N uovi sviluppi nelle comunicazioni via satellite

di Francesco Vatalaro

Le comunicazioni via satellite stanno per raggiungere un'altra importante tappa della loro evoluzione proprio nell'anno 1998 che sta iniziando: dopo gli sviluppi pionieristici degli anni '60, con l'avvento del satellite geostazionario per comunicazioni intercontinentali tra grandi stazioni terrene, i continui progressi degli anni '70 e '80 che hanno, tra l'altro, consentito di introdurre i nuovi servizi di radiodiffusione diretta televisiva, gli anni '90 rappresentano il decennio della piena maturità degli sviluppi finalizzati alle comunicazioni personali e multimediali interattive globali. Le comunicazioni personali si riferiscono alla possibilità di raggiungere l'utente ovunque questi si trovi entro l'area di servizio: i satelliti per telecomunicazioni, in virtù dell'attitudine a coprire aree anche vastissime, si prestano a fornire l'elemento di copertura globale per le comunicazioni tradizionali (telefonia, fax, trasmissione dati, etc.). Con il termine di comunicazioni multimediali interattive, inoltre, si intende la possibilità di usufruire di servizi complessi che integrano voce, dati, video anche in movimento, fax, etc., consentendo videoconferenza e videotelefonia, ma anche servizi specialistici quali la telemedicina e la teledidattica. Nel quadro più generale degli sviluppi delle moderne telecomunicazioni perciò il satellite si presenta oggi come l'elemento chiave per consentire con immediatezza la massima espansione geografica dei servizi.

Nella direzione dei primi, cioè i servizi personali, si assiste oggi allo sviluppo principalmente di costellazioni di satelliti a bassa orbita (intorno a 1000 km), che entreranno in servizio operativo entro quest'anno o al massimo entro il 1999. I sistemi più noti sono Iridium e Globalstar. Il primo sistema adotta una costellazione quasi polare (86° di inclinazione) di 66 satelliti posti su undici piani orbitali a 780 km di quota. Ciascun satellite è dotato di quattro collegamenti intersatellite con satelliti adiacenti per consentire l'instradamento flessibile delle comunicazioni. Il secondo, presenta una costellazione di 48 satelliti a 1400 km di quota posti su otto piani orbitali inclinati di 52° e realizza la copertura globale con l'esclusione delle regioni polari. Globalstar punta sull'elevata semplicità e quindi rinuncia alla funzione di instradamento spaziale delle chiamate, ma prevede una rete di stazioni di terra tale da consentire il collegamento senza interruzione per un cliente arbitrariamente collocato nell'area di servizio. Una terza soluzione è offerta dal sistema ICO con 10 satelliti a 10335 km di quota collocati su due orbite inclinate di 45°.

Tuttavia il maggiore progresso, almeno in termini di impatto socio-economico, specialmente nei paesi in via di sviluppo e nelle vastissime zone della terra praticamente sprovviste anche dell'elementare telefonia, è senz'altro atteso dall'introduzione delle future costellazioni di satelliti per servizi multimediali interattivi, per lo più impieganti la tradizionale orbita geostazionaria (36000 km sull'equatore), tranne il caso del sistema Teledesic operante a bassa orbita. Tutti questi sistemi usano frequenze a 30 GHz per i collegamenti terra-satellite e a 20 GHz per i collegamenti satellite-terra. Due progetti geostazionari avanzati sono Spaceway e Astrolink: entrambi prevedono l'entrata in servizio intorno all'anno 2000.

Ci si può chiedere, a fronte di un quadro tanto dinamico, quali possano essere gli ulteriori sviluppi per un futuro appena più lontano, ma pur sempre prevedibile sulla base della solla capacità di giudizio ingegneristico, tentando di identificare le tendenze per la prima metà degli anni 2000. Sempre più chara si delinea la tendenza all'integrazione, intesa come integrazione dei servizi messi a disposizione da un medesimo sistema, e come integrazione delle componenti di sistema, impieganti tecnologie differenti, allo scopo di fornire al cliente un servizio di qualità crescente in aree di copertura sempre più vaste e superando, per quanto possibile, gli ostacoli alla propagazione elettromagnetica. Dal primo punto di vista (integrazione dei servizi), si nota una marcata esigenza di fornire servizi interattivi sempre più pregiati evitando la costrizione determinata dagli impianti fissi d'utente: si ha cioé una chiara e forte tendenza alla confluenza del "personale" e del "multimediale". I prossimi sistemi via satellite consentiranno pertanto ad esempio il collegamento diretto mediante terminali dotati delle funzioni tipiche di un computer portatile cui si verranno ad aggiungere quelle di comunicazione Internet ad alta velocità ed ubique. In Europa si stanno svolgendo importanti studi e dimostrazioni di servizio nell'ambito di un progetto dell'Unione Europea denominato SECOMS , che tra i tanti partner industriali e accademici vede presenti anche le Università di Roma Tor Vergata e La Sapienza ed è guidato da Alenia Spazio che ha già innestato un'iniziativa commerciale (Euroskyway) come ricaduta del progetto europeo.

Non meno importante è il secondo aspetto (integrazione delle componenti) che esprime la tendenza in atto verso la realizzazione di sistemi che vedono l'elemento spaziale come parte integrante di sistemi di telecomunicazione personali e multimediali basati sull'impiego di componenti terrestri, che per fissare le idee possiamo pensare come evoluzione della rete cellulare GSM. Un sistema di questo tipo, denominato in ambito internazionale IMT2000 e in Europa UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) si propone come una "famiglia" di sistemi, tra loro interoperabili, in modo da superare il difetto presente nei sistemi cellulari della presente generazione, ancora tra loro incompatibili, così da consentire al cliente di un operatore di essere servito ovunque egli si rechi nel mondo.

Chi fosse interessato ad approfondimenti sui sistemi menzionati in questo articolo può ad esempio indirizzarsi ai seguenti siti Internet. Per informazioni sui tre sistemi personali che entreranno tra breve in servizio si consulti:

Per dettagli sui tre sistemi multimediali interattivi menzionati si rimanda a: Infine per informazioni sul progetto di ricerca europeo SECOMS ci si può indirizzare a:

Francesco Vatalaro è associato di Cattedra di Sistemi di Radiocomunicazione presso il Dip. di Ingegneria Elettronica.