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Risposte ai quesiti WiMAX

Il Ministero delle Comunicazioni ha pubblicato le risposte ai quesiti sottoposti dai vari operatori interessati al Bando, ecco il link al documento di risposta ai quesiti WiMAX

Frequenze BWA, un quesito interessante

L'amico Paolo del Cres mi ha posto un quesito interessante al quale ho provato a rispondere, e che ho pensato di riportare sul blog. Viene da un addetto ai lavori di sicura competenza in materia di tecnologia wireless, e quindi puo' interessare ad altri lettori:

> A questo punto sorge una domanda spontanea: l'uso delle tecnonologie non
> WiMAx in questo set di frequenze e' lecito o no? Come ad esempio un
> ponte "stile PDH" oppure un'apparato wifi traslato di frequenza. Non mi
> interessa la fattibilita' tecnica, quanto quella normativa

ciao Paolo,
mi sento di escludere sicuramente la possibilità di utilizzarle per la realizzazione di connessioni punto-punto (come i ponti in "stile PDH"), in quanto questa gamma di frequenze è espressamente riservata per la realizzazione di reti di accesso a larga banda (BWA) e non di trasporto/backhaul.

Tale indicazione, ancora prima che dalla delibera AGCom, deriva dalle già richiamate raccomandazioni europee.

In particolare il termine BWA utilizzato nella normativa, si rifà alla definizione ufficiale di cui al documento ITU-R F.1399-1 che definisce BWA (Broad Band Wireless Access) come un accesso wireless nel quale la/le capacità di connessione siano maggiori di quelle di un accesso primario (cioè superiori a 1.544 Kbit/s), e che comprende applicazioni mobili (MWA), nomadiche (NWA) e fisse (FWA), anch'esse definite nel medesimo glossario.

Il Bando ha concesso un parziale utilizzo delle frequenze per il backhaul:

"Le frequenze di cui sopra possono essere impiegate anche per la realizzazione di detta connessione degli impianti BWA a 3.5 GHz alla rete di trasporto purché non siano utilizzate per servizi di fornitura di rete di
comunicazione elettronica"

e pur richiedendo una interpretazione autentica da parte del Ministero, probabilmente va interpretata come la possibilità di utilizzare le stazioni radio base BWA per una connessione diretta tra loro. Ovvero non sarebbe possibile utilizzare le frequenze per ponti radio punto-punto diversi dalle radio base usate per dare servizi al pubblico.

>oppure un'apparato wifi traslato di frequenza

Ne il regolamento Agcom, ne' il Bando, ne' le varie raccomandazioni europee citano mai WiMAX nei loro scritti (se non in modo occasionale e non vincolato al contenuto esposto), si limitano a parlare di tecnologie BWA come definite sopra. Pertanto, se le tecnologie rispettano le indicazioni tecniche di cui alla Raccomandazione ECC/REC(04)05, in virtù del principio di neutralità tecnologica al quale la normativa è sottoposta, dovrebbero senz'altro poter essere impiegate.

Però osservo che nella pratica sarebbe abbastanza inutile utilizzare apparati Wi-Fi/Hiperlan traslati in frequenza al posto di apparati WiMAX, in quanto nessun apparato utente wifi/hyplan in commercio possiede una potenza superiore ai 20dBm (in genere è ben inferiore), quindi applicazioni mobili e nomadiche ne risentirebbero pesantemente, mentre per i servizi BWA/WiMAX sono consentite potenze superiori. Per rilegare utenti fissi in wifi/hiperlan traslato sarebbe possibile ovviamente utilizzare potenze EIRP superiori, ma visto il ridotto mercato e la minore robustezza delle modulazioni non giustificherebbero dover investire quattrini nella licenza se non la si adopera con apparati WiMAX. In tal senso va anche considerato che in
prospettiva gli apparati utente mobili (pc, palmari, etc..) integreranno il chipset WiMAX mobile (annuncio Intel di tre anni fa), abbassando così drasticamente il costo degli apparati utente capaci di connettersi alle reti WiMAX 802.16e-2005.

In ogni caso, propongo di raccogliere tutti i dubbi ed i quesiti sul Bando e Regolamento per poi sottoporli formalmente ad AGCom e Ministero, onde ottenere un'interpretazione autentica.
Scrivetemeli che provvedo a compilare il documento.

ciao,
G

Frequenze WiMAX e servizi mobili

Uno dei dubbi emersi in seguito alla pubblicazione del bando per l'assegnazione delle frequenze per sistemi BWA (Broad Band Wireless Access) ovvero per l’impiego di tecnologie WiMAX nella banda dei 3,5GHz, è se queste siano utilizzabili dall'operatore per fornire a propria discrezione connessioni fisse/nomadiche (802.16d-2004) o mobili (IEEE 802.16e-2005), oppure siano autorizzate solo le prime. Il dubbio non è di rilevanza minore in quanto il mercato indirizzabile, gli economics, la topologia della rete, tipologia di apparati, servizi veicolabili, ed in definitiva la sostenibilità economica dell'attività sono decisamente differenti nei due casi.

Il successo dell’asta, ovvero la giustificazione alla partecipazione a questa e l’importo delle offerte e dei rilanci, dipende molto da questo punto.

Il dubbio è preesistente alla pubblicazione del Bando ministeriale, nasce da una posizione apparentemente sfavorevole dell’Autorità sull’impiegabilità delle frequenze per servizi mobili, raccolta nel corso delle varie riunioni tenutesi dall’avvio delle sperimentazione tecnica fino alla conclusione della consultazione pubblica, ed è sostenuto da un passo della delibera AGCom 209/07/CONS (il cosiddetto "regolamento WiMAX") che indica come "alcuni modi d’uso ed alcune architetture di rete potrebbero essere soggetti a restrizioni specifiche sia della flessibilità di utilizzo delle frequenze che delle relative condizioni tecniche. In particolare il servizio mobile, che presenta scenari maggiormente critici in termini di coesistenza con sistemi simili o sistemi che adoperano altre architetture di rete, potrebbe richiedere delle norme tecniche più restrittive, rispetto ad altri modi d’uso."

Sempre AGCom nel precedente Allegato B alla delibera n. 644/06/CONS, rimandava alle raccomandazioni CEPT per eventuali restrizioni sui modi d’uso (fisso, nomadico, mobile, ..) delle frequenze assegnate alle applicazioni BWA.

Il Bando ministeriale non entra nel merito, mantenendosi neutrale rispetto alla specificità della tecnologia, pertanto il dubbio va sciolto consultando la materia comunitaria.
La raccomandazione CEPT richiamata nella 644/06/CONS è stata pubblicata il 20 aprile 2007 con il documento RSCOM07-06 Final - ECC/DEC/(07)029 del RADIO SPECTRUM COMMITTEE della Commissione Europea.
Nel documento è riportata la decisione della Commissione Europea del 30 marzo 2007 che esprime una posizione esplicitamente favorevole all’uso flessibile dei modi d’uso delle tecnologie BWA sui 3.5GHz, ovvero al loro impiego vuoi per impieghi fissi (FWA), nomadici (NWA) o mobili (MWA):

ECC Decision
of 30 March 2007
on Availability of Frequency Bands between 3400-3800 MHz
for the Harmonised Implementation of
Broadband Wireless Access systems (BWA)
(ECC/DEC/(07)02)
[...]
DECIDES
1. that spectrum shall be designated for BWA deployment, within the band 3400-3600 MHz and/or 3600-
3800 MHz, subject to market demand and with due consideration of other services deployed in these bands;
2. that administrations shall consider allowing flexible usage modes within authorised BWA deployments in
the frequency bands identified in Decides 1, taking into account the considerations as described in the
Annex;
3. that for the deployment of BWA networks in the frequency bands identified in Decides 1, administrations
shall take into account the in-band and adjacent band compatibility with other services/systems (e.g. FS,
FSS, ENG/OB, etc) and as a result, coordination of the BWA central stations with existing services/systems
may be required in the concerned area;
4. that this Decision enters into force on 30 March 2007;
5. that the preferred date for implementation of this Decision shall be 01 July 2007
6. that CEPT administrations shall communicate the national measures implementing this Decision to the ECC
chairman and the Office when the Decision is nationally implemented."

dove "flexible usage" è definito come:

The reference to “flexible usage mode” means regulatory provisions (e.g.licence conditions), which would allow BWA
licence holder to deploy various types of Terminal Stations (TS): fixed (Fixed Wireless Access - FWA),
nomadic (Nomadic Wireless Access - NWA) or mobile (Mobile Wireless Access - MWA).

Un’ulteriore conferma in tal senso viene dal recentissimo documento del RADIO SPECTRUM COMMITTEE "BWA in the band 3.4-3.8 GHz – revised draft proposal for a Commission Decision" pubblicato il 5 ottobre 2007, che esprime chiaramente come gli stati membri dovranno concedere l’uso della banda sui 3400-3800 MHz per reti di comunicazione fisse, nomadiche e mobili, e come ciò rappresenti un importante elemento per la concretizzazione della convergenza e dell’innovazione.

[...]
(4) The designation of the 3400-3800 MHz bands for fixed, nomadic as
well as mobile applications is an important element addressing the convergence of the
mobile, fixed and broadcasting sectors and reflecting technical innovation. The services
provided in this frequency band should mainly target end-user access to broadband
communications.
[...]
(7) In response to the Mandate of 4 January 2005, the CEPT has produced
a report (CEPT Report 015) on BWA. This report concludes that the deployment of fixed,
nomadic and mobile networks is technically feasible within the frequency band
3400-3800MHz under the technical conditions described in ECC Decision ECC/DEC/(07)02
and ECC Recommendation ECC/REC/(04)05. Furthermore, it concludes that the two
bands, 3400-3600 MHz and 3600-3800 MHz, have different sharing considerations
due to different services, other than BWA, utilising these bands. The generic technical
conditions applicable to fixed and nomadic networks are described in
Harmonised Standard n° EN 302 326-2 and EN 302 326-3.
[...]
Article 3
Member States shall allow the use of the 3400-3800 MHz band in
accordance with Article 2 for fixed, nomadic and mobile electronic communications networks.

mi sembra pertanto improbabile che AGCom o il Ministero delle Comunicazioni smentiscano la possibilità di poter utilizzare le frequenze a discrezione dell’aggiudicatario, ovvero nelle modalità più confacenti le esigenze del pubblico, sarebbe una posizione contradditoriamente ignara delle raccomandazioni comunitarie.

il Digital Divide e WiMAX

Negli ultimi 12 mesi il WiMAX è balzato improvvisamente alla ribalta, scalando velocemente le priorità nelle agende della politica e dell’interesse dei media. Su WiMAX nell’ultimo anno si sono organizzati convegni, tavole rotonde, seminari, si sono scritti articoli, si son mossi politici, ministri, regolatori, operatori piccoli, operatori grandi, produttori, enti pubblici, enti locali, sindaci, associazioni di settore, di consumatori, di utenti, investitori, e tante altre realtà che nulla centrano direttamente con il mondo delle telecomunicazioni.

Prima di un’anno fa WiMAX era già conosciuto, apprezzato e atteso nell’ambiente delle tlc italiane, ma allora come mai tanto improvviso e diffuso fervore?

Alzi la mano chi, nel corso di ques’ultimo anno, è riuscito a sentir pronunciare la parola WiMAX disgiunta dal termine DigitalDivide: cosa vedo? Nessuna mano alzata? Eh già, di WiMAX si è parlato tanto, ma sempre in abbinamento con quel brutto problema del digital divide, che tutti aborrano, alcuni subiscono, pochi capiscono.

Che cos’è il Digital Divide?
Il termine, in generale, indica il divario che c’è tra le persone (o porzioni di popolazione) dotate di strumenti di comunicazione, informazione, elaborazione digitale al passo con i tempi, e quelle, per varie ragioni, che ne sono prive. Le ragioni possono essere economiche (non se lo possono permettere), culturali (non ne conoscono l’esistenza o manca la capacità di utilizzare, o non ne hanno l’interesse), infrastrutturali (manca la disponibilità delle tecnologie necessarie).

Nelle conversazioni correnti, il termine digital divide assume, tra queste, l’accezione di “indisponibilità di accessi a larga banda in alcune zone del territorio nazionale”, tipicamente le zone rurali e montane (ma in alcuni casi anche le cinture di periferia più esterna delle città). Dove, come si suole dire “manca l’ADSL”, chi desidererebbe allacciarsi e risiede in queste zone non puo’ farlo perché non trova fornitori che abbiano trovato commercialmente interessante (o economcamente sostenibile) installare l’ADSL in quelle zone. Quindi un digital divide infrastrutturale.

Quello del digital divide è sicuramente un problema importante, perché oggi che tutto lo sviluppo culturale, economico, sociale passa per i sistemi di elaborazione e comunicazione digitali avanzati, coloro i quali (persone o aziende) non possono accedere a tali sistemi sono discriminati, rimangono indietro rispetto al resto della popolazione. E’ giusto è importante risolverlo.

WiMAX, come il coniglio del prestigiatore, salta fuori e si candida a risolvere il problema.

Ecco spiegato il fervore dell’ultimo anno: il WiMAX, si dice, è la cura per il digital divide nazionale, ecco perché si è improvvisamente acceso l’interesse per una tecnologia da parte del mondo della politica, del Governo, e conseguentemente della stampa.

Ma perché proprio WiMAX? Quali particolari caratteristiche possiede che lo fanno eleggere a soluzione ideale? E’ veramente la tecnologia che risolve meglio di altre il problema? Ed è vero che non è possibile risolvere oggi il problema del digital divide senza WiMAX?

L’interpretare WiMAX come soluzione per il digital divide deriva da due ragioni: non conoscere esattamente quali siano le reali cause del digital divide, e da aver assunto come incondizionatamente vere alcune caratteristiche positive delle tecnologie WiMAX.

Le caratteristiche che hanno innescato l’illusione sono: a) che WiMAX consente una banda di accesso fino a circa 60MBps, b) la sua capacità di connettere apparati anche non in linea di vista tra le antenne, c) una portata che puo’ arrivare anche a 70Km.

Queste tre caratteristiche (che sono vere, in certi casi), associate tra loro ed accettate in maniera superficiale ed acritica, sembrano effettivamente essere la panacea del digital divide, perché se è vero che le aree digital divise sono in genere quelle distanti alcune decine di chilometri dalle metropoli, e che specie se si tratta di aree montane non sono in vista diretta delle città, un sistema in grado di allacciare utenti fino a 60Mbit, anche non in linea di vista e a diverse decine di kilometri di distanza sembra effettivamente la soluzione ideale per risolvere rapidamente ed economicamente il problema.

Ma quando sono vere tali caratteristiche? Iniziamo a parlare della banda trasportabile e della distanza superabile.

Innanzitutto va ricordato che la capacità di trasporto è direttamente proporzionale all’ampiezza del canale trasmissivo, ovvero della quantità di spettro elettromagnetico utilizzato come vettore dei nostri bit. Più sono i megahertz a disposizione del canale, più sono i megabit che potranno essere trasportati. Considerando un’ampiezza di canale di 21(+21) MHz, si traduce (considerando un’efficienza media di tre bit per hertz) nella capacità di veicolare verso gli utenti circa una 60tina di Mbps. Questo su piano teorico, perché poi bisogna fare i conti con una serie di fattori. Uno di questi è la distanza dell’utente dall’operatore. La distanza implica un progressivo affievolimento dell’intensità del campo elettromagnetico irradiato (che tende a dimezzarsi con il quadrato della distanza), e l’affievolimento determina una via via decrescente capacità di trasporto. In pratica, più è distante l’utilizzatore minore è la quantità di banda ovvero i megabit in grado di scambiare nell’unità di tempo. Un utente vicino all’antenna avrà una banda teorica a disposizione vicina al 100%, un utilizzatore distante alcuni chilometri potrà goderne solo di una frazione. Ciò significa che anche se WiMAX, dotandolo della massima potenza in antenna che la legge consente, in condizioni ideali è in grado di superare distanze di alcune decine di kilometri, a queste distanze è impossibile ottenere le stesse prestazioni (i famosi 60Mbps teorici) che potremmo invece avere a breve distanza. (va detto che vi sono molti altri parametri fisici che influenzano le prestazioni della trasmissione via etere, ma per semplicità qui ho descritto solo quelli più macroscopici).

NOTE: a) Le illustrazioni sono puramente esemplificative, per semplicità di rappresentazione i rapporti tra le lunghezze raffigurate non rappresentano le proporzioni reali I valori numerici espressi sono indicativi. b) nell’illustrazione la diminuzione di banda in funzione della distana è rappresentata per semplicità solo nel verso impianto⇒ utilizatore (download). In realtà la comunicazione è simmetrica pertanto va considerata anche l’attenuazione della banda nel verso utente ⇒ impianto (upload)

Come detto, un’altra caratteristica che rende WiMAX una tecnologia interessante per dare accesso last-mile agli utenti, è la sua capacità di sfruttare le riflessioni multiple delle onde radio sulle superfici per consentire, in alcuni casi e con peggioramento delle performances complessive, collegamenti anche non in linea di vista tra le antenne. Ma l’ambiente dove si riesce a sfruttare al meglio il multipath è l’ambiente cittadino, dove grazie alle numerose superfici verticali dei caseggiati le riflessioni sono molte. L’ambiente peggiore sono invece proprio le aree rurali dove scarseggiano le superfici riflettenti ed abbondano quelle assorbenti (alberi, pendii erbosi, etc..).

Da queste precisazioni si comprende quindi che WiMAX non consente di trasportare 60Mbps a distanze ragguardevoli persino in mancanza di linea di vista. WiMAX è una tecnologia nata per fare MAN (Metropolitan Area Network), ovvero il cosiddetto ultimo miglio, come tecnologia integrativa (più che alternativa) alle reti cablate. (E va aggiunto che la capacità di banda in antenna, ad esempio i 60Mbps teorici, viene condivisa tra tutti gli utenti simultaneamente attivi, non è indipendente per ogni utente. Quindi nel caso di applicazioni pesanti come il videostreaming, una manciata di utenti attivi consuma tutta la banda disponibile.)

La cosiddetta “mancanza di ADSL” in certe zone del Paese, non deriva dall’impossibilità (tranne qualche raro caso di situazioni logistiche compromesse) o di assenza di convenienza ad installare gli apparati ADSL nelle centrali telefoniche, bensì dall’indisponibilità di banda adeguata ad alimentarli. Ciò che manca nelle zone diagiate non è l’ADSL, ma la banda necessaria ad alimentare l’ADSL. Se manca per l’ADSL, la banda manca anche anche per WiMAX. Dove manca la banda non si può erogare il servizio ne tramite l’uno né l’altro. Se la banda c’è, l’utilizzo della prima o del seconda tecnologia è comunque possibile.

Quindi è il backhauling la principale causa del DigitalDivide: nelle aree rurali o montane non vi sono dorsali in fibra ad alta capacità (ma ogni paese c’è la centrale telefonica in grado di ospitare i DSLAM xDSL o un punto cospiquo dove installare un apparato wireless), quindi prima di poter dare accesso localmente agli utenti vuoi con sistemi xDSL che Wireless (WiMAX, Hyperlan), vanno realizzate le infrastrutture di backhauling che trasportano la banda internet alla zona da servire. Più distante è la zona, più è difficile raggiungerla e più è numeroso il bacino di utenti da servire (e quindi la banda totale necessaria da trasportare), maggiore è il costo per realizzare e manutenere un backhauling di capacità ed affidabilità adeguate.

Il backhauling è l’infrastruttura di rete che porta la banda internet ai siti che ospitano le apparecchiature per l’accesso utente (xDSL o wireless che sia). Puo’ essere realizzato in vari modi in funzione della banda, della topologia, della distanza (tipicamente fibra o ponti radio PDH o SDH, ma anche in HiperLan o WiMax se le distanze da superare sono brevi e non è richiesta molta capacità di trasporto).

Rete di accesso:
- dove già esiste la tradizionale cablatura telefonica in rame, WiMAX non è necessariamente più conveniente dell’ADSL, il più delle volte in questi casi risulta addirittura molto meno conveniente;
- nelle aree rurali e montane (e in generale in quelle dove vi è scarsa numerosità di utilizzatori e ridotta probabilità di interferenze radio), l’accesso wireless è realizzabile già oggi con la più economica (ma di performances similari) tecnologia HiperLan;
- performances: un DSLAM è in grado di veicolare una quantità di banda garantita molto superiore ad un numero molto più grande di utenti di una cella WiMAX. WiMAX non può quindi costituire una tecnologia di sostituzione rispetto alle reti cablate (in rame e soprattutto in fibra), se non per le applicazioni internet più leggere. Impensabile poterla utilizzare per le applicazioni di videostreaming (YouTUBE, IPTV, ..), dove un ridotto numero di utenti attivi simultanei saturerebbe la capacità della cella;
- WiMAX risulta interessante per raggiungere quei (pochi) utenti che non possono essere raggiunti dall’ADSL a causa dell’elevata distanza dalla centrale telefonica e conseguente eccessiva attenuazione della linea;
- WiMAX consente agli operatori alternativi di avere a disposizione una rete senza essere come adesso essere subordinati ad affittare (wholesale o unbundling) da Telecom Italia le varie componenti dell’infrastruttura di accesso, la cui convenienza va però valutata con la consapevolezza dei limiti di performances e sotituibilità, in particolare tenendo conto della prospettive di evoluzione dei profili di consumo di banda degli utenti nei prossimi anni;
- WiMAX nella banda dei 3.5GHz è inadatto a fornire servizi wireless in mobilità (dati e/o voce) confrontabili con quelli UMTS sui 2,1 GHz, a causa della ridotta o nulla penetrazione indoor del campo elettromagnetico a quella lunghezza d’onda;