Satelliti e Progetto TIES. Selezione, analisi e linee evolutive delle applicazioni e delle tecnologie

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Italia



di Giovanni Nicolai

Direttore Generale Aersat Spa

&#200 terminata dopo nove settimane la prima fase del Progetto TIES, (¿Progetto preliminare di Telecomunicazioni Istituzionali per l¿Emergenza e la Sicurezza delle informazioni¿).

Finanziato dall¿Agenzia Spaziale italiana (ASI) e sviluppato da Telespazio, societ&#224 del gruppo Finmeccanica, il progetto conta sulla collaborazione di altri partner come Alenia Spazio, Aersat, Pixel, Sisma, Universit&#224 di Roma ¿Tor Vergata¿ e Universit&#224 di Roma ¿La Sapienza¿. Il progetto prevede di realizzare uno studio basato su infrastrutture di comunicazione satellitari in grado di interoperare con altri sistemi mobili.

Questa prima fase (Work Package 20) aveva come obiettivo la Selezione, l¿Analisi e la definizione delle Linee Evolutive delle Applicazioni e delle Tecnologie atte a realizzare taleRete di Telecomunicazioni via satellite. Tale fase si suddivideva in quattro pacchi di lavoro:

  • Stato delle Applicazioni WP21

  • Analisi dei Sistemi e delle Tecnologie WP22

  • Linee Evolutive Applicative e Tecnologiche WP23

  • Mercato delle Applicazioni e della Utenza Potenziale WP24

che vengono di seguito descritte.

Stato delle Applicazioni WP21

Gli aspetti principali considerati per la determinazione delle applicazioni possibili sono stati:

  • Grado di Autonomia delle Applicazioni

  • Utilizzo di un Satellite dedicato

  • Requisiti di Mobilit&#224 e Rilocabilit&#224 dei terminali

  • Definizione delle Aree geografiche di interesse

  • Sinergia con altre Applicazioni su Rete Terrestre

  • Possibilit&#224 di Interoperabilit&#224 con altri sistemi satellitari

  • Valore strategico e sociale

Sono state esaminate in dettaglio le applicazioni possibili per determinare il loro grado di maturit&#224 e lo stato dell”arte ad oggi raggiunto congiuntamente all”utilizzo di tecnologie satellitari.
E¿ stata considerata altres&#236 la necessit&#224 di utilizzo di nuove tecnologie per ovviare a limitazioni di prestazioni imposte da banda limitata per ottenere un sostanziale salto di qualit&#224.

A riguardo sono state effettuate delle classificazioni:

  • Classificazione degli utenti

  • Classificazione dei servizi

  • Classificazione delle situazioni di emergenza

Lo studio delle Applicazioni ha portato quindi alla definizione dei seguenti capisaldi:

  • Requisiti di Servizio

  • Analisi della comunicazione alla popolazione

  • Analisi dei servizi e delle infrastrutture operative allo stato

  • Analisi delle reti mobili esistenti

  • Vantaggi ottenibili utilizzando sistemi satellitari

Analisi dei Sistemi e delle Tecnologie WP22

In tale analisi sono stati esaminati i sistemi e tecnologie innovativi che possano garantire l¿offerta di servizi di telecomunicazioni in aree di crisi, colpite da catastrofi o prive di infrastrutture di comunicazione, mantenendo sicurezza ed affidabilit&#224 in qualsiasi condizione operativa.

Per le comunicazioni a banda barga con terminali satellitari mobili (veicoli terrestri, treni, elicotteri, aerei, mezzi navali), sono stati esaminati i sistemi e le tecnologie sia in Banda L/S sia in Banda Ka. La banda L/S potr&#224 garantire in prospettiva la fattibilit&#224 di terminali palmari ad alta integrazione mentre la banda Ka &#232 stata considerata soprattutto per le comunicazioni a larga banda con terminali satellitari fissi e rilocabili su aree di emergenza.

Avendo ipotizzato la necessit&#224 di servizi a larga banda, &#232 obbligato orientarsi verso la Banda Ka (20/30 GHz), che &#232 gi&#224 impiegata commercialmente in Europa da operatori come ASTRA ed Eutelsat. La banda Ka presenta l¿inconveniente dell¿attenuazione della pioggia, che &#232 pi&#249 elevata rispetto a quella a frequenza pi&#249 basse. Tale inconveniente viene superato mediante l¿uso di tecniche di rigenerazione a bordo.

Tale tecnica &#232 gi&#224 operativa nei satelliti Eutelsat HB6 e W3A che montano a bordo il dispositivo Skyplex. Tale banda di frequenze offre il notevole vantaggio di consentire l¿uso di ridotti diametri d¿antenna (inferiori al metro per i terminali di utente), e pesi ridotti per i terminali di utente. Tale aspetto facilita l¿uso dei terminali in banda Ka per soluzioni trasportabile e rapidamente dispiegabili, vantaggio questo essenziale nel caso di comunicazioni di emergenza. Le Bande L/S sono invece preferite per sistemi di comunicazione mobili.

Particolare attenzione &#232 stata altres&#236 dedicata agli aspetti di interoperabilit&#224 e interconnessione dei sistemi satellitari con le reti terrestri (e radio) esistenti per ottimizzare l¿offerta di servizi nei casi di emergenza. Sono stati riportati numerosi esempi realizzativi con le reti IP terrestri, le reti mobili GSM e Isofrequenziali. Gli stessi aspetti di Interoperabilit&#224 devono essere ulteriormente approfonditi con le Reti TETRA per applicazioni militari.

In merito agli apetti tecnologici sono stati analizzati i sistemi di Comunicazione DVB-RCS e CDMA. Lo standard DVB-S &#232 stato adottato per trasmissioni IP dando vita allo standard DVB IP (o DVB data) per applicazioni di tipo multicast unidirezionali.
Per sistemi interattivi &#232 stato messo a punto lo standard DVB-RCS che prevede oltre allo standard DVB IP per il Downlink, un accesso di tipo MF-TDMA verso il satellite e un¿interfaccia IP verso il lato terrestre.

Tutti i sistemi satellitari commerciali utilizzano questi standard, con la conseguenza di una disponibilit&#224 di terminali di tipo multi-vendor che fa s&#236 che i loro costi siano molto contenuti. Tali standard vengono rispettati anche da parte dei dispositivi di rigenerazione a bordo del satellite, che devono essere compatibili sia con i segnali in Uplink (MF-TDMA) che con le sezioni riceventi dei terminali, per cui devono realizzare in Downlink un flusso DVB IP.

Gli standard DVB-S e DVB-RCS favoriscono notevolmente la convergenza tecnologica dei terminali satellitari con le tecnologie terrestri. Un aspetto della suddetta Convergenza Tecnologica si sta sviluppando anche sulle codifiche audio-video e si sta affermando la codifica MPEG-4 che sostituir&#224 completamente, sia sulle reti terrestri che su quelle satellite, il sistema MPEG-2 nell¿arco dei prossimi 2-3 anni in quanto meglio si adatta allo sviluppo dei servizi/applicazioni sulle reti di distribuzione limitati in banda quali l¿ADSL. Lo standard H264 conferma tale trend. In conclusione, la convergenza si gioca soprattutto sullo standard IP esui sistemi di codifica pi&#249 efficientitipo MPEG-4.

Nella finalizzazione di una architettura di rete per comunicazioni di emergenza e sicurezza bisogna quindi puntare su un satellite KaSat che possa fornire sistemi rigenerativi a bordo OBP con standard DVB Data in modo di semplificare i terminali di utente e permettere comunicazioni magliate sia su reti fisse che su reti di emergenza ma &#232 anche importante restare agganciati agli sviluppi europei sia quelli in sinergia con i sistemi di telecomunicazione esistenti (Inmarsat, Globalstar, Thuraya, Iridium, etc) sia quelli futuri di localizzazione quali il Galileo per le comunicazioni in mobilit&#224. Lo standard S-UMTS, che prevede sistemi di accesso CDMA per le comunicazioni in mobilit&#224,&#232 gi&#224 oggetto dei sistemi esistenti e futuri in banda L/S con i quali il Progetto TIES deve interoperare.

Sono stati infine esaminati gli aspetti tesi a garantire meccanismi di sicurezza e protezione dell¿informazione ai vari livelli della pila dei protocolli.


Linee Evolutive Applicative e Tecnologiche WP23

Sono state identificate ed analizzate le linee evolutive applicative e tecnologiche facendo riferimento ai Servizi erogabili ed all¿Analisi dei Sistemi e delle Tecnologie. Sono state esplorate alcune tecnologie atte a migliorare le prestazioni ed i servizi dei sistemi e delle applicazioni che compongono la rete di telecomunicazione per la gestione delle emergenze.

Sono stati investigati alcuni aspetti evolutivi dei terminali di terra e dei processori di bordo del satellite.
In particolare, riguardo il primo argomento, sono state investigate le soluzioni tecnologiche per terminali in grado di operare in mobilit&#224 e di consentire il dispiegamento automatico di antenne satellitari. Viene presentata la tecnologia SDR (Software Defined Radio) e le sue possibili applicazioni nel campo delle comunicazioni e della navigazione satellitare con particolare riferimento alle telecomunicazioni per emergenze.

In tale analisi sono state inoltre individuate le linee evolutive dei sistemi di compressione e trasporto di immagini sia fisse, che per servizi di broadcasting video o videoconferenza come H264 e JPEG2000. Particolare risalto &#232 dato alla descrizione di protocolli standard ed interoperabili atti a migliorare i servizi e l¿efficienza del canale di comunicazione. In virt&#249 della convergenza tecnologica delle reti di telecomunicazione verso architetture basate sul protocollo IP, sono esaminati il protocollo IPv6 ed alcuni protocolli trasportati su IPv6 e IPv4 (Evoluzioni di TCP, QoS su reti eterogenee, ROHC). Nell¿ambito della standardizzazione dei protocolli di comunicazione sono state analizzate alcune tematiche che riguardano l¿evoluzione di DVB-RCS e l¿integrazione con DVB-S2 e servizi di mobilit&#224.

Sono inoltre considerate le evoluzioni delle tecnologie volte a garantire la sicurezza dei dati scambiati e la sicurezza della rete. In questo senso vengono analizzate le proposte di sicurezza su IP per canale di trasmissione satellitare (SatIPSec) ed i protocolli di trasporto sicuro di dati multimediali (SRTP e MIKEY).

Uno spazio particolare &#232 riservato alla descrizione di progetti europei ed americani nell¿ambito dell¿interoperabilit&#224 e dell¿espandibilit&#224 dei servizi oltre i confini nazionali. Sono descritti i progetti Safecom, Project25, Agile, NTFI, eEurope, ETSIEMTEL, MESA, e le iniziative di enti come IETF, ANSI ed ITUT nell¿ambito delle comunicazioni in emergenza.

In tale analisi viene proposta una architettura per un centro integrato per la gestione delle emergenze che sia in grado di effettuare una efficiente gestione delle attivit&#224 di intervento e possa essere integrato con modalit&#224 operative e gestionali settoriali.


Analisi del Mercato delle Applicazioni e della Utenza Potenziale WP24

Al fine di fornire un quadro di riferimento univoco per la realizzazione di Applicazioni di Emergenza con criteri di Sicurezza delle Reti e dell¿Informazioni trasmesse, &#232 stata effettuata una stima preliminare delle Applicazioni identificate per Enti o Istituzioni interessati ai servizi di Telecomunicazione per la Sicurezza e le Emergenze e in particolare sono state effettuate le seguenti analisi/valutazioni:

  • Valutazione dell¿Utenza potenziale in termini di Enti e/o Istituzioni che necessitano servizi di Telecomunicazione per la Sicurezza e le

  • Emergenze.

  • Analisi di mercato delle applicazioni identificate

  • Analisi del trend evolutivo delle applicazioni identificate

  • Analisi e valutazione della capacit&#224 di penetrazione nel mercato del Progetto Applicativo Analisi e valutazione del miglioramento indotto nel mercato dal Progetto Applicativo

&#169 2004 Key4biz.it


Per ulteriori approfondimenti, leggi:

Lo sviluppo della Banda Ka via satellite per telecomunicazioni ed emergenza

Satellite e istituzioni nella sicurezza e le emergenze. Analisi di scenario del progetto TIES

Satelliti e Progetto TIES. Emergenza e sicurezza nelle telecomunicazioni istituzionali

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