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Tecnologia : La saga del Wireless
Giangis scrive "Tutte le declinazioni della tecnologia senza fili in ambito personal area network local area network. L’industria è in piena evoluzione e le tecnologie stanno compiendo il grande balzo verso la standardizzazione
Dall’inizio degli anni ’90, quando venne introdotta ufficialmente la telefonia cellulare, l’Italia si è imposta all’attenzione di tutto il mondo per la rapidissima diffusione del “telefonino” e per l’esplosione dei “messaggini” SMS, divenuti fenomeno di costume. L’evoluzione del modo di lavorare e di comunicare ha portato un grande aumento sia della mobilità sul territorio sia della mobilità locale, all’interno delle sedi aziendali, in contrasto però con la necessità di rimanere sempre connessi ai sistemi di messaggistica che costituiscono ormai il principale mezzo di comunicazione nelle aziende. Quando le persone sono costrette a spostarsi dalla scrivania, il distacco dalla rete costituisce un notevole disturbo, perché viene reciso il cordone ombelicale con il resto del mondo. D’altro canto, la pervasività dell’informatica provoca nuovi bisogni che prima non esistevano. Infatti sono necessari PC collegati in rete nei musei, nelle fiere, convegni ed eventi sportivi, nonché in tutti i luoghi ci si ferma anche solo per qualche minuto, quindi non solo alberghi ma anche ristoranti, sale d’aspetto e mezzi di trasporto. Infine, la diffusione sempre maggiore della bit technology, che comporta la necessità di collegare ai PC apparecchi di tutti i tipi, dalle fotocamere digitali alle telecamere, dai riproduttori e registratrori di voce e musica alle memoria di massa esterne, comporta notevoli problemi di collegamento. Nonostante la semplificazione dovuta alla diffusione delle interfacce USB, i PC assomigliano sempre di più ad alberi Natale a cui sono collegati i dispositivi più strani, con il problema che manca sempre il cavo giusto o il cavo non è abbastanza lungo o le porte del PC sono tutte impegnate. Quindi la possibilità di eliminare i cavi di collegamento, non foss’altro che per velocizzare i tempi necessari per passare il notebook dalla scrivania alla borsa da viaggio e viceversa, interessa un po’ tutti gli utenti. Ci sono quindi tre tipi di necessità generalizzate: ridurre o sostituire i cavi (cable replacement), utilizzare i PC in qualunque punto di un ufficio senza la necessità di una presa Ethernet libera nel raggio di pochi metri (mobilità locale) e la mobilità fuori sede dei road warrior (tecnici di manutenzione, manager e funzionari commerciali) che hanno la necessità di essere sempre collegati alla loro rete anche quando sono in movimento, e dei lavoratori nomadi per i quali è sufficiente collegarsi quando si fermano in un luogo attrezzato. Per ognuna di queste necessità esistono soluzioni differenziate, che sono state standardizzate o sono in via di standardizzazione da parte dello IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers), che si occupa in generale delle normative per le reti dati private e ha assegnato la competenza della regolamentazione delle reti wireless alla medesima commissione 802 che si occupa delle reti Ethernet cablate (IEE 802.3). Questo perché tutte queste tecnologie sono pensate dall’inizio per integrarsi facilmente con le reti cablate esistenti. Il comitato di coordinamento della commissione 802 ha costituito quattro sottocommissioni, che si occupano rispettivamente di reti personali o WPAN ( 802.15), di reti locali o WLAN (802.11), di reti metropolitane o WMAN (802.16) e di mobilità su scala geografica (802.20).
Le WPAN (Wireless Personal Area Network) sostituiscono con collegamenti radio i cavi di connessione dei vari dispositivi, sia per le applicazioni voce (viva-voce per telefono cellulare, auricolari, riproduttori di musica digitale) sia per lo scambio di dati (fotocamera o videocamera digitale, stampante, scanner). Il raggio d’azione tipico è una decina di metri, sufficiente per mettere in comunicazione oggetti collocati su una scrivania o nella stessa stanza. La tecnologia più diffusa è Bluetooth, nata nel 1998 dal "Bluetooth Special Interest Group" (www.bluetooth.com), un gruppo di produttori d’informatica e telecomunicazioni interessati a sviluppare una tecnologia universale senza fili per collegare telefoni, cuffie telefoniche, computer tascabili, scanner, stampanti, PC, fax e altri apparecchi portatili. Il nome Bluetooth deriva da quello del re danese del medioevo Harald Blaatand II, detto Bluetooth, che unificò la Danimarca e la Svezia, ed è stato scelto dalla svedese Ericsson perché il progetto ha l’obiettivo di unificare i collegamenti radio voce e dati a corto raggio. Concepita inizialmente per sostituire i cavi di collegamento tra PC, telefoni e altri dispositivi elettronici, la tecnologia Bluetooth si è affermata anche per realizzare piccole reti locali (con velocità di trasmissione di 1 Mbps fino a 10 metri di raggio), in grado di riconfigurarsi automaticamente man mano che si presentano nuovi dispositivi nell’area di copertura. Le applicazioni di questa tecnologia sono molteplici, come sincronizzare un'agenda elettronica con un PC portatile senza estrarre il computer dalla borsa, effettuare una presentazione senza collegare i cavi tra il videoproiettore e il PC, o parlare in viva voce con il telefono cellulare in auto. La tecnologia Bluetooth, regolata dalle norme IEEE 802.15.1, utilizza la frequenza radio ISM (Industrial Scientific Medical) a 2,45 GHz, di libero uso in tutto il mondo. Un'altra tecnologia WPAN di prossima introduzione è UWB (Ultra Wide Band) IEEE 802.15.3, con una portata sempre di 5-10 metri ma con una velocità fino a mille volte più elevata (1 Gbps), che potrebbe sostituire Bluetooth nelle applicazioni che richiedono una banda più larga, come lo scaricamento di musica, video e altri “rich media”, soprattutto nell’ambiente domestico. All’estremo opposto delle reti WPAN della famiglia 802.15 appare anche un’altra nuova tecnologia con un nome di fantasia: ZigBee (che richiama il volo di uno sciame d’api, per dare l’idea di una rete costituita da tanti nodi piccoli e cooperanti), progettata da un comitato di produttori (www.zigbee.org) con l’obiettivo di realizzare reti di sensori wireless a bassa velocità, basso costo, bassissimo consumo energetico, elevata sicurezza e affidabilità, per le applicazioni di monitoraggio remoto, domotica e building automation, nei mercati industriale e consumer. Si prevede che lo standard ZigBee sarà largamente utilizzato per connettere non solo sensori, videocitofoni, sistemi d’allarme e strumenti per l’automazione domestica, ma anche micro-sensori per monitorare e controllare le reti e ogni tipo di impianto. Infatti, degli oltre otto miliardi di micro-sensori inseriti ogni anno in tutti i prodotti, meno del 2% può essere attualmente connesso in rete mentre per le applicazioni industriali e domestiche sarebbe utile collegarne almeno il 20%. Grazie ai consumi ridotti, un sensore Zigbee può funzionare da 2 a 5 anni con due sole batterie alcaline AA. Lo standard IEEE 802.15.4, presentato in forma ufficiale a fine 2004, prevede 16 canali nella banda radio di 2,4 GHz (la stessa banda di Bluetooth, di WiFi e dei forni a microonde) e una velocità di trasmissione dei dati da 20 a 250 Kbps fino a75 metri. Lo standard definitivo 802.15.4b sarà pubblicato nel 2006 e consentirà a miliardi di dispositivi di connettersi senza fili a Internet, all’interno di una rete wireless che si ripara e si configura da sé, con applicazioni dalla domotica alla logistica, dall'elettronica di consumo alle applicazioni M2M (machineto- machine). Per queste potenzialità lo Zigbee è considerato da alcuni osservatori “la prossima vera rivoluzione nel wireless”. Dopo i primi progetti pilota nel 2005, nel 2006 si prevede la crescita di ZigBee nel settore dell’automazione delle abitazioni e nel settore industriale, e a partire dal 2007, l’integrazione in un’ampia gamma di prodotti di largo consumo. Secondo le previsioni dei principali analisti di mercato, gli oggetti con ZigBee a bordo venduti nel mondo saranno 80 milioni entro la fine del 2006 e 150 milioni nel 2008.
La tecnologia wireless più matura e diffusa è però quella relativa alle reti locali (WLAN). La commissione 802.11, creata nel 1990 IEEE, lavorò sette anni per definire lo standard per le reti locali in radiofrequenza (WLAN), IEEE 802.11, approvato nel 1997, che consentiva lo scambio di dati a 1 o 2 Mbps. Nel 1999 fu definito lo standard IEEE 802.11b, compatibile con il precedente, ma capace di una velocità di trasferimento di 11 Mbps, al quale venne dato il nome commerciale di Wi-Fi (Wireless Fidelity). In seguito fu definito lo standard IEEE 802.11g, compatibile con 802.11b, che raggiunge la velocità di 54Mbps. Esiste anche la specifica 802.11a sulla banda dei 5MHz che però non è stata ancora omologata in Europa. Data l’enorme diffusione delle applicazioni del Wi-Fi, nell’ambito della famiglia 802.11 sono fioriti molte estensioni allo standard originale, tanto che ormai si parla di “alphabet soup” (si veda tabella). Lo standard Wi-Fi Multimedia IEEE 802.11e (WMM) rende possibile la realizzazione di reti Wi- Fi triple play, poiché assegna livelli di priorità agli stream di contenuti e ottimizza l’allocazione della banda tra applicazioni in competizione. Il prossimo standard previsto è IEEE 802.11n, con prodotti che consentiranno velocità superiori ai 100 Mbps a partire dal 2007. Lo standard IEEE 802.11 ha lo stesso significato e valore che IEEE 802.3 ha per il mondo Ethernet cablato e definisce come i nodi dialogano tra loro e con i punti di accesso (access point) alla rete cablata. Viene utilizzata la banda libera ISM dei 2,4 GHz. Lo standard prevede 14 possibili canali di larghezza 22MHz spaziati di 5Mhz. Il canale 1 lavora a 2,412 GHz, mentre il canale 14 lavora a 2,477. In Europa il canale più alto utilizzabile è il N. 13 a 2,472 GHz (profilo ETSI). La velocità varia da 54 a 11 o 2 Mbps in funzione della distanza (da 30 a 500 metri). Aggiungendo opportune antenne esterne direzionali, si può arrivare a coprire una quarantina di chilometri, per collegare due punti in vista ottica tramite un bridge wireless. Per implementare una rete wireless sono necessari almeno due dispositivi: un access point (AP) e una scheda di rete Wi-Fi. L'AP è un dispositivo formato da una radio conforme alle raccomandazioni Wi-Fi, collegabile a una normale rete Ethernet. Le schede che consentono la connessione del PC con la rete wireless sono disponibili in diversi formati per PC fissi e mobili: PCI, USB, PCMCIA. I PC portatili che utilizzano Intel Centrino sono dotati di collegamento Wi-Fi nativo. Il consorzio di costruttori Wi-Fi Alliance (www.wi-fi.org) rilascia un “bollino di qualità” agli apparati che superano una suite standard di test d’interoperabilità. E’ molto importante scegliere solo prodotti dotati di questa certificazione perché in caso contrario non si ha alcuna garanzia che funzionino correttamente con dispositivi di produttori diversi. L'impiego delle reti locali in radiofrequenza è vantaggioso in tutti gli ambienti in cui non sia possibile stendere cavi (edifici con vincoli architettonici, ambienti di produzione, ambienti esterni) o per collegare alle LAN aziendali utenti mobili dotati di terminali senza fili (lettori di codici a barre, scanner, PC, PDA, telefoni IP wireless, telecamere IP). Esistono anche dispositivi come print server, file server e router wireless, che consentono ai terminali wireless di condividere stampanti, file e connessioni Internet senza bisogno di LAN cablate. Il tallone d’Achille delle versioni iniziali dello standard Wi-Fi era la sicurezza. Infatti, il meccanismo di sicurezza WEP (Wired Equivalent Privacy) previsto dalle standard 802.11b non era all’altezza del suo nome, poiché non era assolutamente in grado di garantire un grado di sicurezza paragonabile a quello delle reti cablate, e aveva fatto delle reti wireless il bersaglio preferito di una particolare tribù di hacker, i war driver, che si divertivano a penetrare nelle reti wireless altrui mentre passeggiavano in automobile muniti di un PC portatile con scheda Wi-Fi e di un’antenna direzionale. L’avvento di meccanismi di sicurezza più appropriati come WPA e WPA2 (IEEE 802.11i) ha portato la sicurezza delle reti wireless a un livello vicino a quello delle reti cablate. Le reti Wi-Fi hanno raggiunto a partire dal 2000 una notevole diffusione negli studi professionali, nelle case e nelle piccole aziende, grazie a fornitori di dispositivi a basso costo come D-Link, Linksys (poi assorbita da Cisco) e Netgear. Hanno iniziato ora a penetrare nelle organizzazioni più grandi, molto attente ai problemi della sicurezza e della gestione. A questo punto sono entrati in campo i pesi massimi come Cisco, 3Com, Symbol e HP, che hanno creato il mercato degli access point di classe enterprise, con un occhio di riguardo alla sicurezza e all'integrazione fra l’infrastruttura wireless e la rete cablata. Se, infatti, in passato le implementazioni delle WLAN riguardavano zone limitate all'interno della struttura aziendale, ora la necessità di utilizzare più access point sparsi in vari punti comporta il rischio di rendere troppo complessa la loro gestione. Roberto Mircoli di Cisco afferma: “Le reti aziendali diventano sempre di più multi servizio e multi accesso. L’accesso wireless è visto da Cisco come una naturale estensione dell’infrastruttura di rete. E’ importante poter usufruire della mobilità senza diminuire la sicurezza, poiché le reti wireless permettono alle aziende di realizzare applicazioni che prima erano impossibili”. E Danilo Ciscato, sempre di Cisco, ribadisce: “A parte la necessità di proteggere i dati wireless mediante gli appositi meccanismi di sicurezza come WPA e 802.11i, un problema serio è quello della rilevazione di eventuali access point pirata (Rogue Access Point), che possono intercettare tutto il traffico che passa nella loro zona di copertura. Gli Access Point Cisco sono in grado di rilevare i Rogue Access Point monitorando in continuazione i campi elettromagnetici. Le soluzioni Cisco garantiscono la continuità di funzionamento per applicazioni critiche, come logistica e sanità, in un’ottica d’infrastruttura integrata. Infatti, il controllo della rete wireless è effettuato con l’ausilio di particolari funzionalità presenti nei router e negli switch”. Un altro modello d’utilizzo in rapida espansione dei collegamenti Wi-Fi è quello degli Hot-Spot, che danno la possibilità di collegarsi a Internet da luoghi pubblici attrezzati, come sale d’attesa di aeroporti e stazioni ferroviarie, alberghi e fiere. Alla fine del 2004 a livello mondiale erano presenti oltre 100.000 hot spot e nasceva un hot spot ogni secondo. Si possono realizzare anche reti di hot spot per coprire un’area geografica limitata, come un porto o un campus universitario. In questo caso si parla di Hot-Zone.
Wi-Max è una soluzione che si basa sugli standard IEEE 802.16 per le reti metropolitane wireless a banda larga (broadband WMAN) e si sta sviluppando in due versioni, una (802.16d) per applicazioni fisse simili a quelle delle linee fisse, l'altra (802.16e) per gli utenti in movimento con velocità di 120-150 chilometri l’ora e quindi complementare o concorrente rispetto alla telefonia cellulare UMTS. I primi prodotti WiMax per utilizzo fisso, che consentono velocità di trasmissione fino a 70 Mbps su distanze di oltre 40 chilometri, sono già disponibili e sono già iniziate diverse sperimentazioni. Tutti gli operatori di TLC sono interessati a Wi- Max e sono in fase di sperimentazione e di valutazione, anche del modello di business da implementare. Intel afferma che i primi componenti WiMax allineati allo standard 802.16d saranno disponibili a metà 2005 e i primi prodotti appariranno nel 2006. I primi building block prodotti da Intel saranno venduti a OEM come Cisco, Nortel o Lucent che li integreranno in apparati di rete o access point. Il primo obiettivo del Wi-Max sarà portare la banda larga nelle zone dove non è economicamente conveniente farlo in altro modo (aree isolate, isole, piccoli paesi) e per realizzare il collegamento wireless degli Hot Spot in alternativa all'ADSL. I dispositivi "mobile Wi-Max" 802.16e non saranno pronti prima del 2007. E’ comunque previsto che i sistemi 802.16d saranno aggiornabili a 802.16e. In seguito (2008), Wi-Max si affiancherà a Wi-Fi nei notebook. Non si prevede comunque una diffusione sensibile delle reti WiMax mobili prima del 2009. Per quanto riguarda l’utilizzo delle frequenze, la specifica Wi-Max prevede l’utilizzo delle frequenze da 2 a 6 GHz, quindi i sistemi Wi-Max possono operare da sia sulla banda libera dei 2,5GHz che sulla banda regolamentata dei 3,5GHz. Le frequenze effettivamente utilizzate nelle varie nazioni dipenderanno dalla regolamentazione locale, ancora in fase di preparazione.
By Vnunet.it"
Postato il Martedì, 01 marzo @ 19:04:31 CET di mat1
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