CENNI STORICI

 

Il primo sistema telefonico radiomobile della storia nacque negli USA nel 1964 e funzionava nella gamma di frequenza dei 160/450 MHz con soli 23 canali bidirezionali.

Nel nostro paese il sistema radiomobile, detto di prima generazione, venne introdotto nel 1974 e funzionava a 160 MHz, ma era molto limitato nel numero dei canali e nelle prestazioni, richiedeva l’intervento degli operatori di centrale, ed era molto ingombrante per il peso e per la lunghezza dell’antenna.

Nel 1984 nacque invece il sistema radiomobile RTMI (Radio Telefono Mobile Integrato), funzionante a 450 MHz, detto di seconda generazione per via delle prestazioni di gran lunga migliori del precedente, era, infatti, direttamente connesso con la rete telefonica nazionale ed era più leggero e meno ingombrante, anche se oggi è stato completamente superato.

Sempre in Italia, nel 1990 abbiamo l’analogico ETACS (Extended Total Access System), funzionante a 900 MHz, di prestazioni di gran lunga migliori del precedente soprattutto per copertura del territorio, per numero di canali disponibili, ma utilizzabile solo sul territorio nazionale, perché ogni nazione scelse allora uno standard diverso.

Per superare questo problema, finalmente, nacque nel 1995  il digitale GSM (Global System for Mobile communication = Sistema Globale per Comunicazioni Mobili) funzionante nella stessa gamma dei 900 MHz ma di caratteristiche concordate con tutte le nazioni principali europee in vista della unificazione di tutti i sistemi radiotelefonici mondiali.

Gli ultimissimi nati sono infine il DCS (Digital Cellular System) 1800, anch’esso un GSM, ma funzionante sulla gamma dei 1800 MHz anziché sui 900 MHz, e il DECT 1900 (Digital Extended Cordless Telephone), nato come telefono senza fili di uso limitato all’ambito casalingo e poi esteso all’ambito di tutta la superficie urbana.

 

 

CARATTERISTICHE COMUNI A ETACS E GSM

Trascurando adesso di trattare quelli ormai superati come prestazioni e, comunque non più in uso, descriviamo le caratteristiche comuni dei più diffusi cellulari, e cioè, l’analogico ETACS ed il digitale GSM.

Più in avanti dettaglieremo alcune loro caratteristiche peculiari.

 

La superficie geografica della nazione italiana è stata suddivisa in tante aree a forma di celle, di solito esagonali,

 

Da qui il nome di telefoni cellulari, con al centro una  SRB (Stazione Radio Base),  talora detta BTS (Base Transceiver Station), che ha il compito di collegarsi a mezzo di onde elettromagnetiche con i cellulari presenti nella sua area d’azione.  

Il singolo telefono cellulare è in collegamento via radio con la SRB più vicina, quella che si trova al centro della sua cella. 

La configurazione monocellulare, con SRB al centro, è usata molto nelle zone poco abitate e con celle molto grandi.

Nelle grandi città si preferisce invece la configurazione clover dove una SRB è posta all’incrocio fra tre celle, ed i gruppi di celle sono disposti come in figura.

Esempio di SRB in configurazione CLOVER montata su traliccio

Tante SRB disposte su celle adiacenti sono collegate di norma a stella con cavi in fibra ottica con un centro di servizio e commutazione digitale, detto MSC (Mobile service Switching Center) che ha il compito di ricevere le chiamate dei cellulari che le SRB gli inviano, e di commutarle, cioè inviarle alla RTN (Rete Telefonica Nazionale) o alla rete ISDN (Integrated Service Digital Network) cui sono collegati direttamente. 

Nel disegno qui accanto si vede un esempio di una MSC cui fanno capo 7 SRB in configurazione monocellulare ad essa collegate tramite fibra ottica

 

In questo modo ogni singolo cellulare può messere messo in collegamento con qualsiasi apparecchio telefonico della rete telefonica nazionale ma anche con qualsiasi altro cellulare o con un PC.

 

SISTEMA ETACS 900

Nato, come già detto, nel 1990, l’ETACS è un sistema radiomobile di seconda generazione di tipo analogico funzionante nella gamma dei 900 MHz precisamente:

 

890 – 915 MHz  in  UPLINK, cioè dal cellulare alla SRB  

935 – 960 MHz in DOWNLINK, cioè dalla SRB al cellulare.

 

Il sistema dispone quindi di una gamma di 25 MHz, in quanto:

915 – 890 = 25 MHz

che viene divisa in 1000 canali da 25 KHz.  

 

Non tutti i 1000 canali sono però utilizzati, in quanto le stesse frequenze sono condivise dallo standard GSM che occupa circa la metà della gamma di frequenze.

 

Alcuni di questi canali sono impiegati per la trasmissione vocale in modulazione di frequenza (FM), altri, invece sono di servizio e di controllo in modulazione digitale FSK.

 

È previsto che debba essere gradualmente sostituito dal GSM fino a scomparire dopo  il 2002.

 

SISTEMA GSM 

Questo è il primo sistema cellulare radiomobile completamente digitale che sia entrato in funzione in Italia.

 

I vantaggi del sistema GSM di tipo digitale sull’ETACS di tipo analogico sono molti, di questi, i principali sono i seguenti:

 

Possibilità di individuare e correggere gli errori di trasmissione via etere.

 

Quasi totale immunità ai disturbi, per cui la trasmissione è più pulita.

 

Ne discende la necessità di un minore rapporto segnale/disturbo (S/N) che comporta la possibilità di trasmettere con potenza inferiore e il riutilizzo delle frequenze a breve distanza e quindi, in ultima analisi, la possibilità di avere nello stesso territorio un maggior numero di utenti.

 

L’uso delle modulazioni digitali consente di utilizzare il sistema GSM, oltre che per le trasmissioni telefoniche, anche per la trasmissione dati, per il FAX, per il collegamento fra computer, con INTERNET e con le banche dati per realizzare un grandissimo numero di servizi.

 

Si garantisce la riservatezza delle trasmissioni telefoniche perché queste avvengono in codice e non in chiaro come nell’ETACS.    Pertanto se si intercetta la trasmissione di un ETACS, la si ascolta integralmente in chiaro, mentre se si intercetta la trasmissione di un GSM si ascolta solo una sequenza di bit codificati, senza alcun nesso logico apparente anche perché il codice è noto solo al trasmettitore e al ricevitore e la frequenza cambia continuamente.

 

Possibilità di personalizzare la scheda con la carta SIM (Subscriber Identity Module) in cui vengono memorizzati i dati del proprietario e che può essere utilizzata con qualsiasi altro cellulare di tipo GSM.

 

     

STRUTTURA DI UN CELLULARE

          SCHEMA A BLOCCHI 

 

APPROFONDIMENTI:

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO

POTENZE

DUAL BAND

FREQUENZE

WAP

UMTS

CODIFICA E TRAMA DEL GSM

DCS 1800

DECT