondo. I telefonini servono per telefonare, comunicare con gli Sms e progressivamente per accedere alla rete. I sistemi cellulari comprendono sia i sistemi GSM, orientati alla telefonia mobile e agli Sms, sia i sistemi di terza generazione, 3G, del tipo UMTS e HSPA (High Speed Packet Access), che offrono l’accesso a Internet con bande di download ormai paragonabili a quelle delle linee di accesso fisso a larga banda di tipo ADSL. Nei prossimi anni il fenomeno del “mobile browsing” tramite telefonini del tipo iPhone e PC portatili con chiavette USB/HSPA diventerà dominante per la crescita del mercato delle telecomunicazioni. In prospettiva poi, a partire dal 2011, i sistemi radiomobili cellulari evolveranno verso la quarta generazione, 4G: il sistema LTE (Long Term Evolution) offre 100 megabit al secondo in download. Non c’è dubbio che le economie di scala che si raggiungono con i sistemi radiomobili cellulari sono impressionanti: nel 2015 si prevedono nel mondo sette miliardi di utenze SIM, di cui due a larga banda, tra HSPA e LTE, contro un miliardo di utenze fisse a larga banda.
Il secondo settore di sviluppo del wireless è quello che ha come obiettivo la copertura delle aree locali, sia “in-door” sia “out-door”, con importanti applicazioni al caso delle aree metropolitane in concorrenza con i sistemi radiomobili cellulari. Si tratta dei sistemi Wi-Fi e WiMAX. Mentre Wi-Fi opera su bande non licenziate, con celle di raggio di cinquanta – cento metri, ed eroga grande banda di comunicazione, fino a 300 megabit al secondo, WiMAX opera su bande licenziate e su celle di grandi dimensioni. La versione “mobile” di WiMAX utilizza tutti gli ingredienti tecnologici che saranno impiegati nel sistema LTE per ottenere una grande capacità di download nelle aree geografiche: oggi WiMAX arriva fino a 70 megabit al secondo con celle di una diecina di chilometri. Il problema dello sviluppo di WiMAX quale concorrente e anticipatore dei sistemi HSPA/LTE è la disponibilità di frequenze spettrali adatte alle applicazioni mobili. In Italia la banda attorno ai 3,5 gigahertz assegnata a WiMAX è inadatta alle applicazioni in mobilità. Negli Stati Uniti, invece, WiMAX mobile troverà applicazione nelle bande di sotto a un gigahertz messe a gara per licenze wireless.
La diffusione di Wi-Fi è oggi dominante negli ambienti “in-door” e come standard di rete per gli apparati elettronici di consumo. La sua diffusione sia “in-door”, ma soprattutto “out-door”, è invece minacciata dal diffondersi delle tecnologie delle piccole celle radiomobili 3G/HSPA, che prendono il nome di picocelle e femtocelle.
Il terzo settore di sviluppo del wireless, forse il più suggestivo e dirompente, è quello della ”Internet delle cose”, “The Internet of Things”. I calcolatori diventano così piccoli, potenti ed economici, come ad esempio le etichette intelligenti, RFId “Radio Frequency Identification”, da poter essere immersi negli oggetti che ci circondano. Gli oggetti “intelligenti” sono capaci di comunicare col mondo esterno via radio, per realizzare quelle che gli esperti chiamano “wireless sensor networks”, le reti di sensori. Queste reti immerse nello spazio reale sono a loro volta interconnesse con Internet, con il ciberspazio. In futuro i telefonini non saranno soltanto degli strumenti di accesso alla Rete, ma saranno dotati di sensori capaci di interagire via radio con l’ambiente intelligente circostante, con l’Internet delle cose, e serviranno per prenotare il parcheggio, ricevere informazioni locali, accedere a punti di pagamento, ecc. Sono quindi destinati a trasformarsi in dispositivi personali che integrano le funzioni di comunicazione, informazione e intrattenimento, con quelle del “portafoglio” per garantire l’identità personale e i pagamenti elettronici.
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