Articoli di approfondimento - La banda larga e gli "ampi tubi" di crescita potenziale
Se pensiamo a Internet come ad un dispositivo costituito da miliardi di tubi in cui scorrono pezzi di informazioni provenienti da tutto il mondo, non possiamo negare che più dati tentiamo di pomparvi, maggiori saranno le probabilità di ritardi o di congestioni del traffico (dati). Inoltre, poiché Internet si espande da una semplice rete di documenti ad uno "scambio" in grado di riunire miliardi di piccoli computer, sensori e oggetti (la cosiddetta "futura Internet" degli oggetti) abbiamo sempre più bisogno di tubi di maggiori dimensioni per la gestione di tale flusso. Internet a banda larga rappresenta l'equivalente delle "tecnologie dell'informazione e della comunicazione" (TIC) di questi grandi tubi. Per sfruttare l’intero potenziale del web, l'Europa sta investendo nella tecnologia digitale per la connessione degli utenti, mediante il superamento degli ostacoli e l'unione delle comunità per garantire una serie di vantaggi reciproci. L'agenda digitale per l'Europa mira a ottenere una banda larga di almeno 30 megabit al secondo (Mbps) per tutti entro il 2013, garantendo l'accesso a connessioni di 100 Mbps o superiori entro il 2020 a metà delle famiglie europee. Tuttavia, sono stati identificati numerosi ostacoli che intralciano il lancio della banda larga in Europa, in particolare gli elevati costi di investimento per l'aggiornamento o la creazione dell'infrastruttura necessaria. Fino all'80% dei costi totali di investimento nella banda larga è correlato ai lavori sulle infrastrutture civili. "I costi sono così elevati a causa di una mancanza di coordinamento tra i progetti di ingegneria civile, del riutilizzo non adeguato dell'infrastruttura esistente e dell'assenza di cooperazione tra i vari attori", spiega la Commissione europea. Ad esempio, le aziende che operano nel settore dell'acqua, dell'energia e dei trasporti ferroviari possiedono spesso le proprie infrastrutture e scavano strade senza coordinarsi con le compagnie di telecomunicazione. La Commissione sta conducendo una consultazione pubblica che durerà fino al 12 luglio 2012 per capire in che modo si possono superare gli ostacoli e ridurre i costi di lancio della banda larga e per studiare misure tese alla semplificazione delle procedure di autorizzazione e al coordinamento dei lavori ingegneristici. Costruire tubi più grandi La Commissione europea ha creato il Meccanismo per collegare l'Europa (CEF) allo scopo di incoraggiare l'intensificazione degli investimenti pubblici e privati nei progetti relativi alla banda larga e alle infrastrutture digitali. Il CEF è stato concepito allo scopo di sbloccare 50 miliardi di euro per l'infrastruttura di rete (ai fini del rafforzamento del settore dei trasporti, dell'energia e delle reti digitali europei), di cui 9,2 miliardi di euro sarebbero riservati alla banda larga e all'infrastruttura dei servizi digitali. "Dobbiamo valutare idee pratiche sulle modalità di abbattimento dei costi e di semplificazione dell'accesso, sul riutilizzo e sulla condivisione di questa infrastruttura", spiega il vicepresidente della Commissione Neelie Kroes, responsabile dell'Agenda digitale. "Non c'è niente di più irritante per i cittadini dei lavori nelle strade e niente di più noioso per le aziende delle inutili lungaggini burocratiche". L'importanza del settore R&S L'UE sostiene i risultati dei progetti collaborativi sulle TIC nell'ambito del Settimo programma quadro (7° PQ) e del Programma quadro per la competitività e l'innovazione (CIP). I progetti sono incentrati su una gamma di argomenti, tra cui l'architettura di base, l'ottimizzazione delle reti e l'infrastruttura portante essenziale. Certamente, la domanda relativa alla banda larga (e ai servizi e alle applicazioni a essa correlati) aumenta ad una velocità tale che si assiste oggigiorno ad un rapido consumo della nuova larghezza di banda disponibile. Gli esperti prevedono che, con il lancio di un numero sempre maggiore di video su richiesta, di servizi di condivisione di foto e di servizi cloud, il traffico Internet in Europa continuerà a conoscere una crescita annua del 40% circa. Tuttavia, i ricercatori dell'UE non si accontentano di giocare semplicemente al recupero con il mercato. Ad esempio, il progetto 100-GET ("100 Gigabits Ethernet"), facente parte del cluster di telecomunicazioni Celtic-Plus dell'iniziativa Eureka, si sono prefissati l'obiettivo di ricercare soluzioni che vanno al di là della posa di un maggior numero di cavi di fibra ottica allo scopo di soddisfare la crescente domanda di banda larga. Finanziato in parte dai partner del consorzio e in parte dai governi nazionali, il progetto 100-GET ha garantito un miglioramento decuplicato delle velocità attuali del "gigabit ethernet" (GbE) di 10 Gbps raggiungendo elevati livelli di efficienza nel trasferimento dei dati e negli aspetti relativi al collegamento in rete. Il progetto è stato incentrato sulle tecnologie dello strato fisico ed è stato suddiviso in cinque sottoprogetti: il progetto 100GET-AL si basava sull'analisi delle tecnologie e delle architetture di rete potenziali, mentre l'iniziativa 100GET-ER era incentrata su un'analisi a livello di sistemi e di componenti, mediante lo sviluppo di elementi fondamentali in caso di mancata disponibilità. Il progetto 100GET-E3 ha consentito di spingere oltre il settore di R&S, mediante lo sviluppo della prossima generazione di reti di trasporto ottiche. Infine, il progetto 100GET-Metro è stato incentrato in modo specifico sulle reti delle aree metropolitane, mentre l'iniziativa 100GET.es rappresentava un banco di prova per una soluzione 100GbE "end-to-end". "Il raggiungimento del traguardo del 100GbE, mediante l'utilizzo dell'infrastruttura 10GbE già installata, ha rappresentato una grande sfida", osserva il dott. Kurt Loesch, partner del progetto e rappresentante di Alcatel-Lucent Deutschland. Il team, che si è prefissato un obiettivo a suo dire realistico, ovvero il raggiungimento di 40 Gbps, ha finito per raggiungerne uno più grande del doppio, dando un prezioso incentivo alle ambizioni relative alla banda larga contenute nell'agenda digitale dell'Europa. Le aziende hanno lavorato congiuntamente alle università sugli elementi del progetto in grado di raggiungere specifici obiettivi aziendali che garantivano la condivisione della ricerca e della tecnologia proprietarie senza che fosse necessario condividere informazioni strategiche con concorrenti diretti. Il progetto ha dato vita a 56 domande di brevetto, alla creazione di 21 nuovi prodotti e al miglioramento di 15 prodotti esistenti. Alpha e Omega di abitazioni ad alta velocità Il progetto OMEGA ("Home gigabit access"), finanziato dall'UE, ha introdotto il principio delle reti a banda larga ultra veloci nelle abitazioni o negli uffici. I partner del progetto hanno dimostrato che le varie tecnologie delle comunicazioni cablate, radiofoniche e ottiche possono essere utilizzate per la creazione di una rete ibrida per le comunicazioni ad alta velocità in un ambiente domestico. Gli utenti desiderano trasmettere enormi quantità di dati in scenari locali, ricorrendo ad esempio allo streaming tra un'applicazione video ad alta definizione sulla TV del piano superiore e un dispositivo di rete nel seminterrato, suggerisce il partner del progetto Jean-Philippe Javaudin, dei laboratori Orange di France Telecom. "Il nostro obiettivo consisteva nell'aggiornamento della rete domestica", afferma Javaudin. Finora, le reti gigabit rappresentavano una prerogativa di Stati, quali la Svezia, che usufruiscono di un'infrastruttura di telecomunicazioni avanzata. Tuttavia, la ricerca condotta nell'ambito di OMEGA semplifica per altri Stati la creazione delle proprie reti ad alta velocità. La velocità extra è necessaria per le applicazioni di dati emergenti e garantirà servizi a valore aggiunto, come ad esempio la televisione 3D e i giochi della prossima generazione, insieme alla diagnostica remota in ambito medico e all'assistenza agli anziani. Un altro progetto dell'UE, intitolato ALPHA ("Architectures for flexible photonic home and access networks"), è stato incentrato sulla definizione di nuovi modelli e standard di rete finalizzata a garantire livelli massimi di velocità Internet a costi enormemente ridotti mediante l'utilizzo del percorso di aggiornamento più logico. Nell'ambito del progetto ALPHA, sono state affrontate le sfide relative alle reti interne, ad esempio nelle abitazioni e negli uffici, e sono state ricercate infrastrutture speciali per il sostegno di un ambiente eterogeneo di tecnologie cablate e wireless convergenti. Il lavoro condotto nell'ambito del progetto mediante la multiplazione, ovvero una tecnica utilizzata per la trasmissione di diversi flussi di dati su una singola linea, rappresenterà una funzionalità chiave delle reti del futuro in virtù di un utilizzo più efficiente di cavi fisici. I fautori del progetto ALPHA hanno sviluppato un sistema di multiplazione ibrido, basato su una combinazione tra la più efficiente ma costosa "multiplazione mediante ripartizione in lunghezza" e la più accessibile ma meno performante "multiplazione a divisione di tempo", allo scopo di garantire una velocità di 10 Gbps in una rete ottica passiva (ovvero una rete il cui funzionamento non richiede una fonte di alimentazione elettrica esterna). Questa tecnologia supporta reti di accesso, che garantiscono connessioni a banda larga alle abitazioni e agli uffici, e persino servizi di radio su fibra, che supportano la banda larga mobile mediante reti cablate. Secondo il team del progetto, il sistema di multiplazione rappresenta una tecnologia di cross-over fondamentale, in grado di potenziare le risorse attuali e di spianare al contempo la strada alla banda larga della prossima generazione. Il team ha altresì raggiunto un record mondiale registrando velocità di 20 Gbps in tempo reale mediante l'utilizzo di un nuovo tipo di modem in grado di creare flussi di dati multipli tramite la modulazione del tono. Nell'ambito del progetto ALPHA è stato anche sviluppato un modem gigabit a basso costo per le reti domestiche che funziona con fibre ottiche plastiche, un pezzo fondamentale di tecnologia che consentirebbe agli utenti di scaricare un film con la stessa qualità di un DVD in appena 60 secondi. Il lavoro condotto nell'ambito dell'iniziativa ALPHA ha dato vita a numerose domande di brevetto e pubblicazioni su riviste con revisione tra pari, apportando un notevole contributo alle iniziative in termini di standardizzazione. Le soluzioni relative alle infrastrutture economiche e scalabili rappresentano un valore aggiunto per soddisfare la crescente domanda di banda larga. In tale scenario, si rivelano pertanto importanti i risultati del progetto SARDANA ("Scalable advanced ring-based passive dense access network architecture"). L'iniziativa Sardana ha dimostrato che è possibile raggiungere velocità dati fino a 10 Gbps con costi extra relativamente contenuti mediante la modifica dell'infrastruttura esistente "fibre-casa" e dei componenti disponibili in commercio. La soluzione del team per la connessione di reti metropolitane e l'accesso ad una "tecnologia della multiplazione" più intelligente, più robusta e basata su anelli ha ricevuto un meritato riconoscimento, aggiudicandosi il 2011 Global Telecoms Business Innovators Award. Il produttore finlandese di apparecchiature Tellabs ha testato l'efficacia della nuova tecnologia di multiplazione sviluppata nell'ambito dell'iniziativa Sardana, che consente a segnali diversi di essere trasmessi contemporaneamente sulla stessa fibra ottica utilizzando diverse lunghezze d'onda della luce laser. Questi test sono stati seguiti da una sperimentazione sul campo vicino agli impianti di France Telecom-Orange, in Bretagna, e da una dimostrazione nel corso del "Fibre to the Home Council" tenutosi a Milano. Mediante l'utilizzo della tecnologia di emulazione combinata con l'infrastruttura del mondo reale, i test hanno dimostrato che la rete è in grado di servire tra 1.000 e 4.000 utenti nel raggio di 20 chilometri dal tronco principale con connessioni Internet simmetriche con velocità di circa 300 Mpbs (tre volte tanto il traguardo di velocità della banda larga dell'UE del 2020). Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato, in modo indipendente, che la tecnologia potrebbe essere utilizzata per la trasmissione di segnali ottici fino a 100 chilometri dallo scambio centrale, offrendo ad un massimo di 250 abitazioni connessioni downstream asimmetriche di 10 Gbps e connessioni upstream asimmetriche di 2,5 Gbps, di gran lunga più veloci rispetto alla maggior parte delle esperienze Internet attuali degli utenti. Reti ottiche e professionali Sebbene invisibile agli occhi degli utenti finali, circa il 90% delle informazioni digitali viaggia sulle reti ottiche. Le comunicazioni in fibra ottica rappresentano il vero pilastro della società dell'informazione e sono alla base degli sviluppi della banda larga su vari livelli. In base al recente studio Photonics21 , le tecnologie ottiche alimentano un mercato delle infrastrutture delle telecomunicazioni di circa 350 miliardi di euro, corrispondenti a qualcosa come 700.000 posti di lavoro in Europa. Gli esperti prevedono che, entro il 2020, sarà necessario un aumento almeno decuplicato della capacità della fibra e dei terabit per secondo per lunghezza d'onda. "La comunicazione in fibra si avvicinerà all'utente e diventerà un'infrastruttura critica nelle reti dei centri di dati e nelle reti private, domestiche, dei veicoli e dei sensori. Grazie allo sfruttamento dei suoi punti di forza e dell'esperienza maturata, oggigiorno l'Europa potrebbe affrontare queste sfide in modo ottimale se continuasse a investire", si legge in una relazione pubblicata nell'ambito del progetto Net!Works e intitolata "Comunicazioni ottiche: un successo internazionale alimentato dalla ricerca finanziata dall'UE". Come suggeriscono i fautori di Net!Works, numerose architetture, innovazioni e tecnologie nelle reti ottiche attuali e, di conseguenza, il lancio della banda larga possiedono un'eredità nei progetti di ricerca collaborativi finanziati dall'UE. E, come se non bastasse, come si legge nella conclusione della relazione, il successivo finanziamento del programma quadro per le comunicazioni ottiche ha condotto alla creazione di una rete di esperti provenienti dal settore industriale e accademico, ha sostenuto l'istruzione e la formazione e ha generato, direttamente o indirettamente, decine di migliaia di posti di lavoro altamente qualificati in Europa. Certamente, tale situazione conferma che nessun singolo progetto, linea di ricerca o sviluppo tecnologico sarà in grado di soddisfare tutte le esigenze odierne o future degli europei in termini di infrastruttura a banda larga. Tuttavia, le azioni citate in questo articolo illustrano che l'impegno dell'Europa sta raggiungendo la sua ambizione in termini di tecnologia a fine processo del 2020, di una crescita "intelligente, sostenibile e inclusiva". --- I progetti citati in questa relazione hanno ricevuto finanziamenti attraverso il programma "Cooperazione" del 7° PQ nell'ambito della ricerca collaborativa nel settore delle tecnologie dell'informazione e della comunicazione (CIT), il Programma quadro per la competitività e l'innovazione o l'iniziativa Eureka. Link utili: - Europa 2020 - FIA - Programma per le TIC del 7° PQ - 7° PQ su CORDIS - Meccanismo per collegare l'Europa - Progetto Celtic-Plus "100-GET" - OMEGA - ALPHA - Sardana - Photonics21 - Net!Works Articoli correlati: - Una soluzione economica e completamente ottica per un internet super veloce - Internet del futuro … una cosa bella e promettente - Incontro con i pionieri delle tecnologie future ed emergenti - Costruire un internet più intelligente - EUREKA Success Story: CELTIC 100GET — Internet could be 10 times faster than it is - Optical communications – an international success bolstered by EU-funded research
Parole chiave
Compendio, banda larga, TIC, internet del futuro, reti, dispositivo digitale, Agenda digitale, CIP, CEF, 7° PQ, Orizzonte 2020, strategia Europa 2020, Eureka, 100-GET, EUWB, Sardana, Alpha, Omega, Photonics21, Net!Works