LE RETI SATELLITARI

1. LE RETI SATELLITARI MORENA CARCAVALE

2. INTODUZIONE INTODUZIONE …..Un po’ di storia …..Un po’ di storia Le sempre maggiori richieste di banda da parte degli utenti collegati in rete hanno evidenziato i problemi della realizzazione di un cablaggio a banda larga che collegasse tutti i possibili utenti. Le principali problematiche connesse ad una diffusione della rete a banda larga risultano essere: - costo proibitivo - impossibilità di una totale copertura su base geografica - disagi per la popolazione se effettuato in zone densamente popolate - costo elevato se effettuato in aree scarsamente popolate (zone rurali) - capacità di banda praticamente fissata all'atto del cablaggio - complessità eccessiva per realizzare trasmissioni broadcast - impossibilità di coprire le esigenze dei clienti mobili

3. Per eliminare queste problematiche è stata realizzata l'idea dell'integrazione fra cablaggio e uso di reti wireless, in particolare con utilizzo della tecnologia SATELLITARE. I PRIMI ESPERIMENTI….. Come primo esperimento di rete satellitare furono i palloni metereologici metallizzati senza però riscontrare un grande successo. In un secondo momento , invece, a partire da esperimenti della NASA, di far riflettere i segnali da un satellite già presente in orbita:la luna;questo avveniva verso la fine degli anni cinquanta. Tutto ciò ha dato il primo impulso allo sviluppo dei sistemi di comunicazione satellitare che hanno avuto il proprio successo ufficiale nel 1962, con il lancio del primo satellite artificiale per telecomunicazioni.

4. I satelliti di prima generazione sono quelli cosidetti bent-pipe, cioè tubo curvato, che creano quindi, un semplice canale non rettilineo fra due stazioni a terra. La loro funzione è esclusivamente quella di ripetitori di microonde: diversi trasponditori in entrata che ritrasmettono il segnale su un’altra frequenza per evitare interferenza con il segnale in arrivo.

5. Oggi i nuovi satelliti consentono comunicazioni bidirezionali ad alta velocità. Inoltre, grazie al sistema OBP, si potrà garantire la connessione diretta tra tutti i terminali (connettività a rete magliata a singolo "hop") evitando così l'uso di stazioni di accesso a costo elevato .

6. …….Ricapitolando • Palloni metereologici • Esperimenti NASA • Primi satelliti artificiali • Bent-pipe • Satelliti bidirezionali con sistema OBP

7. LE FUNZIONI E I VANTAGGI…. Con i satelliti è possibile trasmettere qualsiasi forma di messaggio: dati, televisione, messaggi vocali. Ed è possibile comunicare tra due qualsiasi punti della Terra. Uno dei nodi più importanti della rete globale di comunicazione via satellite si trova in Italia, nella Piana del Fucino (in provincia dell'Aquila) ed è gestito dalla società Nuova Telespazio. Una vasta gamma di servizi di comunicazione voce/dati/video può essere trasmessa tramite gli standard DVB/MPEG e DVB-RCS.Le nuove reti satellitari sono rivolte agli Operatori Satellitari, agli Operatori di Telecomunicazioni e ai Service Providers e offrono connessioni Internet ad alta velocità ed alta qualità, TV interattiva e Reti Private Virtuali La nuova generazione di satelliti porterà i seguenti vantaggi: • Alta velocità • Collegamento bidirezionale • Accesso diretto al satellite • Qualità del servizio garantita e gestita dall’ Operatore • Copertura dell'Europa e Bacino del Mediterraneo

8. COS’E’ UNA RETE SATELLITARE? Tra le possibilità di rete che esistono, c’è quella satellitare. Questa rete adopera per la comunicazione il “Satellite”, che si trova in orbita, che non è altro che un ripetitore di microonde che riceve il segnale ad una certa frequenza, lo amplifica e lo ritrasmette ad un’altra frequenza, sempre però su uno stesso canale. Tutto questo per non avere il problema delle interferenze, perché se sta arrivando un segnale su una banda di frequenza, mentre questo è già occupato, accade che ci siano interferenze tra i due segnali. Il segnale che viene trasmesso può essere diffuso in broadcast, per tutta la rete, oppure può coprire solo una determinata area; e se nella rete broadcast è richiesta la segretezza nella trasmissione si può ricorrere all’ uso della crittografia.

10. Le comunicazioni satellitari viaggiano su frequenze molto elevate dette quindi (microonde), però i maggiori problemi a cui si va incontro sono la perdita della maggior parte del segnale a causa della grande distanza che intercorre tra una stazione terrestre e l’orbita in cui c’è il satellite.

11. TIPOLOGIE DI RETI SATELLITARI Reti ibride Una rete ibrida è quella rete che consente la circolazione di un flusso di dati per mezzo di tecnologie differenti: telefonia satellitare, terrestre o mobile, in modo trasparente. Dato che ciascuna tecnologia presenta caratteristiche differenti, è necessario considerare un protocollo di trasmissione standard. L’utilità di questo tipo di reti diventa particolarmente evidente se esaminiamo il funzionamento dell’ARR (Automatic-Repeat-Request) in una comunicazione satellitare. Il ricevente deve sollecitare la ritrasmissione di un pacchetto di dati; ma invece di adoperare un caro e lento collegamento satellitare, con un rete di tipo ibrido, il dispositivo ricevente invia la richiesta per la ri-trasmissione per mezzo di un collegamento terrestre, con risparmio in termini di tempo e di costo della trasmissione.Protocollo maggiormente utilizzato in tutto il mondo è il TCP/IP.

13. SISTEMI SATELLITARI ATM Due sono le grandi qualità che rendono l’ATM (Asynchronous Transfer Mode) una tecnologia ottimale per l’impiego sui sistemi satellitari e reti ibride. In primo luogo, vi è l’asincronia della stessa tecnologia. E in secondo, bisogna sottolineare la possibilità di variazione della velocità di trasmissione. Vi sono, però, degli inconvenienti, derivanti soprattutto dai problemi di congestione e di feedback in aree di copertura eccessivamente grandi.

14. SATIN L’obiettivo di SATIN è la creazione di una rete, in grado di incorporare reti di comunicazione locali, in aree metropolitane o grandi, RDSI a banda larga, AIN (Advanced Intelligent Networks), e PCS (Personal Communication Services), via ATM su satellite, in modo totalmente trasparente per l’utente.

15. VSAT VSAT oggi indica le moderne unità di comunicazione satellitare palmare, tra cui i telefoni GPS, Inmarsat, ma anche altri servizi di telecomunicazioni satellitare mediante terminale mobile.

16. Classi orbitali GEO: I satelliti di notevole importanza sono i”GEOSINCRONI” o Geostazionari,che ruotano alla stessa velocità della Terra e rimangono in una posizione stazionaria, fissa, rispetto ai trasmettitori e ricevitori delle stazioni terrestri. Quindi il satellite sembra rimanere fisso in quanto ruota insieme alla terra con lo stesso periodo di rotazione, coprendo sempre una stessa area. Per ottenere questo effetto è necessaria una distanza di circa 35800 Km dalla superficie della terra su un piano passante per l’equatore. L’altitudine del satellite approssima la lunghezza della circonferenza terrestre. La distanza dei satelliti in orbita geostazionaria causa però una delle maggiori restrizioni delle comunicazioni satellitari. I segnali radio trasmessi verso un satellite viaggiano alla velocità della luce (300.000 Km/s); a quella velocità essi impiegano approssimativamente 125 millisecondi per raggiungere il satellite ed altrettanti per ritornare sulla terra. Questo ritardo complessivo di 250 millisecondi (un quarto di secondo) nella propagazione del segnale è molte volte superiore al ritardo per un segnale trasmesso attraverso qualunque altro link terrestre.

17. MEO: I satelliti MEO (Medium Earth Orbit) orbitano ad una distanza di 10.000-12.000 Km rispetto alla superficie terrestre ed il tempo impiegato per compiere un’orbita completa sale a circa 6 ore. In questo caso l’area di copertura di ogni satellite è molto più estesa e per garantire la copertura globale ad ogni istante bastano 10 - 12 satelliti.

18. LEO: I satelliti LEO (Low Earth Orbit), orbitano ad un’altitudine di 500-2.000 chilometri dalla terra con un tempo di orbita di circa 100 minuti. La comunicazione da terra con un singolo satellite orbitante è possibile solo per circa 10 minuti, dopo i quali un altro satellite deve provvedere all’interconnessione. In altri termini un'area terrestre non è sempre illuminata dallo stesso fascio dello stesso satellite. Così per assicurare la copertura in ogni momento ed in ogni luogo sono necessarie costellazioni di 25 - 75 satelliti.

19. LIVELLO FISICO La banda usata per le trasmissioni satellitari può essere utilizzata per un’ unica comunicazione o suddivisa in più canali con la tecnica FDM o TDM: FDM: divide l’ intera banda in bande di frequenza fissate. TDM: assegna slot di tempo alle varie stazioni che devono trasmettere. Un esempio è l’ACTS(Advanced Communication Technology Satellite) che usa 4 canali TDM indipendenti, ogni slot di ogni canale permette di trasportare 64bit e di utilizzare un canale vocale di 64kbps. Se il numero delle stazioni è piccolo i canali o gli slot possono essere allocati in maniera statica o dinamica. L’assegnazione dinamica avviene quando si tratta di un canale multiaccesso, ovvero si deve cercare di diminuire il problema dell’accesso contemporaneo di più stazioni ad un unico canale, soprattutto per quanto riguarda il canale di salita. Infatti solo in questa situazione, quando si effettua una trasmissione verso il satellite, c’è la possibilità di collisioni all’interno dello stesso slot, dato che il canale di discesa ha come solo mittente il satellite.

20. L’ACTS propone due metodi per l’allocazione degli slot: • L’accesso alla rete satellitare lo si fa usando l’aloha slot,le stazioni competono per avere gli slot,e quando una trasmissione ha successo alla stazione viene assegnato lo slot. • Si può utilizzare il metodo a prenotazione in cui ogni frame contiene uno slot suddiviso in vari sottoslot, quando una stazione vuole trasmettere prova a farlo in un sottoslot, se riesce la comunicazione si prenota lo slot successivo.

21. IRIDIUM Successivamente avvenne la volta di Iridium, primo sistema di comunicazione globale per la telefonia mobile lanciato nel 1998. Gli apparecchi commercializzati compatibili con il sistema Iridium erano inizialmente due, entrambi dual mode (cellulare/satellitare) e prodotti rispettivamente da Motorola e Kyocera. Il prodotto offerto permetteva di comunicare mediante servizi di voce, data-fax (limitati a 2400bps) e messaggi. I clienti del consorzio dovevano essere dotati di un costoso telefono dual mode: ad ogni chiamata, il telefono provava a connettersi alla rete Gsm locale. Se ne trovava una abilitata (in Italia, per esempio, quella Tim), vi si connetteva - il cliente doveva pagare delle salate tariffe di roaming. Altrimenti si connetteva alla rete satellitare di Iridium, pagando tariffe ancora più alte: circa 10.000 lire al minuto per telefonate alla rete fissa o mobile. Ma nel marzo 2000 il consorzio Iridium dichiarò bancarotta e il giorno 17 cessò ufficialmente il servizio. Troppo costoso? Sovrastima dei possibili clienti? Cattive scelte manageriali? Un po’ tutti e tre i motivi.  Gli impianti e la tecnologia Iridium furono acquistati dalla società Iridium Satellite LLC, che si prefissò di ridurre i costi in modo drastico e di fornire un servizio di grande qualità tecnica.

22. La copertura globale della rete IRIDIUM viene fornita da una costellazione di 66 satelliti a bassa quota (780 Km dalla superficie terrestre) eliminando il ritardo tipico dei satelliti geostazionari. I satelliti sono posizionati su 6 piani orbitali ed ogni piano orbitale contiene 11 satelliti operativi ed 1 satellite di riserva. La progettazione della rete è stata effettuata da Motorola, che ha creato nel 1989 la Motorola Satellite Communications Division (SATCOM) con sede a Chandler in Arizona, appositamente per sviluppare questo progetto. All’interno dello stabilimento SATCOM sono sistemati: • l’Iridium Satellite Control Facility (per il controllo e la gestione dei satelliti da terra nella fase di test) • l’Antenna Compound (area chiusa contenente l’antenna di grosse dimensioni) • l’Integration and Test Laboratory (in cui vengono testati l’hardware, il software ed ogni componente del sistema Iridium) • il Satellite Manufacturing Centre (centro in cui vengono assemblati i satelliti).

23. ....Negli ultimi anni sono stati presentati altri progetti di reti radiomobili satellitari, tutti con un numero inferiore di satelliti e senza cross-link tra questi. Ogni satellite di Iridium, a differenza delle altre reti satellitari in cui i satelliti fungono da semplici ripetitori, non sarà collegato solo con le stazioni di terra e con i terminali mobili, ma sarà interconnesso anche con altri 4 satelliti, formando un vero e proprio network.

24. TARIFFE TELEFONIA SATELLITARE

25. INTERNET SATELLITARE La soddisfacente richiesta di un’ottimale navigazione in internet è stata garantita dalle prestazioni del satellite.   Il mezzo satellitare permette una risposta rapida ed universale per la connettività ad alta velocità. C’è da ricordare che le trasmissioni satellitari vengono utilizzate anche per il collegamento via Internet. Per questo bisogna installare un’antenna parabolica e collegare al computer un modem satellitare.In questo campo, il primo servizio satellitare offerto è stato quello della società NetSystem (FreeAdsl),funziona in modo unidirezionale:l’utente riceve tutte le informazioni dal satellite, ma per inviare informazioni può farlo usando la semplice linea telefonica. Esistono però anche connessioni bidirezionali, molto più costose dell’ADSL, ma utili nelle zone in cui non è utilizzabile l’ADSL.

26. La sua copertura di intere regioni e le sue condizioni economiche, divenute oggi di facile accesso, ne fanno lo strumento migliore di comunicazione tra quelli conosciuti oggi conosciuti.

27. Una soluzione basata sul satellite può scavalcare le infrastrutture terrestri (fibra, coassiali, doppini, ecc.) realizzando un collegamento diretto tra gli utenti e gli host server. Abilitando servizi IP di tipo multicast, ISP (Internet Service Provider) e NAP (Network Access Point) possono fornire servizi avanzati, migliorare i tempi di accesso alla rete, personalizzare servizi ed offerte, aumentare le revenue.    La tecnologia prevede sia protocolli di accesso TCP/IP, sia UDP/IP: il primo come protocollo orientato alla connessione (punto-punto virtuale, internet access), il secondo come protocollo connectionless per l'offerta di servizi video broadcast, video-on-demand (multicast) e monitoring. 

28.  I Punti di Forza La soluzione satellitare è da considerarsi particolarmente efficace per svariati motivi: - Indipendenza dalla distribuzione geografica delle sedi. - Accesso ad Internet e comunicazioni dati fino a 4 volte più veloci della ADSL. - Tipologia di collegamento sempre attivo (always on) con costi basati su canoni "flat". - Velocità ed Omogeneità in termini di apparati, installazione e gestione. - Uso efficiente e flessibile della banda, attuale e futura.

29. COSTI INTERNET SATELLITARE Il sistema “flat” permette a ogni utente di navigare liberamente su internet ricevendo dati (download) o mandando dati (upload) usando la miglior combinazione possibile di connettività satellitare e/o terrestre su numero verde. In pratica, in base a quelle che sono le condizioni web e ambientali al momento rilevate, l'utente può decidere autonomamente se preferire la connessione satellitare, o quella terrestre su numero verde, oppure entrambe. La commutazione può avvenire mentre si è collegati, in pochissimi istanti. Tutto ciò permette massima convenienza (quindi costi minimi) e massima velocità operativa (anche oltre ADSL) senza dover tenere sempre impegnata la linea telefonica.

30. Non c'è alcun limite di traffico internet. Solo per quanto riguarda la durata di connessione terrestre su numero verde, c'è un "idle" di sicurezza che interviene automaticamente dopo circa 6 minuti di completa inattività dell'utente (cioè solo se non naviga nè trasmette nè riceve dati). Nessun "idle" nè limitazione invece per quanto riguarda la connessione satellitare (quindi via satellite si sta connessi 24 ore su 24 anche se non si fa assolutamente nulla).

31. Il punto-multi-punto (PMP) Reti satellitari punto-multi-punto (PMP) consistono in collegamenti radio via satellite in cui ciascun utente remoto deve stabilire una connessione bidirezionale o unidirezionale contemporanea, con più utenti dello stesso gruppo o di gruppi diversi.   Il collegamento PMP può avvenire in modo paritetico tra tutti gli utilizzatori o in modo accentrato, in cui una stazione ha il ruolo di centro stella e le altre stazioni il ruolo di unità remote che colloquiano con questa.   Le tecnologie di PMP si dividono per prestazione e tipologia di servizi e sono: - Sistemi Star a doppio salto - Sistemi Meshed a singolo salto

32. Servizi  I servizio offerti da questa tecnologia sono principalmente i seguenti: • Collegamenti LAN-to-LAN, ovvero interconnessione dati tra reti remote e geograficamente distanti. • Telefonia e comunicazioni intra-sede, in cui tutto il traffico interno viene trasmesso sulle linee satellitari senza passare da operatori esterni. • Applicazioni video, quali video conferenza, tele sorveglianza remota, o broadcast tv interna. • Aggiornamento di database ed applicativi di società multisedi ed estere

33. FINE PRESENTAZIONE