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Generazione 1: caratteristiche

Caratteristiche della rete cellulare di prima generazione:

• Analogica

• Banda (licenziata) 900MHz

• La rete TACS prevedeva 1000 canali distribuiti nelle

frequenze 890-960 MHz

• Impossibile trasmettere dati

• Incompatibilità tra i vari sistemi

• Impossibile il roaming internazionale

• Nessun sistema di crittografia

• Possibilità di intercettare le comunicazioni

Generazione 2: GSM

• L’introduzione dei sistemi cellulari analogici fece sì che ciascun

Paese elaborasse il proprio sistema di comunicazione

radiomobile (in Italia c’era la rete TACS), incompatibile con gli altri

sia in termini hardware che software.

• Si rese necessario un lavoro di standardizzazione a livello

europeo, che portò alla nascita, nel 1991, dello standard GSM

(Global System for Mobile Communication).

GSM: caratteristiche

Caratteristiche della rete GSM

• Digitale

• Banda (licenziata) 900 MHz e 1800 MHz (telefoni dual band)

gestita in modo ottimale, grazie alla compressione del segnale

digitale

• SIM card (Subsciber Identity Module, netta distinzione tra il

cellulare e i dati dell'abbonato)

• Possibilità di trasmettere dati (SMS, pensati inizialmente per la

comunicazione di servizio per gli operatori)

• Possibilità di effettuare il roaming internazionale

• Crittografia dei dati da parte del terminale utente

• Sicurezza delle comunicazioni

Struttura della rete GSM

• Il territorio viene diviso in celle di pochi

km2 di superficie.

• Il numero e la dimensione delle celle

dipende dal numero dei clienti nella

zona.

• Es: nelle aree urbane le celle sono

piccole e di raggio circa 1Km, nelle

aree rurali le celle sono grandi e di

raggio fino a 30Km.

• Una rete di comunicazione cellulare è

composta da diversi elementi, ognuno

svolge una funzione specifica.

Elementi della rete GSM 1/3

Una rete di comunicazione GSM è formata dai seguenti elementi:

• Stazione Mobile (o Mobile Station – MS), cioè il terminale mobile

dell’abbonato.

• Stazione radio base (o Base Transceiver Station - BTS), cioè

l’apparato radio ricetrasmittente presente in ogni cella. E’ un apparato di

livello fisico, non ha praticamente alcuna “intelligenza”.

• Stazione di controllo centrale (o Base Station Controller - BSC) che

governa più stazioni radio base (BTS) e rappresenta il "cervello" della

rete GSM, gestendo, ad esempio, il settaggio dei canali di

comunicazione nel passaggio tra una cella all’altra (handover).

• Mobile Switching Center – MSC. E’ l’elemento cardine del sistema:

gestisce l’istradamento delle chiamate ed è in costante comunicazione

con altre unità da cui ottiene informazioni sui vari servizi consentiti agli

utenti. Elementi della rete GSM 2/3

In particolare, il Mobile Switching Center comunica con:

• Home Location Register - HLR, cioè il registro su cui un gestore di rete

cellulare (TIM, WIND, Vodafone, etc.) memorizza i dati relativi ai propri

utenti. Potremmo identificare tale unità come amministrativa, in quanto

svolge un’attività di autenticazione dei vari contratti e dei servizi

supplementari sottoscritti dagli utenti (es. chiamate gratuite tra alcuni

numeri, SMS gratis, etc.)

• Visitor Location Register - VLR, è un ulteriore registro che si occupa di

memorizzare in modo temporaneo i numeri di tutti gli utenti che occupano

in quel momento l’area coperta dal MSC: attraverso tale registro il gestore

di rete può sempre risalire con una certa precisione alla posizione

occupata da un utente GSM qualsiasi. Dal momento che traccia la

posizione dell’utente, il VLR fa sì che questi possa comunicare liberamente

all’interno del territorio (roaming).

• Authentication Center – AuC ed Equipment Identity Register – EIR, che

si occupano di verificare se l’utente ha diritto di accedere alla rete

(controllano, ad esempio, gli apparati rubati) e di cifrare la comunicazione.

Elementi della rete GSM 3/3 Visitor

Subscriber Location

Identity Register

Module Home

Location

Register

Authentication

Center

Mobile Base Mobile

Base

Station Transceiver Switching

Station Equipment

Station Center

Controller Identity

Register

Generazione 2: SIM Card

• Lo standard GSM ha introdotto il concetto di SIM (Subscriber

Identity Module) il cui ruolo principale è quello di identificare

l'utente presso la rete del gestore.

• La SIM conserva le informazioni di identificazione degli utenti e

genera le chiavi crittografiche usate per cifrare la trasmissione

digitale della voce.

• I requisiti funzionali delle SIM corrispondono perfettamente con le

funzionalità offerte dalle smart card e pertanto, l'implementazione

su smart è stata una scelta naturale.

Generazione 2: WAP

Il WAP (Wireless Application Protocol) nasce nel 1997 per iniziativa di

un consorzio di operatori della telefonia mobile.

Come funziona

Il WAP gateway fa da tramite tra

la rete cellulare e la rete

Internet. L'utente richiede una

pagina al gateway che la

traduce (decodifica) e la invia al

Web server; quindi il gateway

riceve la risposta dal server e la

ricodifica (e comprime) per

trasmetterla all'utente.

WAP: criticità

Criticità

• Idea di fondo di Internet sul telefonino “sbagliata”

• Difficile configurazione del cellulare

• Scarsa usabilità

• La rete GSM non lo supporta adeguatamente:

• Velocità scarsa (10 kbit/s)

• Tempo necessario a scaricare un file MP3 da 3 minuti 31-41

minuti

• Tariffazione a tempo

Generazione 2.5

GPRS (General Packet Radio Services)

• Evoluzione dello standard GSM.

• La rete per la voce rimane la stessa, ma la novità risiede nel

fatto che il GPRS trasmette i dati su una rete dedicata a

commutazione di pacchetto, molto più veloce.

• La connessione dati viene tariffata in base ai pacchetti trasmessi

e non in base al tempo di connessione.

• Costi di connessione ridotti.

• Aumento del data rate (compreso tra 40 – 144 kbit/s)

• Tempo necessario a scaricare un file MP3 da 3 minuti 6-9 minuti

GSM e GPRS

La rete GSM si può pensare come formata da due sottoreti separate:

• quella GSM a commutazione di circuito

• quella GPRS a commutazione di pacchetto

• Reti a commutazione di circuito

• Utilizzano le risorse disponibili per allocare un canale ad ogni richiesta

di servizio.

• Il canale costituisce un collegamento ”fisico tra i terminali dei due utenti

ed è a loro uso esclusivo per tutta la durata della comunicazione,

indipendentemente dalla quantità di dati effettivamente scambiati.

• Il numero di canali impiegati è uguale al numero di utenti connessi.

• Reti a commutazione di pacchetto

• Usano la tecnica dello store and forward (memorizzazione ed inoltro) di

un pacchetto alla volta.

• Le informazioni da trasmettere vengono frazionate in unità di dati

(pacchetti) comprendenti anche dati di controllo.

• Il traffico viene gestito in maniera dinamica, secondo le reali esigenze

degli utenti.

Generazione 2.75

• EDGE (Enhanced Data rate for GSM Evolution)

• Si situa a metà tra il GPRS e l’UMTS (3G)

• Aumento del data rate (fino a 384 kbit/s)

Generazione 3: UMTS

• La crescente domanda di servizi a valore aggiunto (i cosiddetti

VAS) che necessitano di un bit-rate elevato, ha portato al

passaggio dalla seconda alla terza generazione della telefonia

mobile.

• L’obiettivo è quello di combinare i sistemi radiomobili con quelli a

banda larga per la trasmissione di dati.

• Uno degli standard per servizi di terza generazione è l’UMTS

(Universal Mobile Telecommunications System), che ha come

scopo fornire un unico sistema in grado di supportare tutti i

servizi, voce dati e video, in vari formati e combinazioni.

UMTS: caratteristiche

Caratteristiche della rete UMTS

• Banda (licenziata) 5GHz

• Aumento del data rate (144 kbit/s – 2 Mbit/s)

• Tempo necessario a scaricare un file MP3 da 3 minuti: 11 sec

- 1,5 minuti

• USIM (Universal Subscriber Identity Module)

• E’ un particolare tipo di smart card, con le stesse

caratteristiche della SIM, ha una capacità di memoria

compresa tra 64 e i 256 kB.

• Possibilità di offrire servizi multimediali

• Evoluzione dei terminali

Generazione 3 +: HSPA

• HSPA (High Speed Packet Access) è una famiglia di protocolli

che migliora le prestazioni dell’UMTS (analogamente a come

l’EDGE migliorava lo standard GPRS)

• I due protocolli principali della famiglia HSPA sono:

• High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) permette di

aumentare la velocità di trasmissione raggiungendo la velocità

teorica di 14.4 Mbit/s; gli sviluppi attuali hanno raggiunto velocità di

7.2Mbit/s, con una massimo di 384 Kbit/s in up-link.

• High Speed Uplink Packet Access (HSUPA) permette invece di

migliorare le performance di up-link fino a 5.76Mbit/s teorici.


PAGINE

36

PESO

2.17 MB

AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Questa lezione fa riferimento alla terza parte del corso di Sistemi tecnologici e informazione online tenuto dal Prof. Medaglia. Gli argomenti salienti riguardano: il cellulare come strumento di integrazione tecnologica; l'evoluzione della telefonia mobile con riferimento alla generazione TACS, GSM e struttura della sua rete, WAP, generazione GPRS e UMTS. Infine, vengono illustrate le caratteristiche dei servizi e delle applicazioni per dispositivi mobili.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in editoria multimediale e nuove professioni dell'informazione
SSD:
A.A.: 2010-2011

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di SISTEMI TECNOLOGICI E INFORMAZIONE ONLINE e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università La Sapienza - Uniroma1 o del prof Medaglia Carlo.

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