Rete satellitare
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Le reti satellitari trovano oggi applicazioni nel campo della telefonia, della televisione, nella telematica, nella navigazione marittima e nel militare. Inoltre questi sistemi sono spesso l'unica soluzione applicabile in mancanza di infrastrutture terrestri o di difficile dislocazione.
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[modifica] Breve storia delle telecomunicazioni satellitari
Il famoso scrittore di fantascienza Arthur C. Clarke (autore di 2001: Odissea nello spazio) viene notoriamente indicato come l'ideatore dei sistemi satellitari cosiddetti geostazionari; infatti, nel 1945 Clarke scrisse che un satellite in orbita equatoriale circolare con un raggio di circa 42424 km (dal centro della Terra) avrebbe una velocità angolare esattamente pari a quella del pianeta, rimanendo quindi relativamente immobile nel cielo rispetto al suolo e divenendo così un possibile ponte radio tra due punti dell'emisfero visibili dal satellite. Inoltre, tre satelliti spaziati di 120° potrebbero (con qualche sovrapposizione) coprire l'intera circonferenza del pianeta; in questo caso i messaggi potrebbero essere anche scambiati tra i satelliti, o attraverso un doppio hop a terra, rendendo possibile una comunicazione diretta tra due punti qualsiasi del globo.
L'idea di Clarke è incredibilmente innovativa se si pensa che il lancio dello Sputnik da parte dell'Unione Sovietica avvenne solo nel 1957; in quel caso inoltre si disponeva di una tecnologia missilistica sufficiente solamente per portare il satellite in un'orbita bassa. Non si riuscirà a raggiungere un'orbita sincrona prima del 1963.
La serie Syncom fu il primo sistema di comunicazione satellitare geostazionario ed iniziò nel 1963, poco meno di 20 anni dopo la concezione dell'idea da parte di Clarke. Syncom I fallì nella fase di lancio, ma Syncom II e III vennero messi in orbita con successo il 26 luglio 1963 e il 19 luglio 1964 rispettivamente (con lo sforzo della NASA e del Dipartimento della Difesa).
Il primo satellite geostazionario commerciale fu Intelsat I, sviluppato da Comsat per Intelsat (1965-1969). Le prime comunicazioni regolari tra Stati Uniti ed Europa iniziarono il 28 giugno 1965, data di nascita delle comunicazioni satellitari commerciali. Tramite i satelliti verrà gestita l'intera difesa militare secondo quanto previsti dai protocolli di Internet 2, che per questi usi hanno dovuto risolvere ai problemi di robustezza e sicurezza del TCP attuale. Tramite il mezzo satellitare già passano criptate gran parte delle transazioni commerciali statunitensi.
Negli anni '90, l'uso commerciale e il futuro militare dei satelliti hanno portato gli esperti di telecomunicazioni a sopravvalutarne le potenzialità e a ritenerlo il mezzo del futuro a discapito della fibra ottica. Negli anni '90, invece, è stata posta nel mondo una quantità di fibra ottica pari a 10000 volte il diametro della Terra, mentre il satellite è stato rilasciato a TV satellitari minori e a costi di connessione scesi verticalmente.
Si è pensato di utilizzare il satellite come servizio a banda larga. La qualità è improponibile per l'elevato tempo di latenza di centinaia di millisecondi (per satelliti di tipo GEO). I satelliti INTELSAT già avevano una latenza per il traffico voce (a 4 KHz) molto alta, per cui si preferirono i molto più costosi cavi sottomarini come collegamento per le chiamate intercontinentali.
Per frequenze superiori, come quelle utilizzate da ADSL, la latenza diviene ancora più alta. La qualità del servizio Internet via satellite è notevolmente peggiore di una connessione ADSL; talvolta più lenta di una connessione analogica (per via del tempo di latenza, di attesa perché inizi un download di megabit al sec.) e rende insensato parlare di "ADSL satellitare".
[modifica] Tipologia di sistemi
I sistemi satellitari possono essere categorizzati secondo il tipo di orbita e l'altitudine sulla quale vengono collocati:
Definita una di queste tipologie, restano da ancora da specificare alcuni parametri progettuali della costellazione quali:
- numero di satelliti (complessivi e in ciascuna orbita)
- numero di piani orbitali
- inclinazione dei piani orbitali
- spaziatura relativa tra i piani
- distanza angolare tra i satelliti sulla stessa orbita
[modifica] Frequenze
L'uso di una particolare frequenza di trasmissione dipende dall'applicazione di un dato sistema. La gamma di frequenze si estende dalla banda P alla banda Ka e oltre:
- banda P (0.2-1 GHz)
- banda C (4-8 GHz)
- banda Ku (10-18 GHz)
- banda Ka (18-31 GHz)
Come regola, si può pensare che più alta è la frequenza e più estesa deve essere la banda su cui si trasmette e la capacità del collegamento. Inoltre, più la frequenza è alta e più alta sarà l'attenuazione indotta dall'atmosfera e il rumore che si sommerà al segnale (questo richiede una potenza più alta per poter equilibrare il rapporto segnale/rumore).
Tuttavia usare frequenze alte fornisce il vantaggio di avere guadagni di antenna più elevati che permettono di ridurre le dimensioni della antenne stesse, sebbene questo renda il puntamento più difficile per via della maggiore direzionalità del fascio trasmissivo.
[modifica] Fondamenti di teoria della trasmissione
Sul satellite sono installati molti sistemi, alcuni dei quali servono al funzionamento del satellite stesso (batterie, propulsori, pannelli solari, sistema di controllo della navigazione, telemetria, sistemi di controllo termico), altri costituiscono il carico (payload)) per il quale il satellite è stato lanciato, ovvero il sistema di comunicazione. Il payload è costituito da:
- una o più antenne
- unità di ricevitori e trasmettitori (che prendono il nome di transponder)
- calcolatori elettronici nel caso in cui il satellite disponga di un sistema di elaborazione dati a bordo (on-board processing)
I segnali trasmessi dal e verso il satellite prendono il nome di portanti (carrier).
[modifica] Internet satellitare mono e bidirezionale
Nel 2001 sono nate le prime connessioni satellitari bidirezionali, totalmente indipendenti dalla linea telefonica su doppino che in quelle monodirezionali serve per l'upload. Anche il costo della parabola è sceso in generale intorno ai 100 euro. Tuttavia, il satellite ha una banda complessiva di 2 gigahertz da frazionare fra le varie utenze. Ciò lascia spazio alla connessione di poche utenze.
Il numero di satelliti che possono insistere e geostazionare sopra un'area della Terra è limitato e non incrementabile. Poiché la banda satellitare è di fatto una risorsa scarsa, le si attribuisce una tariffa elevata rispetto ad un collegamento televisivo via satellite, che ne disincentivi un utilizzo laddove non è veramente necessaria.
In orbita non è previsto l'invio di satelliti con una maggiore ampiezza di banda, anche perché la necessità di ricorrere al satellite per servire zone scoperte da ADSL è tipicamente italiana, in quanto negli altri Paesi UE serviti dal satellite la copertura del territorio è oltre il 90% e ciò limita molto il ricorso a questa tecnologia.
Nonostante questo il satelite bidirezionale è molto sviluppato in tutta Europa mentre in Italia resta ancora poco sviluppato. Il satellite bidirezionale offre banda maggiore a minor costo: non richiede una tariffa ISDN in quanto non utilizza il doppino (la linea telefonica normale) e fornisce 640 kbit "simmetrici", ossia utilizzabili sia in download che in upload (contro i 256 massimi del satellitare monodirezionale).
Il satellite bidirezionale ha una latenza di almeno 600 mS;un canale ha 45 megabit di banda e costa 200.000 dollari l'anno. Una banda di 2 megabit costa quindi intorno ai 600 euro al mese. Per via dell'alta latenza, il satellite non è assolutamente adatto al Voice over IP (o applicazioni come giochi on line, videoconferenza che richidono una interazione "immediata").
Telecom Italia e la multinazionale Netsystem, gli unici due operatori in questo segmento di mercato, hanno stretto un accordo e offrono da qualche anno allo stesso prezzo (con parabola e modem di Netsystem) una connessione satellitare venduta soltanto al taglio di banda di 640 kbit/sec. in download e 256 in upload a 39 euro flat mensili oppure a consumo con 15 euro di canone mensile, scatto alla risposta e tariffa al minuto di due centesimi di euro, il doppio di una connessione analogica. L'upload a 256 kbit è per le utenze business (con partita IVA) che possono attivare fino a un massimo di 2 ISDN. Per le utenze domestiche è 128 kbit/sec., potendo attivare una sola linea ISDN. A tale cifra è da sommare il costo della linea ISDN che è appunto necessaria per l'upload. Infatti, abbinare una connessione satellitare per il download con una analogica a 56 kbit/sec. è ridicolmente improponibile perché 56 kbit/sec. contro i 640 del download darebbero un ADSL "eccessivamente asimmetrica".
Il prezzo è sproporzionatamente superiore al costo di un'ADSL a 640 kbit flat che è intorno ai 15 euro mensili; 39 euro è il prezzo di una ADSL 4 megabit, e prossimamente con l'upload 12 megabit. Di monopolio si parla comunque nel caso di un mercato di dimensioni più rilevanti dell'internet satellitare che è un business di nicchia, anche a causa delle altissime tariffe.
Ovviamente per il satellite non esistono upload, la banda resta costante per anni (un satellite resta in orbita per una trentina d'anni). A riprova della scarsa qualità del servizio non vi è banda minima garantita. Gli utenti di Internet via satellite non sono tutelati dalla Carta dei Servizi per ADSL che l'Agcom a breve intende proporre.
