I dati attraverso le linee elettriche

Management

Sono in corso numerosi esperimenti di trasmissione dati attraverso i
cavi elettrici e il successo ottenuto è diverso da caso a caso. Vediamo
se si tratta di una soluzione realmente percorribile

Il problema principale per la trasmissione dati a banda larga è rappresentato dal cosiddetto “ultimo miglio” per arrivare alle case o alle piccole aziende. Si tratta della connessione in cavi di rame che va dalla centralina telefonica locale fino al soggiorno dell’abitazione. La maggior parte delle abitazioni dispone di un doppino telefonico che è stato installato molti anni fa da Telecom Italia, quando poteva contare sul proprio comodo monopolio. Oggi questi cavi possono trasportare fino a vari Mbit/s usando la tecnologia Adsl (Asymmetric Digital Subscriber Line), ma sono sempre controllati da Telecom Italia. Bisogna acquistare una connessione a banda larga direttamente da Telecom Italia, oppure rivolgersi a un Internet provider che a sua volta paga Telecom Italia per ottenere il diritto di usare il suo “ultimo miglio”. Esistono delle alternative? In questo articolo prenderemo in esame i pro e i contro di un sistema piuttosto controverso che dovrebbe consentire di portare la banda larga a un gran numero di persone: la trasmissione dei dati attraverso i normali cavi elettrici. I tentativi che sono stati effettuati in precedenza per sfruttare dei modi alternativi che consentano di portare i dati nelle case degli utenti non hanno incontrato molto successo. I collegamenti bidirezionali via satellite sono ancora troppo costosi. I collegamenti monodirezionali via satellite richiedono comunque la disponibilità di una linea telefonica per il percorso di ritorno. Le connessioni cellulari e 3G costano molto più di una linea telefonica fissa e consentono una velocità inferiore dei dati, malgrado ciò che sostengono alcune pubblicità. Soltanto Fastweb (che ha speso una fortuna per gli scavi lungo strade e marciapiedi) dispone di linee private in fibra ottica che collegano direttamente la strada con le abitazioni, ma solo nelle grandi città. Di conseguenza, attualmente l’unico sistema accettabile dal punto di vista dei costi per portare la banda larga nelle case consiste nel rivolgersi a Fastweb oppure, in un modo o nell’altro, nell’utilizzare le linee di Telecom Italia. In ogni caso, esiste un’alternativa per il futuro. Praticamente tutte le abitazioni dispongono di un cavo di alimentazione elettrica che entra dalla strada. In teoria, è possibile inserire dei dati ad alta velocità lungo i cavi dell’alimentazione elettrica a 50 Hz. Chiunque riuscirà a offrire un servizio sicuro e affidabile per la fornitura bidirezionale dei dati a banda larga lungo i cavi elettrici nelle abitazioni e successivamente nella zona circostante avrà trovato una gallina dalle uova d’oro. È nell’interesse delle società elettriche diffondere il più rapidamente possibile nelle case questi sistemi a banda larga che fanno uso dei cavi elettrici, dal momento che alcuni operatori via satellite come Astra hanno incominciato a offrire dei servizi a banda larga più economici per le abitazioni. In ogni caso, non si tratta di una cosa facile. Quello dell’energia elettrica è un ambiente molto ostile, che presenta molte interferenze provocate dagli interruttori elettrici e dai segnali radio, dal momento che i cavi agiscono da efficiente antenna ricevente. Un’ammonizione dal passato Vale la pena raccontare un caso emblematico, avvenuto nel Regno Unito alcuni anni fa. Nel 1998, la società elettronica canadese Nortel e la società elettrica britannica United Utilities crearono una joint venture chiamata Nor.web per vendere in tutto il mondo il loro sistema Digital Power Line. Nor.web sosteneva di avere ricevuto più di mille richieste, che successivamente si sono ridotte a quaranta approcci seri. Dieci aziende, tra cui Singapore Power e l’olandese Edon, firmarono degli accordi per l’uso di questa tecnologia. “La tecnologia è disponibile subito e rivoluzionerà le comunicazioni di massa su Internet”, dichiarò il presidente di Nor.web John Beckitt. “È la soluzione più elegante e lo strumento di comunicazione più significativo dopo l’invenzione del telefono cellulare”. Steve Pusey, Ceo di Nor.web, fece delle dichiarazioni ancora più altisonanti: “La nostra missione è cablare il mondo. Le lampadine sono ovunque. Abbiamo rilevato un’enorme opportunità commerciale nella possibilità di velocizzare l’accesso al “world wide wait”. Stiamo lavorando sulla base del principio che, se si costruisce un’autostrada, poi la gente arriva”. Il sistema Digital Power Line di Nor.web forniva un segnale bidirezionale da 1 Mbit/s tra l’abitazione e le centraline in strada. Le sottostazioni di trasformazione erano connesse a Internet e usavano dei combinatori per aggiungere alla rete elettrica una portante ad ampio spettro. L’interferenza presente sulla rete elettrica a quella frequenza non disturbava la maggior parte delle altre portanti. I primi test vennero effettuati in una scuola e Nor.web promise di effettuare dei testi in duemila abitazioni entro la fine del 1998, offrendo “una connessione di massa a basso costo”. Un problema trascurato furono le interferenze indotte dalla rete elettrica nelle portanti ad alta frequenza di Nor.web. Dopo alcuni mesi Nor.web si accorse che i lampioni stradali in prossimità del sito di test avevano esattamente un’altezza tale da trasformarli in antenne trasmittenti per i segnali radio nella banda di 2-10 MHz. Subirono delle interferenze il World Service della Bbc, l’Authority per l’Aviazione Civile e addirittura il Gchq (il centro di intercettazioni elettroniche del governo), oltre ai radioamatori. Di conseguenza, il progetto venne abbandonato e Nor.web chiuse i battenti alla fine del 1999. Una minaccia per la radio a onde corte Ormai, il fallimento di Nor.web è soltanto un lontano ricordo. Molte nuove aziende in tutto il mondo fingono che questo fallimento non sia mai avvenuto, oppure promettono la disponibilità di nuove soluzioni magiche per impedire che accada un’altra volta. Queste aziende assicurano che i nuovi sistemi Plt (Power Line Telecoms, o Broadband over Power Line, come vengono chiamati negli Usa) operano a una potenza più bassa rispetto al Digital Power Line di Nor.web e dovrebbero creare meno problemi. Sarebbe meraviglioso se tutto questo fosse vero, dal momento che (se queste nuove aziende dovessero seguire il destino di Nor.web) il settore IT perderebbe un’eccellente opportunità di fornire la banda larga in modo veramente concorrenziale rispetto agli ex-titolari del monopolio come Telecom Italia. In ogni caso, gli esperti di trasmissioni radio hanno avvertito che tra poco, a causa delle interferenze create dalle telecomunicazioni lungo le linee elettriche, il mondo potrebbe ritrovarsi a dover scegliere tra la radio a onde corte e questo nuovo tipo di accesso a Internet attraverso i cavi elettrici. La questione è così importante? Chi ha bisogno della radio a onde corte, ad eccezione di qualche radioamatore? Le trasmissioni a onde corte sono in grado di superare distanze notevolmente lunghe, seguendo la curvatura terrestre o venendo riflesse dall’atmosfera soprastante. Queste trasmissioni permettono di ricevere le notizie direttamente da casa, bypassando le eventuali censure locali. Le società radiofoniche di tutto il mondo hanno recentemente concordato uno standard relativo a un sistema di radio a onde corte del tutto nuovo, chiamato Drm (Digital Radio Mondiale). Il sistema Drm sfrutta la compressione per inserire un suono digitale nei canali radio che attualmente trasportano soltanto dei crepitanti segnali analogici. Di conseguenza, la radio a onde corte potrebbe offrire un suono di gran lunga migliore rispetto a prima, ma le interferenze potrebbero impedire la ricezione del segnale Drm. Negli Stati Uniti, una società chiamata Eton detiene la licenza per la commercializzazione delle radio Grundig a onde corte. Il suo titolare Esmail Hozour avverte che le telecomunicazioni attraverso i cavi elettrici potrebbero rendere completamente inutilizzabile la banda a onde corte. Ovviamente si tratta di una pessima notizia per Eton, ma soprattutto per i due milioni di americani che ogni anno acquistano una radio a onde corte per avere la certezza di restare in contatto con il mondo dopo un eventuale attacco terroristico o un esteso black-out elettrico. L’antenna più lunga Entrambe le tecnologie Adsl e Plt funzionano inserendo degli impulsi dati ad alta velocità su portanti analogiche ad alta frequenza. Il modem è un trasmettitore radio. Nessun trasmettitore può funzionare senza un’antenna, ma le linee telefoniche ed elettriche si comportano proprio come antenne; ciò dipende dal fatto che non sono state progettate per l’uso ad alta frequenza. Non sono schermate allo scopo di impedire l’emissione di frequenze radio. In effetti, funzionano come i “cavi radianti” che vengono usati per estendere anche nelle gallerie la copertura cellulare e la ricezione radiofonica, disperdendo i segnali radio che trasportano. La tecnologia Adsl funziona (come la radio e televisione digitale in Europa) suddividendo il segnale dati in molti piccoli canali, in modo che ognuno di essi trasporti un numero di bit relativamente ridotto. Ciascun canale è caratterizzato dalla sua frequenza portante, che è leggermente diversa da quella usata dagli altri canali; sono disponibili circa 256 portanti, che arrivano fino a 1 MHz. Negli ultimi dieci anni, le società di telecomunicazione e di trasmissione hanno collaborato per creare degli standard relativi alla potenza delle portanti per la tecnologia Adsl, in modo da limitare le interferenze. È possibile limitare le interferenze perché i segnali Adsl vengono trasmessi insieme ai deboli segnali telefonici e di conseguenza le portanti Adsl possono avere una potenza ridotta. Purtroppo, i segnali Plt devono cercare di restare al di sopra della massa di interferenze che inquinano le reti elettriche (gli appassionati di Hi-fi spendono una fortuna per acquistare i dispositivi per il filtraggio della rete elettrica). Di conseguenza, le portanti devono essere più potenti. In questo caso, il trucco consiste nell’impedire alle portanti di emettere le interferenze che disturbano la ricezione radio nelle vicinanze. I sistemi Plt proprietari attualmente sottoposti a testing negli Usa e in Europa variano notevolmente, anche se i relativi dettagli vengono mantenuti segreti. Alcuni adottano la stessa tecnologia usata dai telefoni cellulari 3G (Umts): il modem inserisce i dati in pacchetti opportunamente etichettati, aggiunge dei bit per la correzione degli errori ed estende questa combinazione tramite un ampio segnale portante a frequenza elevata. Dal momento che i pacchetti sono etichettati, il modem ricevente è in grado di distinguerli dai disturbi della rete elettrica. Alcuni sistemi usano un adattamento del sistema Ofdm (Orthogonal frequency division multiplex) usato in Europa per la radio e la Tv digitale terrestre. I dati ad alta velocità sono condivisi da molti segnali portanti separati. Le singole portanti vengono temporaneamente disattivate quando risultano sommerse dai disturbi e i dati passano ad altre portanti. Altri sistemi inviano lo stesso flusso di dati completo su diverse portanti particolarmente ampie. Il modem ricevente confronta continuamente i risultati e sceglie la migliore tra le portanti, eludendo in questo modo i disturbi; di conseguenza, hanno luogo dei salti di frequenza. Tutti i sistemi in concorrenza tra loro sono caratterizzati da un elemento comune: irradiano le onde radio nella banda inferiore a 30 MHz. È proprio qui che vengono effettuate le trasmissioni a onde lunghe, medie e corte. L’esigenza di uno standard In molti prevedono che questa tecnologia cambierà l’aspetto delle trasmissioni. Ciò di cui abbiamo bisogno è uno standard per misurare il livello dell’interferenza e tracciare la linea di demarcazione tra i livelli accettabili e quelli inaccettabili. Il livello dell’interferenza viene espresso nella forma di un confronto in dB con il livello di riferimento di 1 microvolt al metro (una misura del segnale che le onde radio inducono in un’antenna). La misurazione varia con la frequenza ma, a 6 MHz, lo standard tedesco NB30 è superiore di 33 dB rispetto a 1 microvolt/metro. Le società di trasmissione hanno bisogno di uno standard a che sia vicino ai 20 dB o un centinaio di volte più stringente, a circa 15 dB (microV/m). Le società elettriche desiderano invece uno standard che sia maggiore di 20 dB o un centinaio di volte più lasco del tedesco NB30, a circa 55 dB (microV/m). Il limite adottato dalle società Plt consentirebbe alle loro interferenze di essere più ampio dei segnali di chi trasmette! Ci sono delle dispute anche relativamente alla distanza alla quale bisogna effettuare queste misurazioni. Lo standard tedesco specifica una distanza di tre metri dalla linea elettrica, ma le società di trasmissione sostengono che questa distanza dovrebbe essere di un metro, dal momento che tutte le radio presenti nelle abitazioni si trovano a circa un metro di distanza da almeno un cavo elettrico. La misurazione a tre metri di distanza invece che a un metro riduce il livello apparente delle interferenze di 10 dB, pari a dieci volte. Però bisogna notare che alvolta alcuni analizzatori di spettro usati dai tecnici delle società elettriche presentano una soglia di disturbo peggiore di quella che caratterizza le radio a transistor; di conseguenza, non sono in grado di rilevare accuratamente il reale livello di interferenza. Un quadro della situazione più ampio A Singapore il governo ha previsto dei test sui sistemi di networking domestici per l’uso della tecnologia a linee elettriche fornita dalla società Singapore Power (che in precedenza aveva firmato un accordo per l’uso dello sfortunato sistema di Nor.web). Quando qualche mese fa abbiamo visitato uno di questi laboratori di testing, le connessioni tramite linee elettriche erano state abbandonate in favore dell’uso della tecnologia Adsl su linee telefoniche. Non siamo riusciti a ottenere una risposta chiara quando abbiamo chiesto delucidazioni su questo cambiamento. Altrove, la tecnologia Plt incontra un maggiore successo e attualmente sono operativi un centinaio di siti in tutta Europa. In Germania sono state collegate online cinquemila abitazioni di Mannheim e ci sono ulteriori implementazioni commerciali a Hameln, Dresda e Linz (proprio a cavallo del confine tedesco). Tre siti sperimentali sono stati resi operativi in Spagna (a Madrid, Saragozza e Siviglia) con varie migliaia di abbonati. In Svizzera è operativa un’installazione a Friburgo che, secondo i primi test, produce un elevato livello di interferenze. Sono in corso alcune prove anche in Francia e in Finlandia. Negli Usa si stanno effettuando dei test a Potomac, St. Louis, Pennsylvania e Manassas City in Virginia. L’interferenza nelle trasmissioni In Gran Bretagna un’azienda, Scottish and Southern Energy, sta compiendo alcuni esperimenti di trasmissione dati su linee elettriche. Il materiale pubblicitario parla moltissimo di velocità dei dati, comodità e costi, ma non fa il minimo accenno al rischio di interferenze. Alcuni test hanno rilevato un livello elevato di interferenze non solo nelle abitazioni che usano questo tipo di modem, ma anche in quelle adiacenti. Le interferenze vengono provocate principalmente dai cablaggi interni, soprattutto dai “tronconi” che salgono verticalmente lungo i muri fino agli interruttori e le prese elettriche e si comportano come delle antenne radio. Anche quando il modem è inattivo, la radio emette fastidiose interferenze; quando qualcuno usa un Pc per scambiare dei dati su Internet, la ricezione delle radio a onde corte viene completamente annullata dalla presenza di continue interferenze. Quelle provenienti dalle varie abitazioni possono sommarsi e forse arrivare a interferire con le trasmissioni degli aerei che usano la banda a onde corte. Dal canto suo, l’azienda britannica si dichiara fiduciosa nel nuovo sistema perché in grado di escludere le frequenze usate dai servizi di emergenza, e non ha riscontrato alcun problema con la radio. Mettere a punto la tecnologia oppure abbandonarla I responsabili delle società elettriche che intendono lanciare un servizio Plt commerciale farebbero bene a porsi due semplici domande: il nostro sistema provoca dei livelli di interferenza simili? In caso affermativo, intendiamo creare un’altra Nor.web e giocare d’azzardo con il denaro degli azionisti, o magari creare un sistema di telecomunicazioni che potrebbe essere chiuso dal governo perché interferisce con la ricezione delle trasmissioni radio e con le comunicazioni dei servizi di emergenza? Si tratta di un problema che non potrà essere risolto dall’abituale eccesso di ottimismo che caratterizza il settore informatico. Se la tecnologia Plt presenta delle gravi controindicazioni, l’unica soluzione consiste nel metterla a punto oppure abbandonarla.

Autore: ITespresso
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