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I quaderni di
A cura di Alberto Mucci
Televisione e telefonini
quale integrazione?
a televisione diventa “digitale” (l’abbiamo illustrato su Telèma di
luglio/agosto 2004) e innesca nuovi, importanti cambiamenti nel
modo di comunicare, di essere informati. E con i cambiamenti sorgono interrogativi sui futuri scenari, su quali scelte verranno fatte dai molteplici soggetti della società.
Il punto di partenza è presto detto. Televisione, telefonini e Pc utilizzano oggi la stessa materia prima, il bit. Parlano, in altre parole, lo stesso
linguaggio. Si capiscono. Si scambiano informazioni e servizi.
Ci possiamo spiegare così: sono oggi disponibili apparecchi (il nome tecnico è decoder) che permettono la visione in digitale degli avvenimenti,
trasmessi dalle emittenti nazionali e locali, che hanno convertito i loro
impianti al digitale.
Fino ad oggi TV e telefonini hanno proceduto lungo strade diverse. Le
possibilità di sovrapposizioni diventano ora reali. Senza dimenticare che
molti gestori di telefonini hanno effettuato cospicui investimenti per avere la “diretta” di eventi cosiddetti “pregiati”(come le partite di calcio). Ed
oggi si trovano a dover respingere l’attacco anche involontario delle emittenti che trasmettono in digitale
Il “Quaderno” illustra, con testimonianze di esperti e tecnici, questi nuovi scenari. E richiama l’attenzione sui problemi che le innovazioni pongono. Problemi di natura normativa e problemi di natura economica (investimenti effettuati in certi settori). Con un interrogativo di particolare significato: l’incessante avanzamento tecnologico darà il tempo per affrontare con la dovuta attenzione i problemi indicati?
L
Supplemento al numero 222 di dicembre 2004/gennaio 2005
di
MEDIA DUEMILA
INDICE
La televisione mobile
Rischi ed opportunità di una convergenza per gli operatori TLC
Tecnologie Multicast/Broadcast per il Mercato del Video Mobile
Da “Zero a Settanta” in diciotto mesi
Convergenza fra reti radiomobili e reti televisive
Sistemi DVB per ricezione handheld
DVB-H: sì, no, ma, forse
La regolazione della TV nell'era digitale
DVB-H: opportunità per il broadcaster?
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Il Quaderno è stato realizzato dalla Fondazione Ugo Bordoni (Presidente il Prof.
Giordano Bruno Guerri, Direttore Generale il Consigliere Guido Salerno, Direttore delle
Ricerche l’Ing. Mario Frullone). Il coordinatore del Quaderno è stato l’Ing. Mario
Frullone. Hanno collaborato: Ermanno Berruto, Maria Rita Spada, WIND
Telecomunicazioni S.p.A.; Enrico Brancaccio, Damiano Inguaggiato, Ericsson
Telecomunicazioni S.p.A; Stefano Ciccotti, Rai Way; Valerio Zingarelli, Vodafone;
Marina Barbiroli, Franco Fuschini, Carmine Piersanti, D.E.I.S. Università di Bologna;
Alessandro Varini, Wireless Future S.r.l.; Michele Morganti, Siemens Mobile
Communications; Antongiulio Lombardi, H3G S.p.A; Marco Pellegrinato, Videotime S.p.a.
Sono usciti:
Le reti di telecomunicazioni diventano intelligenti
marzo 2003
Mentre viaggi lavori con Internet
aprile 2003
Come garantire sicurezza con lo sviluppo di Internet
maggio 2003
Le macchine che parlano
giugno 2003
Le macchine che capiscono
luglio-agosto 2003
Il progresso tecnologico fra brevetti e standard
settembre 2003
La rendicontazione? Automatica, ma…
ottobre 2003
Le nuove tecnologie fotoniche
novembre 2003
Il progetto Galileo sta diventando realtà
dicembre-gennaio 2004
Non confondere la biometrica con il “grande fratello
febbraio 2004
Dal call center al contact center
marzo 2004
La larga banda si diffonde cambia la vita della gente
aprile 2004
I campi elettromagnetici non sono più “sconosciuti”
maggio 2004
Anche l’Italia si dota di un organismo che certifica la sicurezza informatica
giugno 2004
Il digitale terrestre accende i motori
luglio-agosto 2004
Una sfida dell’Europa a 25: la molteplicità delle traduzioni
settembre 2004
Infomobilità: si può viaggiare rimanendo sempre informati
ottobre 2004
Il controllo dell’ambiente si attua mettendo a punto reti efficienti
novembre 2004
La televisione mobile
sorpresa per molti, il modello italiano di passagA
gio alla televisione digitale terrestre suscita sempre maggiore interesse in ambito internazionale. Nel
nostro paese, per la prima volta, si combinano tre tipologie di offerta commerciale il cui effetto complessivo è potenzialmente dirompente: una offerta di base
free-to-air, una seconda offerta di contenuti premium
in modalità pay-per-view e una terza offerta di servizi interattivi resi possibili dall’adozione spontanea ed
unanime da parte di tutti i soggetti del settore dello
standard MHP, una API (Application Programming
Interface) che garantisce l’interoperabilità delle
applicazioni software su tutti gli apparati domestici.
L’assenza di un canone di abbonamento mensile
e la presenza di contenuti premium (è nota a tutti l’acquisizione dei diritti del calcio da parte di alcuni fra
i principali broadcaster nazionali) promette di estendere, così come a suo tempo fecero le carte prepagate per il radiomobile, il mercato potenziale del digitale terrestre ben oltre il già significativo successo delle piattaforme televisive digitali via satellite.
Il buon successo della televisione digitale terrestre e il principio stesso della convergenza fra le tecnologie digitali non possono non stimolare qualche
domanda sugli effetti di tali fattori, se ne esistono,
su modalità e ritmi di penetrazione dei sistemi radiomobili di terza generazione in Italia. Le possibili interazioni o interferenze tra broadcaster e gestori di telefonia mobile devono essere individuate ed interpretate prima che altrove per due motivi mutuamente
collegati.
Il primo motivo deriva dalla data prevista per lo
switch-off dell’analogico, il 31 dicembre del 2006, che
conferisce un’ulteriore accelerazione ad un processo che in altri
paesi viene affrontato, almeno
per ora, su scala più contenuta
o su tempi più lunghi.
Il secondo motivo risiede
nella particolarissima presenza
della emittenza locale in Italia:
questa vivacissima ed eterogenea platea si sta oggi interrogando sul grande salto imposto dal Mario Frullone
digitale: trasformarsi a pieno
titolo in operatore di rete o limitarsi ad essere fornitore di contenuti, con una immediata presa di beneficio legata all’alienazione delle proprie risorse radio.
In una situazione in cui gli attuali canali televisivi moltiplicano la propria capacità è più opportuno ospitare o farsi ospitare? Il costo dei palinsesti, almeno quelli che vanno oltre i maghi e le pentole, spinge a guardarsi intorno per affittare ad altri le proprie risorse in
eccesso. E in questo panorama spunta e diventa solido e affidabile uno standard per la televisione mobile, il DVB-H.
C’è n’è abbastanza per spiegare l’attualità e la delicatezza di questo numero di Telema che, non potendo avere la pretesa di chiarire un quadro così complesso, intende porre le basi per un dibattito tecnico
ed economico di fondamentale importanza per il rilancio delle telecomunicazioni in Italia.
MARIO FRULLONE
Direttore delle Ricerche
Fondazione Ugo Bordoni
Rischi ed opportunità di una convergenza
per gli operatori TLC
adozione da parte dei broadcaster televisivi
L’
delle tecnologie del digitale terrestre si sta configurando come una vera e propria rivoluzione che,
da molte parti, è già stata paragonata alla nascita
di una nuova internet. Accanto alle nuove potenzialità esprimibili nel contesto del DVB-T occorre poter valutare in questo nuovo scenario tecnologico e di servizi avanzati a larga banda, l’impat-
Dicembre2004/Gennaio2005
to determinato dall’introduzione del “Mobile Television” (MTV, nel seguito), sia per quanto concerne le opportunità sia i rischi. Nel presente articolo, per analizzare questi aspetti, utilizzeremo un
approccio d’analisi quantistica, nel senso che partiremo dall’ipotesi iniziale che allo stato dell’arte,
si possa solo dichiarare la “neutralità” delle tecnologie a confronto e che solo il diverso peso asse-
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gnato ai fattori da cui dipende il sistema possa
modificare, a favore di uno o di un altro stato quantico, il sistema in questione per un suo consolidamento in termini di diffusione e ritorni. Questo
richiamo ad un modello proprio della fisica quantistica, ci permette di indicare come il sistema possa potenzialmente evolvere in varie direzioni e che
tecnologia e servizi, siano legati da vincoli di mutua
dipendenza determinati dalla risposta dell’utenza
finale che, in base a scelte, volontarie o indotte,
imporrà, sui grandi volumi, la modalità con cui i
servizi genericamente indicati con il termine Mobile TV potranno essere fruiti.
Lo scenario tecnologico
e i servizi dell’offerta MTV
Nel valutare gli aspetti riferiti ad un sistema nella
sua globalità, lo si osserva solo da un unico punto
di vista, in funzione dell’esperienza e del ruolo che
si riveste: nel caso della MTV, tre possibili “assi cartesiani” permettono di rappresentare il sistema in
base all’interpretazione che si può dare del servizio
lato utente finale, broadcaster e operatore di telecomunicazioni. Cercheremo quindi di analizzare il
sistema semplificando le condizioni al contorno ed
imporremo come condizione iniziale che la posizione del mercato sia “neutrale”: di conseguenza, le
nostre osservazioni si ricondurranno all’analisi di un
sistema a “due dimensioni” in cui i due possibili punti di riferimento sono rappresentati dalla visione di
tipo “broadcaster centrica” o “Operatore TLC centrica”: le modalità con cui erogare il servizio di MTV
possono essere diverse in funzione del livello di convergenza con i terminali mobili e della richiesta di
banda, dei livelli di copertura e delle modalità di convergenza attese per i servizi TLC e Televisivi. In sintesi, da broadcast ad unicast passando dal multicast,
in funzione del livello di “personalizzazione” dei servizi VAS erogati in vari ambiti: informazione, educazione, affari, intrattenimento, servizi telematici e
di supporto alla navigazione stradale e controllo degli
autoveicoli, fino a tutti quei servizi speciali pensati per la gestione della tele-medicina, gestione delle emergenze, monitoraggio. Rispetto a tale ambito di tipologia di servizi erogabili su piattaforme per
la MTV occorre trovare il miglior compromesso possibile fra la richiesta di mobilità e quella di banda
disponibile all’utente finale: il tutto mediato dalla
capacità di localizzazione o meno dell’utente finale richiesta dal servizio stesso - come viene evidenziato in Figura 1.
L’iniziale neutralità della scelta tecnologica decade in funzione di quanto descritto: confrontando il
sistema UMTS e quello DVB si può riscontare una
diversa capacità nel fornire i servizi che deve ovviamente esprimersi in un vincolo per l’operatore coinvolto nella propria scelta strategica. Tramite connettività broadcast, DVB-H fornisce contenuti e servizi multimediali ad utenti mobili con una disponibilità di banda teorica dell’ordine dei 15 Mbps. Nel caso
del sistema UMTS si deve considerare che è stato progettato per gestire traffico bidirezionale interattivo
a capacità ridotta (max 2Mbps per singola cella) con
struttura di rete formate da celle di piccola dimensione, ove la localizzazione del ricevente è di estrema importanza; l’uso della tecnologia UMTS consente nuovi scenari di erogazione del servizio di MTV
in cui occorre coordinare i fornitori di servizi interattivi su entrambi le reti DVB-H e UMTS in modo
che quest’ultima sia utilizzata sia come canale di ritorno, ma soprattutto per l’invio di informazioni personalizzate all’utente che ne fa richiesta durante la
fruizione della MTV. Per tale soluzione si possono
poi prospettare vari scenari di integrazione dove, in
modo progressivo, il controllo dell’utente (in termini di accesso, autorizzazione, e fatturazione) passi dall’area del “broadcaster” a quella dell’operatore TLC,
cioè da condizioni di assoluta mancanza di coordinamento, a livello di rete fra broadcaster e gestore
dei servizi interattivi, a quello dove è l’operatore di
TLC ad avere il controllo diretto su tutte le fasi. Possibili vantaggi da questo approccio ibrido si possono facilmente dedurre dalla Figura 2.
Le soluzioni tecniche
In funzione della modalità di erogazione del servizio, vengono nel seguito indicati i dettagli di mag-
Figura 1. Posizionamento delle tecnologie.
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I quaderni di
Televisione e telefonini quale integrazione?
Figura 2. Capacità di fornitura servizi.
gior interesse per la comprensione delle potenzialità delle diverse soluzioni disponibili.
L’approccio è dicotomico: dalla soluzione broadcast che privilegia la diffusione dei contenuti senza
alcuna suddivisone sui potenziali utenti, a patto che
posseggano il sistema di ricezione, a quello unicast
in cui i servizi sono modulati in funzione della localizzazione, della “profilazione” per età, interessi, qualità del servizio richiesta (tipica del mondo dei servizi mobili), passando per la condizione intermedia
del multicast dove la localizzazione e profilazione
non è di tipo “forte” cioè biunivoco, ma “debole”
in cui si realizzano condizioni di corrispondenza con
gruppi omogenei di utenza.
DVB-H: modalità Broadcast
Il sistema DVB-H, come già detto, è basato sullo
standard DVB-T: vengono aggiunte funzionalità
per supportare la gestione di terminali
“handled/portable e mobili” e permette la gestione di servizi basati sull’uso del protocollo IP. Il
DVB-H può condividere il multiplex del DVB-T
per l’erogazione di servizi: è quindi possibile erogare contenuti video in formato MPEG2. Si utilizza una rete di trasmissione ben consolidata in
cui è possibile, mediante schemi gerarchici, rendere prioritari gli stream in formato DVB-H. Dal
punto di vista del business model associato, si tratta ovviamente di formulare accordi ad hoc con i
singoli broadcaster che controllano la catena trasmissiva/distributiva. L’alternativa a questa soluzione è la creazione di reti DVB-H dedicate, il che
comporta investimenti di entità non trascurabile,
soprattutto rispetto al contesto storico attuale e al
grado di rischio ancora connesso al grado di penetrazione del servizio MTV.
UMTS: nuove opportunità
offerte
A livello UMTS, 3GPP ha affrontato il tema della distribuzione di servizi di Mobile TV, indicando due possibili schemi: il primo (previsto in Release 5), High Speed Downlink Packet Access
(HSDPA) permette un aumento del data rate nelle relazioni punto-punto; il secondo (previsto in
Release 6), Multimedia Broadcast / Multicast Service (MBMS) che consente una gestione ottimizzata dei collegamenti punto - multipunto per la
distribuzione di contenuti multimediali sia in
modalità broadcast sia multicast. Nel seguito vengono analizzate le caratteristiche introdotte.
Modalità Unicast - HSDPA
Permette l’evoluzione delle reti UMTS per fornire data rate e capacità più elevate (similmente a
quanto reso possibile da EDGE sulle reti 2G);
mediante l’utilizzo di modulazione di tipo adatta-
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tivo e nuovi schemi di codifica, sfruttando metodi di ritrasmissione veloce con gestione incrementale della ridondanza ed ottimizzata del fast packet scheduling, consente il raggiungimento di un
data rate reale di circa 10 Mbps. Tutti gli utenti
possono usare la medesima risorsa radio a condivisione di tempo e di codice.
Modalità Multicast - MBMS
Questa funzionalità costituirà un’interessante caratteristica di UMTS Release 6: lo standard prende in
esame due modalità. Il broadcast mode costituisce l’evoluzione del Cell Broadcast Service (CBS): è caratterizzato da una trasmissione unidirezionale puntomultipunto di contenuti multimediali da una singola sorgente a tutti gli utenti in una broadcast service
area. Il multicast mode è invece caratterizzato da una
trasmissione unidirezionale punto-multipunto di contenuti multimediali da una singola sorgente agli utenti appartenenti ad un gruppo multicast in una multicast service area. Quest’ultima modalità non va confusa con l’IP Multicast, definito in ambito IETF: pur
essendoci delle similitudini dal punto di vista funzionale, occorre considerare che l’MBMS Multicast
mode è stato definito con l’obiettivo di massimizzare l’efficienza sull’interfaccia radio e nell’utilizzo
delle risorse della rete mobile. Per raggiungere tale
obiettivo, sfrutta i meccanismi di “join/leave” dei
gruppi multicast in base ai meccanismi propri dell’IP multicast con cui è interoperabile.
Considerazioni di sintesi
Dalle caratteristiche tecnologiche disponibili,
emerge che nuove sinergie possibili si stanno proponendo nell’ambito dell’interazione fra operatori che storicamente hanno gestito competenze in
ambiti ben distinti sia sul piano fisico (frequenze,
modalità di accesso, tipologia di servizi) sia dei
modelli di mercato e delle conseguenti interazioni con il cliente fruitore. Riteniamo che, se da un
lato il contributo dei broadcaster sia fondamentale per la loro esperienza e disponibilità di contenuti - si veda la gestione dei diritti, i sistemi di
acquisizione live, la copertura del servizio in termini di copertura territoriale etc…, non possa essere sottostimata la capacità “culturale” degli operatori delle telecomunicazioni nella gestione mirata del rapporto con il cliente finale offrendo man
mano servizi sempre più ritagliati sulle esigenze
espresse dal richiedente, con vari gradi di profi-
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lazione dello stesso, sia per ciò che riguarda la localizzazione e/o le attese sulla classe di fruibilità dei
servizi stessi. Il campo dell’erogazione dei servizi
MTV potrebbe forse diventare di battaglia fra queste due visioni: questo non è auspicabile per nessuno né tanto meno per il sistema paese, che invece riceverebbe un interessante spinta verso nuove opportunità permesse nell’ambito del programma di gestione dei servizi a larga banda, in modo
indipendente dal grado di mobilità: dal residenziale, al nomadico, al mobile in senso vero e proprio. Come indicato, le soluzioni architetturali di
integrazione esistono e per propria natura sono
“neutre”; utilizzando ancora la metafora quantistica, la prima basata sul DVB-H ben si adatta a
scenari dove il servizio di MTV sia caratterizzato
da elevato grado di broadcasting e dia poca rilevanza alla possibilità di offrire servizi basati sulla
corretta localizzazione e profilazione dell’utente;
la scelta di avere una soluzione UMTS, basata su
HSDPA, permette invece un approccio diametralmente opposto consentendo l’erogazione di servizi unicast con un livello di localizzazione/profilazione “forte” dell’utente finale. In modo
intermedio si pone l’evoluzione basata su MBMS
che privilegia, in accordo con le modalità previste, la distribuzione multicast con un livello di localizzazione/profilazione “debole” dipendente dalla definizione del gruppo stesso di multicast. Il grado d’incertezza, legato alla caratterizzazione del
sistema di MTV nelle sue molteplici componenti, è determinato da quanto i diversi fattori, talvolta completamente antagonisti, possano giocare nella definizione del modello di mercato vincente.
Questa non può essere neutrale: sarà questa a
determinare il “salto quantico” che permetterà di
indirizzare la scelta del possibile modello di cooperazione che potrà favorire in modo asimmetrico
una tipologia di operatori a scapito di un’altra.
Sarà quindi fondamentale il ruolo che svolgeranno gli enti deputati alla regolamentazione che
dovranno consentire una normalizzazione che indirizzi un nuovo modello di cooperazione fra i vari
attori coinvolti per la definizione dei modelli che
favoriscano l’interoperabilità fra le società, che si
fanno carico dell’inserimento di tali tecnologie
emergenti, e più in generale favoriscano le prospettive di crescita basate sulle nuove opportunità di
infrastrutture e servizi per il sistema paese.
ERMANNO BERRUTO
E
MARIA RITA SPADA
WIND Telecomunicazioni S.p.A
I quaderni di
Tecnologie Multicast/Broadcast
per il Mercato del Video Mobile
Visione di mercato
cellulare e la televisione hanno sempre avuto un
Ihanno
evidente punto di contatto: entrambi gli oggetti
un display. Per la televisione questo elemenl
to è la parte per il tutto, agli occhi della persona comune lo schermo è l’essenza dell’apparecchio che si completa solo con il telecomando. Nel cellulare l’importanza del display segue a breve distanza quella della
parte audio, tuttavia la presenza costante del display
è l’elemento che per primo ha distinto il terminale
mobile da quello fisso, sempre considerando il punto di vista del normale utilizzatore.
Non era così strano quindi che, prima o poi, maturasse l’idea di offrire i contenuti video su quello schermo che portiamo perennemente in tasca. Infatti l’evoluzione delle tecnologie trasmissive e del terminale ha consentito a molti operatori di lanciare i primi
servizi di mobile-TV su reti GSM e UMTS.
I servizi oggi disponibili nel mondo 2G sono poco
più che sperimentali, mancando della possibilità di
servire i milioni di utenti potenzialmente interessati
al servizio. Anche sul 3G assistiamo ai primi passi nell’offerta di contenuti pensati per un “telespettatore”
che non è seduto in poltrona. Ecco quindi che le news
concentrate in pochi secondi iniziano timidamente
a sperimentare un linguaggio trasformato per il nuovo media.
Questi primi servizi ci consentono già di rilevare un buon interesse da parte dell’utenza: possiamo
cogliere un incoraggiante invito a continuare il miscuglio di TV e cellulare sul piano tecnologico e dei contenuti. Gli utenti si sono abituati a considerare il cellulare come qualcosa di diverso da un telefono senza filo e chiedono nuove funzionalità per soddisfare i bisogni sia di informazione che di intrattenimento. Ecco che al gioco Java o all’SMS informativo
segue il videoclip, in un mercato che accoglie favorevolmente l’innovazione nell’uso di un oggetto che
era nato solo per parlare ad occhi chiusi.
Tuttavia, oltre agli aspetti tecnologici che devono essere implementati per offrire il servizio a milioni di utenti contemporanei, ci confrontiamo ancora con due potenziali ostacoli sul cammino della
mobile-TV: il modello di business e il rapporto tra
trasporto e contenuto. Uscire dalla sperimentazio-
ne e passare al mass-market non è banale: molti aspetti chiave del business rischiano di essere sottovalutati di fronte all’innovazione data dalle figure che si
muovono sul terminale. Solo le lezioni già imparate su altre infrastrutture possono farci comprendere e superare le difficoltà dell’integrazione tra mondo dei media e mondo delle telecomunicazioni.
Il modello di business della televisione broadcast
è basato sulla pubblicità e non chiede denaro direttamente al telespettatore. È un modello consolidato, di grande successo, ma inadatto a sostenere gli
investimenti per la nascente mobile-TV. Internet è
stato precursore anche su questo piano, dimostrando in pratica che le aspettative di sostegno di business complessi solo attraverso la pubblicità possono facilmente andare deluse. D’altro canto se il cliente non percepisce un elevato valore nel contenuto
(pay-TV per la partita di calcio o per il film in prima visione) o nelle modalità di visione (sala cinematografica con grande schermo e audio surround) la
richiesta diretta di pagamento non sarà compresa
dal mercato.
Il confronto tra gli obiettivi di un broadcaster e
di un operatore mobile apre il più ampio problema
del rapporto tra il valore del servizio di trasporto e
il valore del contenuto. Si presenta il rischio che se
il mondo delle telecomunicazioni e quello dei media
non agiscono concordemente per aprire questo nuovo mercato si arrivi facilmente ad una situazione di
stallo che sottrae valore sia alla rete che al contenuto.
La soluzione ad ambo i problemi risiede nella
percezione di valore che il cliente deve avere. Un
valore che può essere determinato dall’aderenza del
contenuto alle proprie esigenze informative o di
intrattenimento, dalla disponibilità ovunque del servizio e dalla generale gradevolezza di passare un po’
di tempo a fissare lo schermino.
È facile quindi prevedere che i contenuti della
mobile-TV saranno diversi da quelli tradizionali, perché il contesto in cui avviene la fruizione del contenuto non è il solito divano ma anche perché la tecnologia apre uno scenario di integrazione tra media
che rivoluziona il contenuto. Infatti con la televisione abbiamo una limitata interattività solo ricorrendo ad altri oggetti, ad esempio il televoto richiede
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Tecnologie Multicast/Broadcast per il Mercato del Video Mobile
Figura 3
il telefono fisso o Internet mentre nel mobile tutte
le funzionalità necessarie alla bidirezionalità sono già
integrate. Ne consegue che il contenuto può e deve
modificarsi nella durata, nel linguaggio, nella forma, nel livello di interattività e di personalizzazione, in modo da riempire il nuovo canale nel modo
più efficace per l’utente mobile, ovunque sitrovi.
Sappiamo che “ammazzare il tempo” è una “killer application” per cui esiste una disponibilità di
spesa. Ora non resta che alzare il sipario e lasciare
che lo spettacolo cominci.
Tecnologia
La fruizione di contenuti video su terminali mobili pone sfide tecnologiche diverse rispetto a quelle
relative alla televisione terrestre. Per rispondere a
queste sfide sono state ad oggi sviluppate due tecnologie applicabili al mercato Italiano:
1. L’MBMS (Multimedia Broadcast Multicast Service), definito in ambito 3GPP. Si tratta di un servizio portante in grado di ottimizzare la trasmissione di contenuti di tipo streaming e dowload in modalità Broadcast o Multicast sia per l’accesso
GSM/EDGE che per quello UMTS.
2. Il DVB-H, sostanzialmente una risposta del DVB
Forum all’UMTS. Tale tecnologia fa largo
riuso del DVB-T (il riferimento per il Digitale Terrestre in Italia) e cerca di risolvere le problematiche di consumo delle batterie e di progettazione d’antenna che il DVB-T pone ad
un terminale mobile.
utenti in mobilità. Già il mondo Internet/IP prevedeva delle tecniche per
l’ottimizzazione delle propagazione
dei flussi verso i recevitori. L’MBMS ha
adattato le idee ed i relativi protocolli
d’utente (IGMP/MLD) alle esigenze
delle reti 3GPP.
Si consideri inoltre che la dimensione del video di un terminale mobile riduce, rispetto alla TV digitale, le
necessità di banda necessaria ad una
visione di buona qualità per l’utente:
la ricerca Ericsson ha dimostrato, per
esempio, come buoni risultati possono essere ottenuti, pure con immagini in movimento, con
36 kbps e con l’uso di opportune codifiche video
(cioè l’H.264). Non esiste un valore ottimale unico:
valori più alti devono essere realizzabili in base ai
requisiti del servizio. Esiste però la necessità di una
tecnologia che possa scalare verso il basso per ottimizzare al meglio l’utilizzo delle risorse spettrali.
L’MBMS, come evoluzione della tecnologia
GSM/UMTS, ovviamente soddisfa la scalabilità
sopra considerata ed aggiunge una serie di ottimizzazioni che, basate sulla conoscenza della posizione dell’utente, permettono di ridurre al minimo indispensabile l’utilizzo della rete.
Ciò è illustrato nella figura 3 qui sotto riportata:
I flussi tra i vari nodi di rete non sono replicati.
Nel caso più utenti di una stessa cella richiedano lo stesso contenuto, le risorse vengono riutilizzate, minimizzando gerarchicamente le necessità trasmissive.
La rete radio, in funzione delle tecnologia d’accesso (cioè GSM/EDGE o UMTS), utilizza i
canali radio migliori dal punto di vista del miglior
utilizzo dello spettro in funzione del numero di
utenti presenti nella cella.
Solitamente, sull’interfaccia radio sono assegnate
risorse dedicate per le comunicazioni punto punto e
MBMS
Rispetto alle modalità tradizionali di trasmissione su una rete radio, l’MBMBS introduce una
nuova modalità: il Multicasting, cioè la gestione dell’invio del contenuto ad un gruppo di
Figura 4.
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I quaderni di
Figura 4.
risorse comuni per quelle in broadcast. Senza
l’MBMS, la realizzazione di multicasting con risorse
dedicate pone un evidente problema di utilizzo della
capacità della cella al crescere del numero d’utenti.
L’MBMS dal punto di vista radio ha sviluppato
una serie di tecniche, che, al crescere dei ricevitori
nella cella, garantiscono un utilizzo più efficiente delle risorse sia dedicate che comuni:
Per l’UMTS, si utilizzano inizialmente risorse dedicate (sfruttando cioè le capacità adattative della
risorsa del canale dedicato) e, quando il guadagno
di potenza lo giustifica, si passa alla risorsa comune (canale FACH). In aggiunta questo canale
comune è stato ottimizzato rispetto al normale utilizzo che se fa per la segnalazione radio d’utente:
ciò avviene attraverso tecniche che permettono di
combinare i contributi trasmessi in contemporanea dalle stazioni radio visibili dal ricevitore. Grazie ad L1 (rake+soft) ed L2 (selective/RLC) combining si ottengono notevoli risparmi della potenza richiesta ai trasmettitori.
Per il GSM/EDGE, si utilizza sin dall’inizio un canale comune. Tutti i ricevitori ricevono lo stesso segnale e trasmettono, su un canale comune di ritorno
(PDAN, Packet Data ACK/NACK), il
riscontro/non riscontro alla corretta ricezione per
permettere al trasmettitore di ritrasmettere i blocchi non ricevuti. Il meccanismo è limitato dal cre-
scere del numero di ricevitori: al superamento della soglia di 16 ricevitori il contenuto viene sempre
inviato su un canale comune, ma ripetuto un numero di volte predefinito e configurabile (Blind block
ripetition, cioè senza il feedback dei terminali).
DVB-H
Il DVB-H, dove H sta per Handheld, cioè terminale
palmare, nasce per assicurare un forte ruolo al DVB
nella convergenza verso il mobile.
Riutilizza le specifiche fisiche del DVB-H, aggiungendo il ‘time slicing’, per ridurre i consumi e l’uso di
Forward Error Code per irrobustire la ricezione (cioè
per permettere la ricezione in mobilità veloce, o aumentare la penetrazione negli edifici).
Inoltre il tipo di modulazione utilizzata (4K) permette l’utilizzo di una sola antenna in reti DVB a singola frequenza di medie/grandi dimensioni.
È da notare che il DVB-H, dal punto di vista tecnologico, potrebbe utilizzare le stesse infrastrutture già
realizzate per la diffusione del segnale DVB-T, ma i criteri di pianificazione di rete delle due tecnologie sono
diversi in quanto il DVB-T, grazie al rilegamento al sistema d’antenna sul tetto, progetta una copertura outdoor,
mentre il DVB-H richiede una copertura simile a quella delle reti mobili. Sono quindi da prevedere significativi investimenti per giungere alle coperture necessarie.
Un altro aspetto da non sottovalutare è che il DVBH deve trovare il suo spazio nello spettro assegnato ai
broadcaster: l’affollamento delle frequenze legato alla
convivenza di analogico e digitale prima del digital
switch e la competizione della TV ad alta definizione
potrebbero creare un altro elemento di difficoltà.
Figura 5.
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Considerazioni sulle tecnologie
DVB-H è una tecnologia nata per i broadcaster mentre MBMS ottimizza una rete di telecomunicazioni
alla diffusione di contenuti di broadcasting.
È chiaro dalla figura come DVB-H ed MBMS si
pongano in antitesi per la personalizzazione del servizio. Entrambe le tecnologie sono adatte alla diffusione di contenuti a vasti gruppi d’utente, ma l’MBMS
trova il suo punto di forza nell’essere un’evoluzione
del UMTS/GSM, e quindi nel non richiedere né nuove allocazioni di frequenza né nuove infrastrutture né
nuovo hardware specifico sul terminale.
In più l’MBMS è destinato a beneficiare di quella che sarà la naturale evoluzione in prestazione del
3GPP (si noti ad esempio come i 384 kbps del primo UMTS commerciale stiano diventando i Mbps
dell’HSPDA).
È chiaro inoltre che la disponibilità dell’MBMS
riduce i campi in cui l’applicabilità dell’DVB-H è conveniente.
Conclusioni
L’MBMS, come sviluppato dal 3GPP, abilita la rete
degli operatori mobili alla diffusione efficace dei contenuti della industria dei media, permettendo l’interazione e quindi una relazione uno ad uno con l’utente.
Ericsson ha, con il resto dell’industria mobile, standardizzato la relativa tecnologia. Ericsson fornirà prodotti in questa tecnologia dal 2006.
ENRICO BRANCACCIO
DAMIANO INGUAGGIATO
Ericsson Telecomunicazioni S.p.A.
iciotto mesi: questo è il tempo impiegato da
Rai Way per realizzare la più importante evoD
luzione tecnologica della RAI dopo l’avvento della televisione a colori.
Diciotto mesi di intenso lavoro per realizzare
dal nulla due nuove reti di diffusione televisiva, in
tecnica digitale, in grado di raggiungere il 70% della popolazione alla fine di quest’anno.
Un risultato degno dei migliori start-up avvenuti nel mondo delle telecomunicazioni negli ultimi
anni, che ha visto il contributo di centinaia di ingegneri e tecnici, coinvolti in un grande progetto di rinnovamento del sistema radiotelevisivo del Paese.
Benché le prime sperimentazioni di reale diffusione di segnali DTT siano iniziate nel 2000, il 2003
è stato l’anno in cui si è concentrato il massimo sforzo, dapprima creativo e poi, a partire dal secondo
semestre, operativo. Rai Way è stata innanzitutto
impegnata nel fornire alla Capogruppo il know-how
necessario alla identificazione, valutazione e validazione delle risorse frequenziali da acquisire sul mercato per poter attivare i nuovi impianti.
I migliori esperti nel campo della pianificazione radioelettrica e della misura sul campo dei segnali hanno cooperato per valutare tutti gli aspetti fondamentali nell’uso delle frequenze da acquisire: dalla reale consistenza degli impianti alla verifica pun-
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tuale della qualità del servizio offerto in tecnica analogica, alle reali potenzialità esprimibili al momento della conversione in digitale.
Nel frattempo, ingegneri e tecnici approntavano
i nuovi capitolati tecnici, sia di rete che di singolo apparato, necessari alla selezione dei migliori fornitori di
tecnologia cui affidare la realizzazione delle reti.
È stata adottata una particolare metodologia di
progettazione delle reti, che ha riguardato non solo
il segmento della diffusione terrestre, ma anche ponti radio, segmento spaziale, hub di generazione dei
multiplex, sistemi di controllo, infrastrutture civili.
Si è trattato di un approccio altamente “flessibile”,
in grado cioè di affrontare e risolvere immediatamente con soluzioni sempre di qualità tutti i problemi che
abbiamo trovato sul campo, e che sempre si incontrano quando si passa da reti “teoriche” a reti reali.
Questo enorme sforzo produttivo ha permesso al gruppo RAI di dotarsi, in non più di sei mesi
dall’effettivo avvio operativo delle nostre attività,
di due reti complete in grado di raggiungere con
due multiplex DTT il 50% della popolazione entro
la ormai storica data del 31 dicembre 2003. Oggi
siamo chiamati a raggiungere il nostro nuovo obiettivo: estendere le reti DTT al 70% della popolazione entro la fine di quest’anno.
Rispetto all’estate del 2003, mettiamo in cam-
I quaderni di
po una maggiore esperienza, supportata certamente da migliori capacità pianificatorie e, in alcuni casi,
migliori soluzioni tecniche, ma soprattutto quell’immutabile entusiasmo che ogni persona impegnata
in Rai Way mette nel proprio lavoro.
Nei prossimi anni, poi, saremo chiamati ad
affrontare la sfida più importante: convertire l’intero sistema televisivo in digitale, consentendo lo
spegnimento completo delle reti analogiche.
Passare da “Zero a Settanta” è stato difficile,
andare da “Settanta a Cento” lo sarà ancora di più.
Ma non è impossibile, e sono certo che riusciremo
a centrare anche questo obiettivo.
STEFANO CICCOTTI
Amministratore Delegato Rai Way
Convergenza fra reti radiomobili
e reti televisive
Stato della tecnologia e
prospettive di convergenza
l grande sviluppo delle reti cellulari, avvenuto a parIsistema
tire dalla metà degli anni ‘90 con la diffusione del
GSM, ha portato ad una copertura cellulare
estremamente estesa e capillare in tutta Europa. Negli
ultimi tempi gli operatori hanno affiancato ai servizi di
base (quali telefonia vocale ed SMS) tutta una serie di
servizi multimediali. Tutti i principali operatori offrono dei servizi streaming. Questi ultimi presentano tuttavia alcuni svantaggi, legati in particolare alla limitata disponibilità di bande che pone un limite al numero di utenti servibili nella cella.
In parallelo alle reti radiomobili, vi sono le reti broadcasting che trasmettono contenuti televisivi; fra esse e
le reti cellulari non c’è alcuna sovrapposizione, nel senso che le infrastrutture sono completamente separate
ed indipendenti. Anche la televisione (dapprima analogica, di recente anche digitale) ha una copertura capillare del territorio, ma per le proprie caratteristiche esse
richiede un numero di installazioni notevolmente inferiore a quella delle reti cellulari.
Si nota come vi sia una sovrapposizione fra le infrastrutture delle reti cellulari e broadcasting, mentre d’altra parte i servizi offerti tendono a convergere. Se da
un lato, come si è visto, la telefonia cellulare si sta aprendo a servizi multimediali, con contenuti audiovisivi che
non sono dissimili da quelli tradizionalmente televisivi, d’altro canto la televisione sta muovendo i primi passi verso l’interattività (ad esempio, aumentano i programmi che consentono il televoto o che promuovono sondaggi in diretta fra i telespettatori).
Per il prossimo futuro è lecito attendersi un aumen-
to di questa interattività, che favorirà lo scambio bidirezionale di informazioni fra l’utente e la rete e, per tramite di quest’ultima, i fornitori di servizi e di contenuti.
Effettivamente in Europa vi sono già da molto tempo delle attività relative ai contenuti video. Questi possono essere trasmessi in modalità streaming, che è una
trasmissione quasi in tempo reale di contenuti video che
richiede una bufferizzazione, ovvero una memorizzazione di alcuni secondi prima di poter vedere il contenuto, oppure si può effettuare il video download che vuol
dire ricevere in background un contenuto televisivo,
memorizzarlo e poi rivederlo quando il cliente vuole.
Questi servizi vengono attualmente forniti tramite
GPRS e tramite UMTS, il quale sta proprio adesso
cominciando a prendere piede. Un problema da risolvere per questi sistemi è la banda limitata, che comporta una qualità del video inferiore a quella a cui l’utenza
televisiva è abituata. Sempre legato alla banda disponibile è il problema della capacità: si assiste rapidamente
ad una saturazione del numero di clienti che possono
essere contemporaneamente serviti in una data cella.
Per ovviare a questi problemi esistono fondamentalmente due soluzioni, la prima delle quali rimane in
ambito strettamente legato allo standard UMTS. Si tratta della tecnica MBMS (Multimedia Broadcast/Multicast Service) che è una modalità di trasmissione punto-multipunto particolarmente indicata per la trasmissione di contenuti multimediali. Questa soluzione rimane nell’ambito dello standard UMTS e si appoggia alle
infrastrutture di rete degli operatori radiomobili.
Parallelamente vi è però l’opportunità di interlavorare con le future reti terrestri televisive, in tecnologia
digitale televisiva, soprattutto in prospettiva futura.
83
Figura 7. Costo di un canale a 128 Kbit/s.
Questo consentirebbe, oltre ad un miglioramento
della qualità dell’immagine, la possibilità di servire un
numero maggiore di clienti nell’area di servizio, con
ovvia riduzione dei costi da parte dell’operatore.
Si veda a questo proposito la Figura 7, dove viene
mostrato il costo per fornire un canale da 128 Kbit/s,
che può essere considerata come la velocità minima per
poter avere dei servizi video di buona qualità. Dalla figura si nota come il GPRS, oltre ad avere un limite di capacità abbastanza stringente, vede aumentare rapidamente i costi associati al singolo canale. La curva successiva, riferita allo streaming UMTS tradizionale punto-punto (questa tecnica è detta anche Unicast) mostra un
miglioramento sia in termini di capacità che di costo,
che può essere ulteriormente accentuato passando alla
tecnologia MBMS che consente come detto trasmissioni punto-multipunto (o multicast).
Nello stesso grafico viene tuttavia evidenziato come
una tecnologia broadcast tradizionale abbia un costo
per canale indipendente dal numero di utenti serviti e
di celle in cui viene offerto il servizio. Per cui, una volta che il traffico superi una certa soglia che consente
di recuperare l’investimento iniziale (i punti di pareggio, evidenziati in figura con il termine inglese “breakeven”), l’utilizzo di una tecnologia televisiva tradizionale risulta sempre più conveniente delle tecnologie
alternative basate su standard e reti radiomobili. Questa è una delle ragioni fondamentali che spingono gli
operatori radiomobili a cercare la convergenza con le
reti televisive.
Evoluzione e stato dell’arte della
televisione digitale in Europa
La televisione digitale in Europa è basata sullo standard
84
DVB (Digital Video Broadcasting) ed in particolare sulla versione DVB-T del suddetto, dove T sta per “Terrestrial”. Sebbene sia teoricamente possibile utilizzare questa tecnologia per fornire servizi anche ad utenti in movimento, essa presenta dei problemi di difficile soluzione legati in particolare alla protezione del canale ed al consumo della batteria.
Per tale ragione è stata sviluppata la variante DVBH, dove H sta per “Handheld”, che grazie ad alcuni
accorgimenti tecnici (quali il “time slicing, il cosiddetto “modo 4K”, ed i codici a correzione d’errore) che
consente di garantire una buona qualità anche ad utenti in movimento dotati di terminale mobile. I due standard possono anche coesistere sullo stesso multiplex,
riservando parte della capacità trasmissiva ai segnali
DVB-H.
Tuttavia va osservato come le infrastrutture attuali e quelle già pianificate per il prossimo futuro siano
dimensionate in base alle esigenze della versione terrestre, che prevede un’antenna ricevente posta sul tetto delle abitazioni, e quindi non sono sufficienti per una
copertura capillare delle aree urbane, in particolare
all’interno di edifici. Occorre pertanto valutare quanti nuovi siti, e quali, siano necessari per poter fornire
una completa copertura DVB-H.
Un altro punto da considerare è la capacità dei sistemi DVB, in particolare per quanto riguarda il canale
di ritorno. La banda di 8 MHz consente una velocità
di trasmissione aggregata tra i 10 ed i 15 Mbit/s: questa può essere considerata troppo piccola per garantire dei canali di ritorno individuali già quando il numero di clienti serviti supera il centinaio. Questo è un fatto da valutare attentamente quando si vuole introdurre una forte interattività tra il cliente e la rete. Questo
problema può essere affrontato ricorrendo all’architet-
I quaderni di
tura cellulare tipica delle reti radiomobili, le quali suddividono l’area di servizio in piccole zone dette celle e
quindi riescono a gestire, tramite il concetto di copertura cellulare, una quantità di clienti elevata semplicemente aumentando il numero di celle dispiegate sul
campo, ovvero riducendo il raggio delle stesse.
Per quanto riguarda i costruttori, va segnalato che
alcuni di essi (in particolare Nokia e Samsung) sono particolarmente attivi nel proporre la ricezione televisiva
come feature dei terminali mobili di prossima produzione. I primi prototipi di telefoni mobili in grado di
supportare anche un ricevitore televisivo sono attesi per
la fine dell’anno (oltre alle già citate Nokia e Samsung,
sono attese anche Siemens e NEC), mentre sono in arrivo anche i chipset DVB-H (i principali fornitori sono
Sony e Philips).
Le prospettive di mercato sono incoraggianti, come
dimostra il fatto che in soli tre mesi in Giappone sono
stati venduti da Vodafone oltre 250.000 terminali mobili, prodotti da NEC, dotati di un semplice ricevitore
televisivo analogico. La diffusione dei servizi streaming
forniti dagli operatori mobili è un’ulteriore conferma
dell’interesse da parte degli utenti per la ricezione di
contenuti video su terminale mobile.
Possibili scenari e strategie di
convergenza
Per quanto riguarda il gruppo Vodafone, la sua iniziativa parte innanzi tutto da un’attenta analisi del cosiddetto “ecosistema del business” considerando le
potenzialità del mercato, la struttura dei costi e quindi i potenziali ricavi, i concorrenti nei vari tipi di sce-
nario, e anche i nuovi attori che intervengono in questo campo come, ad esempio, i portali di tutte le aziende legate al mondo Internet.
Pertanto una prima area di valutazione è quella dei
contenuti, a cui sono legate le questioni relative ai diritti: da queste considerazioni si può arrivare a definire
il modello dei ricavi. Ovviamente, un’altra area fondamentale è quella delle tecnologie, degli standard, delle infrastrutture sia per quanto riguarda i terminali sia
per quanto riguarda le reti. Infine occorre tenere d’occhio l’aspetto regolamentare per quanto riguarda le
modalità di assegnazione delle licenze, l’allocazione dello spettro ed i vincoli di copertura.
Le relazioni fra costruttori di terminali, emittenti televisive ed operatori radiomobili sono schematizzato in
figura 8.
In figura viene evidenziato il principale vantaggio
per gli operatori mobili, ovvero la disponibilità di servizi di telecomunicazione sicuri e di meccanismi di tariffazione affidabili. Il tipico modello di ricavi dell’operatore mobile prevede una tariffazione basata sugli eventi (ad esempio, l’invio di un SMS) e/o sul valore dei contenuti (per l’accesso a servizi a valore aggiunto). D’altro canto, il principale problema per gli operatori è costituito dalla scarsità dello spettro, e di conseguenza della bit rate disponibile, che non è adeguata alla fornitura di segnali televisivi ad alta qualità.
Per quanto riguarda le emittenti televisive, in figura si mette in risalto il fatto che esse vedono in queste
iniziative la possibilità di aumentare l’estensione del bacino d’utenza dei loro programmi. Inoltre, finora i programmi televisivi sono stati dotati di un’interattività
alquanto limitata, per la mancanza di canali di ritorno
Figura 8. La spinta tecnologica verso la convergenza industriale:
una sfida strategica per gli operatori.
85
di adeguata capacità. Il modello di business delle televisioni commerciali è essenzialmente basato su una trasmissione gratuita, mentre i ricavi vengono dalla raccolta pubblicitaria: questo modello è in pratica l’opposto di quello utilizzato dagli operatori radiomobili.
La figura mostra come, a partire dalla convergenza fra i due “mondi” - televisivo e radiomobile - favorita dalla disponibilità di nuovi terminali che combinano le caratteristiche di entrambi i “mondi”, gli operatori sono posti davanti ad una sfida strategica: ovvero preparare il mercato ad accogliere i nuovi servizi multimediali ed essere pronti a cogliere le opportunità che
nasceranno di conseguenza.
Scenari di mercato e strategie per
gli operatori mobili
In figura 9 si individuano tre possibili scenari di mercato.
1.
Il cosiddetto Scenario integrativo, dove gli
operatori radiomobili ed i fornitori di contenuti si alleano per creare una piattaforma di servizi ibrida. questo
è chiaramente lo scenario più positivo per gli operatori radiomobili, che sono coinvolti in ogni passo della catena del valore, come mostrato in figura;
2.
Lo Scenario di bypass, dove non vi è la convergenza e nemmeno vi sono accordi strategici di collaborazione fra emittenti televisive ed operatori radiomobili. In questo caso i broadcaster realizzano la loro rete indipendentemente dagli operatori cellulari e l’interattività è minimizzata. Il vantaggio per gli
operatori radiomobili è minimo, e gli
unici guadagni derivano dal traffico
telefonico generato dagli utenti che usano il telefono cellulare per avere il canale di ritorno verso il fornitore di servizi televisivi: l’operatore radiomobile si
limita a fornire una “bit pipe”.
3.
Il terzo scenario, ovvero il
Market Flop, è chiaramente il peggiore per tutti: esso si realizza se i servizi
di questo tipo non suscitano un interesse consistente nei potenziali clienti,
diventando di fatto privi di valore commerciale.
Ovviamente, il primo scenario è l’unico che presenta un vero interesse per
gli operatori radiomobili, e le considerazioni seguenti vengono svolte ipotizzando che esso si realizzi, arrivando ad
accordi di convergenza e di collabora-
zione con le reti televisive. All’interno del gruppo Vodafone sono state individuate tre strategie fondamentali
per la fornitura di servizi televisivi, che vengono mostrate in Figura 4.
La prima strategia è detta broadcast video content
on mobile: in essa l’operatore radiomobile utilizza
la propria infrastruttura cellulare per trasmettere contenuti video con la già menzionata tecnologia
MBMS. Al fine di non sovraccaricare la rete UMTS
con contenuti di questo tipo a scapito dei servizi di
telecomunicazione tradizionali, gli operatori potranno utilizzare la tecnologia MBMS su frequenze televisive, naturalmente laddove questo sia consentito
dalle normative.
La seconda strategia, basata sull’utilizzo di canali
televisivi digitali esterni, richiede una forte collaborazione ed interazione fra le infrastrutture radiomobili e quelle dei broadcaster: essa si può realizzare
mediante alleanze oppure mediante l’affitto di frequenze. In questa strategia rimangono due reti parallele a connotazioni marcatamente distinte, una rete
UMTS per il radiomobile ed una per i contenuti televisivi che utilizza la tecnologia DVB-H.
La terza strategia, denominata televisione mobile,
è quella in cui l’operatore radiomobile costruisce una
propria infrastruttura DVB-H, separata dalla sua rete
cellulare, diventando esso stesso un operatore televisivo. Anche in questo caso le due reti restano com-
Figura 9. Scenari di mercato per i servizi di televisione mobile.
86
I quaderni di
pletamente separate, basandosi sulle due tecnologie UMTS e DVB-H per i servizi di telecomunicazione e televisivi rispettivamente.
Scenari tecnologici per la
convergenza
Le tre strategie illustrate nel paragrafo precedente possono essere a loro volta assegnate a quattro potenziali scenari tecnologici, come evidenziato sempre in figura 10.
I quattro scenari tecnologici per la convergenza sono:
1. Integrazione a livello di terminale
2. UMTS utilizzato come canale di ritorno per
l’integrazione (per la Strategia 2)
3. Fornitura di contenuti e servizi DVB mediante l’UMTS (per la Strategia 1)
4. Integrazione della rete UMTS con un downlink DVB (per la Strategia 3)
L’emergere di uno o l’altro di questi scenari dipenderà da vari fattori quali:
opportunità di business;
aspetti tecnici (copertura, QoS, complessità e costo
dei terminali);
aspetti normativi.
La prima soluzione tecnologica, mostrata in figura 11, non prevede la collaborazione fra i broadcaster
e gli operatori radiomobili, che realizzano separatamente le proprie infrastrutture. Gli utenti ricevono programmi televisivi di tipo tradizionale su un terminale mobile dotato di questa funzionalità supplementare. È uno
scenario critico per l’operatore radiomobile che
potrebbe essere in gran parte tagliato fuori dal mercato, venendo relegato ad un ruolo marginale. I suoi ricavi, infatti, deriverebbero esclusivamente dall’eventuale traffico supplementare generato grazie ai programmi televisivi (ad esempio, votazioni mediante SMS).
Lo scenario 2, mostrato in figura 12, prevede una
forte interazione fra l’infrastruttura del broadcaster, nella parte alta del disegno, il quale trasmette in tecnolo-
Figura 10. Strategie per la fornitura di servizi
di televisione mobile.
gia DVB-H (o eventualmente DVB-T) e la rete cellulare utilizzata per il canale di ritorno per fornire l’interattività ai programmi.
Il requisito fondamentale dei primi due scenari è
la necessità di avere terminali “doppio standard, doppia banda”, ovvero deve essere in grado di funzionare sia come normale telefono UMTS che come ricevitore DVB-H, ovviamente operando nelle rispettive bande di frequenza.
Nel terzo scenario, mostrato in figura 13, l’operatore fa totalmente a meno delle infrastrutture dei broadcaster perché trasmette i contenuti televisivi in MBMS.
In questo caso si utilizzano esclusivamente le infrastrutture dell’operatore cellulare, con l’unica variante della trasmissione dei contenuti con tecnologia MBMS ma
a frequenze televisive, laddove le normative lo consentano. Quest’ultimo punto è ancora da risolvere nella
maggior parte dei Paesi.
Il contenuto dei programmi televisivi deve essere transcodificato ad una bit rate più bassa, poiché
Figura 11. Scenario 1: integrazione a livello di terminale
87
Figura 12. Scenario 2: UMTS utilizzato come canale di ritorno per l’integrazione.
la bit rate del canale Broadcast dell’UMTS è limitata a 128 Kbit/s.
Un vantaggio di questo scenario è che è sufficiente un terminale a singolo standard, con risparmio sia
in termini di dimensioni, peso e consumo della batteria che in termini di costo; occorre solo che il terminale sia in grado di funzionare nelle due bande di
frequenza, UMTS e DVB.
Nel quarto scenario, mostrato in figura 14, l’operatore installa nelle sue stazioni base anche dei trasmettitori DVB-H. Considerate le differenze fra le due tecnologie (in particolare, la diversa gamma di frequenze) la copertura DVB-H sarà maggiore di quella
UMTS, quindi sarà necessario installare dei trasmettitori DVB-H solo in un sottoinsieme delle stazioni
base UMTS.
Come si vede in figura, un fornitore di servizi e contenuti (ad esempio, un ISP) utilizza parte di un multiplex DVB-H ed invia i contenuti all’operatore cellulare, che li irradia utilizzando la propria infrastruttura DVB-H. I punti aperti da risolvere per mettere
in pratica questo scenario riguardano gli aspetti regolamentari per l’acquisizione delle autorizzazioni di operatore di rete DVB e l’impatto tecnico richiesto dalla costruzione di una rete DVB parallela a quella
UMTS.
Dal punto di vista dell’operatore UMTS questo è
lo scenario che sfrutta al massimo le infrastrutture già
esistenti. Ovviamente, in questo caso il terminale deve
essere nuovamente doppio standard, doppia banda.
Sperimentazioni in atto in Europa
e nel resto del mondo
Nel seguito si parlerà diffusamente del progetto pilota BMCO, ma vanno ricordate anche altre sperimentazioni attualmente in corso di lancio. In particolare,
parte proprio in questi giorni un’esperienza di sperimentazione a Helsinki, che vede coinvolti Nokia, gli
operatori Radiolinja e Telia Sonera ed alcune emittenti finlandesi. Ulteriori contributi alla convergenza sono
attesi da altre aree geografiche, in particolare dal Giappone e dagli Stati Uniti.
La Germania è particolarmente avanzata per quanto riguarda le iniziative legate alla televisione digitale: in particolare a Berlino vi è già un multiplex DVBH in funzione, mentre in altri Stati tedeschi già da quest’anno verranno messe a disposizione delle frequenze per sperimentare applicazioni DVB-H.
Tornando al progetto BMCO, nel seguito si illustreranno alcuni risultati della sua ricerca di mercato. La prima fase del progetto, durata oltre un anno,
si è conclusa di recente. Oltre a Vodafone, nella sperimentazione sono stati coinvolti dei costruttori come
Nokia e Philips, dei fornitori di contenuti televisivi
come Universal Studios, Eurosport, N24 ed altre emit-
Figura 13. Scenario 3: Fornitura di contenuti e servizi DVB mediante l’UMTS.
88
I quaderni di
Figura 14. Scenario 4: Integrazione della rete UMTS con un downlink DVB.
tenti tedesche, nonché la città di Berlino che ha partecipato direttamente a questo lavoro.
La sperimentazione ha visto la costituzione di una
piattaforma ibrida per la fornitura di servizi (figura 15)
ad utenti amici dotati di terminali mobili, al fine di valutare la catena del valore e ricavare il modello di business più appropriato. Oggetto della sperimentazione
era anche l’individuazione dei formati di presentazione dei contenuti televisivi ad utenti dotati di terminali mobili. In figura 15 sono evidenziati il ruolo degli operatori di rete radiomobile e di rete televisiva, che si interfacciano da una parte con i fornitori di servizi e contenuti e dall’altra con l’utente dotato di terminale con
le necessarie funzionalità. Si nota in particolare come
l’operatore radiomobile si faccia carico di funzioni fondamentali come l’autenticazione, la fatturazione, la
gestione del cliente, la personalizzazione del servizio e
la localizzazione.
La sperimentazione ha coinvolto 500 abitanti di Berlino che hanno avuto a disposizione per oltre un anno
dei terminali forniti da Nokia e Philips. L’interattività
è giudicata molto importante: oltre il 70% degli utenti si è detto interessato a ricevere informazioni aggiuntive sui programmi, ed il 47% ha espresso gradimento per la possibilità di votare sui contenuti trasmessi.
La figura 16 mostra il gradimento dei programmi
fra gli utenti coinvolti nella sperimentazione: si nota
come il maggior interesse è rivolto ai programmi di
informazione. Tuttavia, disaggregando i dati in funzione dell’età dei soggetti, si sono notate differenze. Ad
esempio, il 68% dei teenagers ha espresso gradimento per i programmi musicali.
Di particolare importanza è la disponibilità a
pagare, molto alta specie fra le generazioni giovani:
il 90% dei teenagers ed il 77% dei giovani fra 20 e
29 anni hanno espresso la propria disponibilità a
pagare un canone mensile. Il valore medio del canone che sarebbe considerato accettabile da questi ultimi è circa 10,70 €.
Dall’analisi di mercato si è notato che l’uso tipico
del terminale mobile televisivo è “durante i viaggi”
(91%), ma anche in altre situazioni quali “quando non
ho altro da fare” (85%), “quando sono in giro” (68%),
“durante il tempo libero quando non sono a casa”
(72%). Ovvero, il terminale mobile diventa una sorta
di gioco.
I vantaggi percepiti dagli utenti risiedono nella flessibilità e nella possibilità di accedere ai servizi di informazione anche in movimento. Ovviamente, la maggioranza dei soggetti ha risposto che il terminale deve essere attraente e facile da usare, non deve essere troppo
ingombrante né pesante, e lo schermo deve essere di
buona qualità e di dimensioni sufficienti.
Un risultato molto importante per l’operatore radiomobile risiede nel vantaggio che esso ha per quanto
riguarda i rapporti con il cliente ed in particolare la fatturazione: la maggior parte degli utenti potenziali ha
infatti risposto che il metodo migliore di pagamento per
i servizi televisivi sarebbe direttamente tramite la bolletta (o sul credito prepagato) del proprio operatore cellulare.
Inoltre, è risultato che quasi la metà dei potenziali clienti potrebbero cambiare operatore radiomobile
se il proprio gestore non fornisse servizi di TV mobi-
Figura 15. La piattaforma ibrida
di servizi del progetto BMCO
89
Figura 16. Gradimento dei programmi
le: in questo modo, il nuovo operatore guadagnerebbe anche il fatturato generato da questi utenti per i servizi di telecomunicazione tradizionali. Infine, quasi la
metà degli utenti potenziali sarebbe disposto a passare da uno schema prepagato ad un contratto di abbonamento per avere accesso ai servizi di TV mobile.
Impatto degli aspetti
normativi e regolamentari
Per concludere questa panoramica sulla convergenza
in atto, è utile una veloce ricapitolazione dell’impatto
che il quadro normativo ha sulle prospettive di sviluppo di queste nuove iniziative di mercato, al fine di valutare quali sono i vincoli e le condizioni in cui si andrà
ad operare.
Va osservato innanzi tutto come le regolamentazioni e le modalità di implementazione dei servizi basati
sulla tecnologia DVB non siano uniformi nemmeno
all’interno dell’Unione Europea.
Alcuni punti aperti per i quali gli operatori devono trovare una risposta, che generalmente cambia da
Paese a Paese, sono elencati di seguito.
Quale frazione della capacità potrà essere assegnata ai nuovi servizi DVB-H anziché ai tradizionali programmi televisivi basati su DVB-T?
Quale sarà il set-up utilizzato per le reti DVB-T (livelli di copertura, fornitura del servizio anche ad utenti
in movimento oppure no, ecc.) e come questo influenzerà l’implementazione di canali DVB-H all’interno di
una rete DVB-T?
Sarà conveniente dispiegare reti DVB-H completamente separate dalle reti DVB-T, oppure si perseguirà la soluzione ibrida?
Quali “privilegi” e prospettive hanno i broadcaster locali al fine di gestire autonomamente il servizio DVB-H?
Altre considerazioni fondamentali riguardano le
90
tempistiche ed i costi per l’assegnazione delle licenze
e per la liberazione delle frequenze, la larghezza di banda (5, 7, 8 MHz?), gli obblighi di copertura nei vari scenari di servizio (utente stazionario o in movimento), gli
interventi necessari sulla rete per fornire la copertura
anche all’interno di edifici.
Tutti i punti sopra elencati dovranno essere chiariti al più presto, perché essi sono un indispensabile complemento delle analisi di mercato e del modello di business che gli operatori come Vodafone stanno portando avanti al fine di valutare le opportunità offerte dalla convergenza citata nel titolo di questo intervento.
Conclusioni
Questo articolo ha analizzato le prospettive di sviluppo per il mercato della televisione mobile e le possibilità di convergenza fra i “mondi”, attualmente in pratica disgiunti, delle emittenti televisive e degli operatori radiomobili. Dalle analisi e dalle sperimentazioni
in corso di svolgimento risulta come esista un mercato potenzialmente molto ampio per questi servizi. Sta
agli operatori essere in grado di cogliere le opportunità offerte da questa convergenza, preferibilmente
mediante accordi di cooperazione che facilitino l’interazione fra le emittenti televisive, i gestori di telefonia
mobile ed i fornitori di servizi e contenuti.
La tecnologia è ormai matura per offrire, a costi
accessibili, servizi di tipo televisivo ad utenti in movimento dotati di terminali di piccole dimensioni. I punti ancora da risolvere risiedono nel quadro normativo
che, oltre che differente da Paese a Paese, non è ancora completo e nell’impatto che esso avrà sulle prospettive di mercato.
VALERIO ZINGARELLI
Vodafone
I quaderni di
cenario atteso dall’introduzione dello standard
L
DVB-H è quello che associa le peculiarità della trasmissione televisiva tradizionale ad elementi speos
cifici dei terminali portatili: mobilità, display e antenne più piccole, copertura in luoghi chiusi e affidabilità della batteria.
L’implementazione del DVB-H consente infatti
di ridurre il consumo di potenza del terminale e offre
la possibilità di implementare un hand-over seamless.
I dati in burst vengono inviati utilizzando una bitrate significativamente superiore rispetto a quella di
un meccanismo tradizionale di streaming, permettendo al ricevitore di essere attivo solo per una frazione di tempo (incremento della durata media della batteria). Inoltre è possibile monitorare le celle
adiacenti durante il tempo intercorrente tra due burst
successivi, consentendo quindi il passaggio da uno
stream all’altro durante gli off-period (seamless handover).
In questo scenario di convergenza tra informatica e telecomunicazioni le emittenti digitali terrestri
potranno ritrasmettere il proprio palinsesto su palmari e smartphone; l’apparecchio televisivo si trasformerà quindi in una piattaforma multimediale per lo
sviluppo di servizi interattivi, necessariamente indipendente dall’usuale ricezione fissa tramite l’accesso condominiale.
La possibilità di distribuire il servizio televisivo
ad utenti mobili comporta una serie di problematiche tipiche dell’ambiente radiomobile quali la variazione temporale del canale radio per effetto della
mobilità, la distorsione da cammini multipli, i guadagni delle antenne ridotti rispetto a quelli delle usuali antenne per la ricezione televisiva e un contributo di attenuazione supplementare per ricezione
indoor. Per contrastare l’interferenza/distorsione prodotta dai cammini multipli viene adottata la modulazione COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex), che permette di combinare utilmente tutti i contributi ricevuti all’interno di un intervallo di tempo detto tempo di guardia (TG). Per valori di TG sufficientemente elevati, la maggior parte
dei contributi significativi ricevuti risulta quindi utile ed in tal modo il fenomeno dei cammini multipli,
usualmente problematico se non dannoso, può divenire favorevole ed auspicabile. Ne consegue la possibilità di realizzare una rete di diffusione isofrequenziale (Single Frequency Network - SFN), nella quale cioè lo stesso contenuto informativo viene irradia-
to da tutti i trasmettitori alla stessa frequenza portante. I segnali ricevuti da trasmettitori diversi (echi
artificiali) vengono trattati allo stesso modo dei cammini multipli (echi naturali), e dunque combinati
costruttivamente nella maggior parte dei casi.
Tale capacità di recuperare informazione utile da
tutti (o quasi) gli echi significativi ricevuti (naturali
e artificiali) comporta evidentemente un miglioramento nella qualità della ricezione e rappresenta pertanto un guadagno (comunemente indicato come
guadagno di rete) dei sistemi digitali OFDM in
modalità SFN rispetto ai sistemi di diffusione multi-frequenza (quale, ad esempio, la rete di diffusione analogica).
Codifica di canale, modulazione OFDM, guadagno di rete sono probabilmente gli elementi più significativi che consentono ai sistemi di diffusione digitale di garantire una migliore qualità di servizio rispetto ai sistemi analogici, richiedendo al contempo valori inferiori di EPT (Effective Protection Target [1],
valore minimo richiesto per il rapporto segnale utile / disturbo complessivo).
Nonostante i vantaggi offerti dalla tecnologia digitale in termini di copertura e qualità di servizio, l’utilizzo in ricezione di un terminale handheld porta
ad un significativo deterioramento delle condizioni
di propagazione (a titolo di esempio, si osservi che
le sole perdite dovute all’utilizzo di antenne omnidirezionali ed alla building penetration ammontano
a 10-15 dB) e quindi il servizio DVB-H non può essere efficacemente garantito dalla rete di diffusione pianificata per la ricezione tradizionale, ma devono essere individuati e sviluppati nuovi ed appropriati criteri di copertura che, integrando e/o ridefinendo la
struttura della rete di broadcasting, permettano di
garantire adeguata copertura anche ai terminali handheld.
La soluzione più semplice dal punto di vista infrastrutturale consiste in un adeguato aumento dei valori di ERP (Effective Radiated Power) dei trasmettitori utili, per compensare il degrado delle condizioni di propagazione, causa principale del peggioramento delle prestazioni. Questa modalità di procedere appare tuttavia sovrabbondante sia per problemi di impatto ambientale che di copertura dei ricevitori collocati al di fuori dell’area urbana, dove l’assenza di edificato diminuisce il grado di ostruzione
e dunque garantisce condizioni di propagazione
meno penalizzanti.
91
Un’alternativa interessante dal punto di vista della pianificazione deriva dalle proprietà delle reti SFN:
grazie alla combinazione utile degli echi (purché non
troppo ritardati), è possibile migliorare la copertura (fino al pieno soddisfacimento delle specifiche)
integrando la rete tradizionale con un adeguato
numero di trasmettitori, collocati in posizione
opportuna, in modo che il miglioramento della qualità di servizio sia ottenuto soprattutto con l’aumento del numero degli echi utili ricevuti, e non solo con
l’incremento delle potenze ricevute dai singoli contributi.
Studio generale di fattibilità
Al fine di mostrare l’inadeguatezza intrinseca,
strutturale della rete di distribuzione tradizionale alla
ricezione portable e per ottenere una rapida stima dell’efficacia e dei costi di nuove strategie di pianificazione, è utile condurre alcuni studi di fattibilità su
semplici casi di riferimento. È opportuno che gli scenari considerati in questa fase preliminare siano semplici, per consentire una rapida valutazione delle soluzioni proposte; è altresì importante che si tratti di
situazioni di riferimento, cioè adeguatamente rappresentative di un certo numero di situazioni reali,
in modo che ad esse si possano applicare con successo le soluzioni individuate dallo studio generale
(salvo inevitabili e necessari adeguamenti per adattare e ottimizzare di volta in volta la “soluzione generale” al caso particolare).
Si è pertanto considerato lo scenario generale sinteticamente rappresentato in figura 17, in cui un’area urbana (per semplicità circolare) viene inizialmen-
te coperta per mezzo di una rete SFN di tre trasmettitori (che rappresentano, ad esempio, siti della rete
analogica riutilizzati per la diffusione digitale).
Due trasmettitori sono collocati in prossimità dell’area urbana ad un’altezza piuttosto elevata rispetto ad essa (rappresentano, ad esempio, siti di trasmissione collocati sulla sommità di aree collinari a ridosso dell’abitato); il terzo trasmettitore, invece, si trova più lontano dall’area urbana e ad una altezza di
30 m.
I valori considerati per i parametri di sistema sono
in accordo con le specifiche stabilite dagli organismi
di standardizzazione per il broadcasting digitale [1,2];
la sola tipologia di ricezione considerata è quella portable indoor, per la quale si è considerata un’altezza dei ricevitori pari a 2 m ed una perdita supplementare dovuta all’attraversamento delle pareti pari
a 9 dB in banda UHF.
La probabilità di copertura richiesta è pari al 95
%.
Per valutare la copertura all’interno dell’area
urbana considerata, si è adottato il procedimento sinteticamente descritto nel seguito:
I.
Per ogni ricevitore, i contributi in potenza ricevuti dai trasmettitori della rete sono stati valutati per mezzo di un opportuno bilancio di tratta. In
base ai ritardi di propagazione relativi i contributi
ricevuti sono stati classificati in utili, parzialmente
utili ed interferenti [1].
II. Descrivendo il contributo ricevuto da ogni
trasmettitore per mezzo di una distribuzione log-normale, la composizione di tutti i contributi ricevuti è
stata ottenuta per mezzo del k-LogNormal Method
(k-LNM) [3]. La deviazione standard σI di ogni contributo ricevuto è stata assunta uguale a 8.1
dB [4]
III. Noti valore medio e deviazione
standard dei contributi utile (C, σC) ed
interferente (I, σI) complessivi - calcolati
al punto 2 -, la probabilità di copertura
all’interno dell’ area dS centrata attorno al
punto di ricezione (x,y) può essere valutata per mezzo della seguente formula [5]:
dove Q(.) rappresenta la cumulativa di una
variabile gaussiana con varianza unitaria e
media nulla.
In accordo al procedimento illustrato,
si è dunque valutata la copertura garantiFigura 17. Scenario di riferimento
92
I quaderni di
Figura 18.
ta dai tre trasmettitori extra-urbani all’utenza
indoor all’interno dell’area urbana. Date le altezze
dei trasmettitori e le distanze in gioco (in generale
superiori al km) la propagazione avviene prevalentemente over roof top, e pertanto per la valutazione dei contributi ricevuti si è adottato il modello di
Okumura-Hata nella formulazione estesa alle grandi distanze [6]. Il risultato ottenuto è riportato in figura 18.
Come è evidente, esiste una ampia zona in cui la
probabilità di copertura è inferiore al target richiesto. Si osservi che in tale regione i contributi ricevuti sono tutti utili (anche con Tg/Tu = 1/32) e pertanto l’inadeguata copertura è dovuta esclusivamente alle condizioni di propagazione particolarmente
penalizzanti per la ricezione indoor.
Sfruttando le proprietà di composizione degli echi
delle reti SFN, è possibile migliorare la copertura
(fino al target richiesto) aggiungendo ai tre siti extraurbani un adeguato numero di trasmettitori, collocati all’interno dell’area urbana.
L’accensione di nuovi trasmettitori aumenta certamente il numero di echi ricevuti, ma affinché l’impatto risulti positivo occorre ovviamente incrementare il numero di contributi ricevuti utili. Tale ovvia
esigenza non è sempre automaticamente soddisfatta, poiché l’aggiunta di trasmettitori va necessariamente a riconfigurare lo spettro complessivo dei ritardi relativi e pertanto occorre fare attenzione che l’aumento degli echi complessivamente ricevuti non peggiori in realtà il rapporto fra contributi utili ed interferenti.
Con riferimento allo scenario considerato, ad
esempio, è immediato verificare che l’eventuale accensione di un gap filler urbano nella zona “scoperta” risulta certamente svantaggiosa se Tg/Tu=1/32, poiché in
tal caso i contributi ricevuti dai trasmettitori extra-urbani, prima utili, diventerebbero ora interferenti, con conseguente
peggioramento delle prestazioni.
Aumentando invece il tempo di guardia (Tg/Tu=1/16) l’aggiunta di trasmettitori urbani di bassa potenza ha un effetto positivo e pertanto può essere utilmente impiegata per ottenere copertura adeguata in tutti i punti dell’area urbana,
come mostrato in figura 19.
Per ciascuno dei 5 gap fillers utilizzati si è considerata un’altezza di 20 m ed
un ERP di 19 dBW (corrispondente ad esempio a
schiere collineari di 4 dipoli a λ/2 alimentate con una
potenza di 8W). Avendo considerato per gli edifici
un’altezza media hb = 15 m, per valutare i contributi ricevuti dai trasmettitori urbani si è utilizzato
il modello di propagazione COST273-WI [7], più
adatto di quello di Okumura-Hata a descrivere la
propagazione urbana quando il trasmettitore è collocato sulla sommità degli edifici, e dunque ad una
altezza solo leggermente superiore ad hb.
Considerazioni del tutto analoghe possono essere ripetute nel caso di ricezione handheld outdoor
Figura 19. Probabilità di Copertura
Indoor Rete Radiointegrata
(3 TX extra-urbani 5 gap filler urbani)
93
Modello Okumura-Hata, best server
Modello Epstein-Peterson, best server
Modello Okumura-Hata, copertura
Modello Epstein-Peterson, copertura
Figura 20. Confronto dei modelli di propagazione in scenario reale.
mobile, con la sola differenza che la perdita stimata per la building penetration deve essere opportunamente sostituita da un margine che descriva gli
effetti dello spostamento Doppler dovuto alla tempo-varianza del canale di propagazione.
Analisi dettagliata della
copertura di uno scenario reale
Avendo a disposizione informazioni più dettagliate
sull’area in esame è poi possibile utilizzare strumenti software che aiutino nella valutazione della
copertura e/o nel progetto di una rete DVB-H reale.
Come studio esemplificativo si è valutata una possibile rete di diffusione operante nella città di Bologna, considerando come siti principali tre trasmettitori extra urbani, attualmente utilizzati per la diffusione del servizio di televisione analogica. Si osservi che tale scenario è compatibile con quello considerato nello studio di fattibilità generale (figura 17):
due trasmettitori sono situati a ridosso del centro
urbano ed in zona collinare, mentre il terzo si trova più distante dal centro, in direzione opposta rispetto ai precedenti e in zona pianeggiante.
Il tool utilizzato in questo studio permette di considerare sia l’orografia che la dislocazione e l’altimetria degli edifici eventualmente presenti all’interno
dell’area di simulazione.
Questo dettaglio nella descrizione ambientale per-
94
mette l’utilizzo di modelli accurati per la previsione del campo elettromagnetico irradiato. Oltre a
modelli statistici come Okumura-Hata, il tool
implementa algoritmi in grado di valutare gli effetti della diffrazione prodotta da eventuali ostacoli (colline o edifici in genere) che ostruiscano la visibilità
diretta dei terminali.
Per evidenziare l’impatto del modello di propagazione sui risultati delle simulazioni, si è valutata
la copertura sull’area urbana di Bologna, adottando rispettivamente i seguenti modelli di propagazione:
il modello di Okumura-Hata, che valuta l’attenuazione tra trasmettitore e ricevitore in funzione della loro distanza e delle rispettive altezze delle
antenne;
il modello di Epstein-Peterson [8] che stima tale
attenuazione anche in funzione degli ostacoli presenti sulla tratta di propagazione.
La figura 20 mostra come le caratteristiche ambientali abbiano un forte impatto sulla propagazione elettromagnetica:
la mappa relativa alla best server risulta suddivisa in tre aree di copertura omogenea nel caso di
Okumura-Hata, mentre appare molto frastagliata se si considera la presenza di ostacoli;
la medesima caratteristica si ritrova nelle mappe
sul livello di copertura, dove nel caso di Okumura-Hata si passa gradualmente dalle zone di coper-
I quaderni di
Copertura nel centro di Bologna con i soli
trasmettitori extra urbani
Copertura nel centro di Bologna considerando i
trasmettitori extra urbani e sette gap filler
Figura 21. Confronto della copertura nel centro città con e senza i gap filler.
tura (verde) a quelle di fuori servizio (rosso), in
cui il rapporto segnale/rumore è inferiore al valore di EPT ed infine a quelle in cui il segnale utile scende al di sotto della sensibilità del ricevitore (blu). Considerando gli ostacoli si osserva invece una copertura molto disomogenea, soprattutto nella zona centrale dell’area di simulazione che
corrisponde al centro urbano di Bologna, dove
i fenomeni relativi alla diffrazione del campo elettromagnetico sugli ostacoli e alle perdite per la
penetrazione all’interno degli edifici comportano un forte deterioramento della qualità del segnale ricevuto rispetto al caso precedente.
Dalle valutazioni effettuate in presenza di ostacoli si è quindi appurato che il livello di copertura
fornito dai tre trasmettitori considerati non è sufficiente a garantire il servizio prescelto per utenti indoor
su tutta l’area urbana. È quindi necessario considerare alcuni gap filler urbani, le cui caratteristiche di
radiazione sono state fissate pari a quelle considerate nel caso di studio generale.
La figura 21 mostra il confronto nel centro città della copertura derivante dai soli tre trasmettitori extra-urbani rispetto a quella garantita dall’accensione di 7 gap filler.
Il numero di gap filler urbani necessari per garantire adeguata copertura sulla (quasi) totalità dell’area urbana è sostanzialmente in accordo a quello indicato dallo studio generale di fattibilità.
Conclusioni
Alla luce delle considerazioni svolte e dei risultati
ottenuti, è possibile trarre le seguenti conclusioni in
merito alla ricezione handheld di servizi DVB:
lo scenario urbano costituisce un ambiente particolarmente ostile alla propagazione delle onde
elettromagnetiche verso terminali mobili; pertanto, l’utilizzo di modelli di predizione accurati può
fornire un aiuto determinante nella valutazione
delle problematiche di copertura dei sistemi d’area, come ad esempio i sistemi di video broadcasting digitale (DVB-H);
contrariamente a quanto accade per la diffusione analogica tradizionale, nella pianificazione di
una rete DVB-H l’utilizzo esclusivo di trasmettitori “alti” posizionati all’esterno dell’area urbana non è in generale sufficiente a garantire un sufficiente livello di copertura per apparati handheld
(e quindi dotati di antenne poco performanti);
pertanto, può essere utile, se non indispensabile, integrare la rete di diffusione tradizionale per
mezzo di siti urbani di bassa potenza che fungano da estensori della copertura (gap filler);
l’approccio alla pianificazione di un’area urbana
può essere utilmente suddiviso in una fase preliminare mirata ad una rapida valutazione del
numero di siti (urbani e/o extra-urbani) necessario e sufficiente a coprire l’area di interesse, ed
in una successiva fase di ottimizzazione del posizionamento e del dimensionamento dei siti all’interno dello scenario reale, sulla base di una più
dettagliata conoscenza delle caratteristiche orografiche ed ambientali dell’area di servizio.
FRANCO FUSCHINI
MARINA BARBIROLI
CARMINE PIERSANTI
Dipartimento di Elettronica Informatica
e Sistemistica,
Facoltà di Ingegneria, Università di Bologna
ALESSANDRO VARINI
Wireless Future - Senior Consultant
Riferimenti bibliografici
[1] European Radiocommunication Committee
(ERC) and European Broadcasting Union (EBU)
Report on Planning and Introduction of Terrestrial
95
Digital Television (DVB-T) in Europe, Izmir,
December 1997
[2] ETSI EN 302 304, Digital Video Broadcasting
(DVB): transmission system for Handheld terminals (DVB-H), June 2004
[3] L. Fenton, The Sum of Log-Normal Probability Distributions in Scatter Transmission Systems,
IRE Transactions on Communications Systems, 1960
[4] Libro Bianco Sulla Televisione Digitale Terrestre, par. 2.2.5.1
[5] A. Ligeti, J. Zender, Minimal Cost Coverage
Planning for Single Frequency Network, IEEE
Transactions on Broadcasting, vol 50, No. 1, March
1999
[6] Prediction Methods for the Terrestrial Land
Mobile Service in the VHF and UHF bands, ITUR P.529-3
[7] COST 231 Final Report, pp. 134-140, 1999;
[8] J.D. Parsons, The Mobile Radio Propagation
Channel, Wiley & Sons, Chichester, 1992.
tro all’acronimo DVB-H c’è un’idea tanto
D
semplice quanto accattivante: poter ricevere
la televisione digitale direttamente sul proprio teleie
fono cellulare, sempre e ovunque.
Una simile possibilità sarebbe ovviamente di
interesse sia per gli utenti di telefonia mobile, che
infatti hanno risposto positivamente ai molti sondaggi fatti, sia soprattutto per gli operatori del settore televisivo, che ne guadagnerebbero un ampliamento delle base e delle fasce di ascolto. Meno evidente invece l’interesse per gli operatori di telefonia mobile, in quanto il DVB-H finirebbe inevitabilmente per fare concorrenza diretta ai loro servizi di videostreaming, a meno ovviamente che non
siano essi stessi a gestirlo.
Scopo principale dello sviluppo dello standard
DVB-H è stato quindi quello di rendere questa
semplice idea fattibile, ossia di realizzare un sistema di codifica e diffusione del segnale televisivo che
fosse allo stesso tempo compatibile con le esigenze e le limitazioni di un terminale mobile e con gli
standard della televisione digitale terrestre, così da
poter multiplare in modo trasparente nello stesso
canale televisivo digitale il programma DVB-T originale ed il suo corrispondente DVB-H.
Come tutti però ben sappiamo tra fattibilità tecnica e realizzazione pratica c’è spesso di mezzo un
vero e proprio mare di “se” e di “ma”.
Per poter rispondere concretamente alle aspettative suscitate dall’idea originale di televisione
mobile non basta infatti disporre di uno standard
televisivo adatto. Bisogna anche che i contenuti da
diffondere siano gli stessi, che non vi sia la necessità di prevedere ulteriori canali (e quindi ulteriori multiplex) interamente dedicati al nuovo stan-
96
dard, che la rete diffusiva sia essenzialmente la stessa del DVB-T, che i terminali siano tutti (o almeno la grande maggioranza) dei futuri telefoni cellulari, che i costi di realizzazione e gestione dell’intero sistema siano marginali e che il tutto venga
ripagato da ricavi addizionali (da pubblicità o da
servizio) adeguati.
Il primo scoglio
Il primo scoglio è proprio quello del terminale, che
oltre a standard e frequenze della telefonia mobile
di seconda e terza generazione dovrebbe essere in
grado di supportare anche standard DVB-H e frequenze televisive, che dovrebbe poter gestire efficacemente conflitti e sinergie tra le due tipologie di
servizi, che dovrebbe avere uno schermo a colori di
grandezza e definizione adeguate alla ricezione di
qualsiasi programma televisivo, che dovrebbe avere batterie di durata adeguata a reggere diverse ore
consecutive di ascolto, e così via.
Che realizzare un terminale di questo tipo sia
possibile anche con tecnologie oggi disponibili è
probabilmente vero; che lo stesso terminale possa
anche essere di dimensioni contenute quali quelle
di un telefono cellulare di ultima generazione, pesi
poco, costi poco e sia di uso generale, probabilmente non sarà vero mai. Viene quindi immediatamente a cadere uno degli assunti fondamentali della televisione mobile: che la base d’utenza sia tutta quella degli utenti di telefonia cellulare.
Anche per quanto riguarda la coincidenza tra
rete DVB-T e DVB-H vi sono grosse riserve. Per
poter infatti garantire un’effettiva ricezione in mobilità del segnale televisivo, il numero di celle DVB-
I quaderni di
H dovrebbe avvicinarsi molto a quello della telefonia cellulare (quantomeno di seconda generazione) e questo comporterebbe dei costi infrastrutturali tutt’altro che trascurabili. Si porrebbe quindi
immediatamente il problema se abbia senso sostenere tali costi per ciascuna delle reti di broadcasting
esistenti, piuttosto che concentrare tutta la programmazione DVB-H in pochi canali su un’unica rete
condivisa da tutti.
Questa seconda possibilità implicherebbe però
di fatto la nascita di un nuovo soggetto - l’operatore indipendente di broadcasting DVB-H - che
dotatosi di una rete e di frequenze proprie dovrebbe poi vivere prevalentemente dei proventi derivanti dalla diffusione di contenuti altrui, analogamente a quanto già oggi avviene per gli operatori di
CATV. Cadrebbe quindi anche l’assunto di ricavi
addizionali a costi marginali.
Avvantaggiati poi su tutti per un ruolo di questo genere risulterebbero poi di fatto gli operatori
di telefonia mobile, che già dispongono di tutti i siti
necessari. Anche in questo caso si porrebbe però
il problema se realizzare “n” reti DVB-H (una per
ciascun operatore) tutte uguali piuttosto che una
sola rete a disposizione di tutti. Ma in tal caso chi
e perchè dovrebbe metterebbe a disposizione contenuti e frequenze, e come dividere equamente costi
e proventi tra tutti gli interessati.
Se poi toccasse effettivamente agli operatori di
telefonia realizzare anche la televisione mobile, perchè avuta la disponibilità di frequenze e contenuti dovrebbero scegliere lo standard DVB-H piuttosto che utilizzare, nella stessa banda, soluzioni e
protocolli di multicasting propri del loro mondo,
quali MBMS e HSDPA. Soprattutto se si considera che questa seconda scelta permetterebbe di ridurre notevolmente complessità e costo dei terminali, che non dovrebbero più essere dual-mode ma
solo dual-band.
Da non trascurare infine anche l’assunto che i
contenuti della televisione mobile possano essere
gli stessi della televisione fissa. Se anche infatti gli
utenti sono di principio gli stessi, ben diverse sono
le condizioni di fruizione del servizio e quindi anche
la loro disponibilità ad un ascolto continuo e per
periodi relativamente lunghi. Si finirebbe quindi inevitabilmente, come già avviene per i servizi di videostreaming su rete mobile, per ricadere nella necessità quantomeno di rielaborare i contenuti o addirittura di crearne di appositi.
Passo dopo passo quindi, la nostra idea originale di una televisione mobile per tutti si è progressi-
vamente trasformata in un servizio per pochi privilegiati, dotati di terminali ingombranti e costosi, su
di una rete appositamente costruita e con contenuti e programmi propri. Costruire un business case di
successo su questi presupposti sembra oggettivamente difficile, tantopiù - e questo potrebbe essere il vero
colpo di grazia per il DVB-H - che un certo livello
di mobilità può essere garantito anche con il solo
DVB-T e che le decine di milioni di decodificatori
che la sua introduzione comporta solo nel nostro Paese potrebbero portare ad un abbassamento dei costi
e ad un innalzamento delle prestazioni tali da rendere del tutto trascurabili i vantaggi tecnologici che
pure il DVB-H oggettivamente presenta.
Parrebbe quindi a questo punto di poter concludere che il futuro del DVB-H è tutt’altro che
roseo. Viene però allora anche spontaneo domandarsi perchè molte grandi aziende (Siemens inclusa) stiano tutt’ora attivamente lavorando alla realizzazione di terminali DVB-H e partecipino attivamente alle sperimentazioni in campo.
Una prima risposta
Una prima risposta, se vogliamo un po’ filosofica,
è quella che una buona tecnologia, prima di essere definitivamente accantonata, merita comunque
tutta l’attenzione possibile. Condizioni sfavorevoli ad una sua introduzione oggi potrebbero non essere più vere domani, il contesto applicativo potrebbe risultare totalmente diverso da quello fin qui delineato e perfino la situazione regolatoria potrebbe
evolvere in modo tale da giustificare un sostanziale ripensamento di tutto il problema.
Un’altra risposta, più concreta e di breve termine, è però quella che i protocolli DVB-H ci offrono già oggi un eccellente meccanismo di IP DataCasting su reti DVB-T e che quindi, invece di essere utilizzati per la televisione mobile, potrebbero
risultare essenziali per lo sviluppo di tutti quei TServices di cui tanto si parla in relazione all’introduzione della televisione digitale terrestre ed al contributo che questa potrebbe dare al superamento
di quel Digital Divide che a detta di tutti minaccia
lo sviluppo economico e sociale del nostro Paese.
Il DVB-H, nato per sviluppare la televisione mobile, potrebbe quindi in realtà avere di fronte a sé un
brillante futuro di tecnologia di ritorno (così com’è
stato per Java) nell’ambito di quella fissa.
MICHELE MORGANTI
Siemens Mobile Communications
97
“La regolamentazione della TV nell’era digitale”
“La regolamentazione della TV
nell’era digitale”
egli ultimi anni la quantità di informazioni che
N
ciascuno di noi ha a disposizione è cresciuta
enormemente: Informazioni con formati e caratteristiche sempre più simili si stanno rendendo
disponibili su strumenti tecnici sino a ieri distanti tra di loro sia per tecnologia che per modalità di
fruizione dell’utente.
L’applicazione delle regole di un settore specifico all’intero sistema rischia di essere fuorviante.
Lo stesso nuovo quadro regolamentare, recentemente recepito in Italia non è più rispondente alla
realtà, essendo una mera evoluzione della normativa ONP dei primi anni 90 mancando completamente di una reale ottica convergente: normativa
organica ed integrata di reti, contenuti e commercio.
La convergenza
Si possono identificare tre livelli di convergenza, tutti di facile e diretta comprensione per l’utente di servizi e reti:
CONVERGENZA DI MEZZI: intesa come utilizzo di un unico strumento per la fruizione di reti
e servizi diversi (e.g. Personal Computer con cui,
tramite internet, è possibile effettuare chiamate
voce o scaricare contenuti multimediali). Va sottolineato che con un apparato UMTS è possibile, effettuare chiamate voce e dati, e quindi avere a disposizione contenuti anche di notevole
durata in mobilità piena.
CONVERGENZA DI SERVIZI: intesa come utilizzo di un medesimo servizio su strumenti diversi (e.g. Mobile TV con cui è possibile accedere
in mobilità al palinsesto televisivo di un gestore
o a un singolo contenuto). Altro esempio è dato
dall’applicazione di prezzi al cliente più favorevoli a seconda della particolare relazione esistente tra il gestore del chiamante e del chiamato (relazione contrattuale o di identità).
CONVERGENZA DI REGOLE: è data dall’applicazione “ragionata” di regole o di autoregolamentazioni di un settore ad un altro (frequente) o dall’ideazione di un sistema organico di norme volte a disciplinare più ambiti (oggi rara).
È evidente che il presupposto imprescindibile per
98
la convergenza è dato dalla continua e crescente
disponibilità di banda che rende disponibili più
informazioni, su più mezzi in una medesima unità
di tempo.
I contenuti
Non si deve credere che i contenuti facciano solo
ora il loro ingresso in quelle che oggi si chiamano
comunicazioni elettroniche. Anche in epoca di pieno monopolio erano diffusi alcuni servizi contenutistici (ad esempio il 190, per il Telegiornale o la filodiffusione)
Con l’avvento del GSM nella seconda metà degli
anni 90 iniziarono ad essere offerti SMS a carattere contenutistico, inviati al cliente da un centro servizi, di solito tariffati come un SMS originato dallo
stesso cliente.
Come è evidente i contenuti sono stati sino ad
oggi sempre i medesimi con una grande e continua
evoluzione in termini di qualità e di banda utilizzata: si pensi alla differenza tra un SMS contenente il
semplice titolo di una agenzia di stampa e un videogiornale scaricato su un videofonino UMTS.
Accesso alla programmazione RAI
Nel dicembre 2003 TIM ha concluso un accordo con
la RAI per la diffusione della programmazione di
RAI UNO, RAI DUE e RAI TRE.
La conclusione di un contratto in esclusiva fra
la RAI e TIM, benché formalmente di natura sperimentale, impedisce ai clienti degli altri operatori
di accedere (anche se in possesso di un terminale
adatto) alla programmazione del servizio pubblico,
e costituisce un’aperta violazione degli obblighi dalla concessionaria pubblica.
Gli articoli 1 ed 8 della Convenzione approvata con DPR 28 marzo 1994 stabiliscono che “il servizio radiotelevisivo oggetto dalla convenzione è esercitato con modalità idonee ad assicurare la più ampia
diffusione sul territorio nazionale [art. 8.1]…,
mediante (..) [art.8.1 lett a] idonei mezzi di collegamento per la produzione e per la distribuzione.
(…) con qualsiasi mezzo tecnico sull’intero territorio nazionale” [art1].
I quaderni di
L’art. 1, comma 2 del Contratto di Servizio RAI
specifica che “Il contratto ha ad oggetto l’offerta
televisiva, radiofonica e multimediale, i contenuti editoriali, i servizi tecnologici per la produzione e per la trasmissione del segnale […]”. La Convenzione stabilisce, infatti, che la RAI, al fine di diffondere i programmi radiofonici e televisivi, può
utilizzare gli esistenti mezzi trasmissivi dei gestori di servizi di telecomunicazioni ad uso pubblico
nonché può, al fine di svolgere ricerche e sperimentazioni sulle più avanzate tecniche di trasmissione e diffusione radiofonica e televisiva, stipulare
convenzioni con altri soggetti di riconosciuta competenza tecnica al fine di sperimentare nuove tecniche relative al proprio settore di attività.
Al successivo comma 3, del medesimo art. 1,
le parti dichiarano gli obiettivi ed i “compiti prioritari del servizio pubblico radiotelevisivo”, ed in
particolare, ci si sofferma sulla necessità di “estendere alla collettività i vantaggi delle nuove tecnologie trasmissive”.
L’art.17 della Legge 3 maggio 2004, n.112 (Legge Gasparri - Definizione dei compiti del servizio
pubblico generale radiotelevisivo), individua proprio nella diffusione delle trasmissioni su tutto il
territorio e con tutte le tecnologie disponibili, uno
dei compiti primari che il servizio pubblico deve
garantire.
Inoltre, come affermato da numerose sentenze della Corte Costituzionale, RAI svolge mediante la concessione un servizio pubblico essenziale
di preminente interesse generale (Cfr. Corte Cost.
sent n. 225 e 226 del 1974, in Giur. cost, 1974, 1775
e 1791; sent. N. 148 del 1981, in Giu. Cost., 1981,
1379; sent. N. 826 del 1988, in Foro it.1988, 2477),
da cui derivano diritti e doveri come il contributo dovuto annualmente dagli abbonati alla televisione (canone), o la limitazione della trasmissione
di messaggi pubblicitari, ma soprattutto nell’obbligo di dare, da un lato, voce alle differenti istanze e, dall’altro, la possibilità di accedere al servizio pubblico senza alcuna discriminazione.
Peraltro, l’art. 25.1 lett. b) del citato Contratto di Servizio stabilisce che “la RAI, d’intesa con
il Ministero può: […] valorizzare le sinergie fra telecomunicazioni, informatica, radio, televisione, teletext[…]; la successiva lettera c) del medesimo articolo prevede inoltre che la RAI possa “sperimentare sistemi a larga banda e ideare progetti attinenti allo sviluppo della società dell’informazione”.
Infine, in caso di attività della RAI per la ricerca e sperimentazione di nuove tecniche (fra le qua-
li sono da annoverare quelle riguardanti i sistemi
di trasmissione e diffusione), può essere opportuno evidenziare che l’art. 12.3della Convenzione precisa che codesto Ministero “si riserva di coordinare e indirizzare tali iniziative”.
Controllo
La diffusione di contenuti protetti da diritti attraverso diversi mezzi tecnici pone la necessità di
disciplinare chi sia responsabile di assicurare la
sussistenza della disponibilità del diritto in capo
al gestore della rete; se nel mondo televisivo tale
responsabilità è del gestore, nel mondo delle
comunicazioni elettroniche tale responsabilità è
del fornitore di contenuti che deve assicurare la
effettiva utilizzabilità degli stessi.
Al fine di evitare che indebite violazioni dei
limiti imposti alla diffusione di diritti possano recare danno alla nascita e corretta diffusione delle
nuove tecnologie appare opportuno definire un
controllo dei contenuti offerti su sistemi mobili.
Protezione e Sanzione
Uno degli aspetti più discussi in questi giorni e sicuramente nei prossimi mesi è l’atteggiamento da
tenere nei confronti dell’utilizzo abusivo di un bene
digitale: è necessario contemperare da un lato le
esigenze di tutela del titolare dei diritti e dall’altro
le esigenze di diffusione delle informazioni a fini
privati e non commerciali; parlare di sanzione per
il cliente è di per se sbagliato in un momento in cui
la diffusione dei contenuti sulla larga banda è solo
nella fase iniziale ed ogni colpevolizzazione di comportamenti anche inconsapevoli dell’utente rischia
di allontanare pericolosamente i cittadini dal mondo digitale.
Va inoltre considerato che esiste in particolare
nel mondo mobile GPRS e UMTS una sostanziale identità tra soggetto titolare o licenziatario dei
diritti sui contenuti e ISP; in tale ottica andrebbe
privilegiata una rapida e generale diffusione di sistemi di DRM che consentano la giusta remunerazione al titolare del diritto, abbassando al contempo
il livello di responsabilità del soggetto che nel caso
specifico gioca il ruolo dell’ISP ma che, per un altro
cliente, nello stesso momento, ma su un altro contenuto, è il titolare del diritto.
In sintesi la distinzione rigida dei ruoli tipica del
mondo dial up viene meno con l’offerta di servizi
a larga banda.
99
“La regolamentazione della TV nell’era digitale”
DVB-H
Il DVB-H è nato per meglio rispondere a due esigenze non soddisfatte dal DVB-T:
Minor consumo di energia reso necessario dalla mobilità.
La corretta gestione delle frequenze in movimento per consentire la visione dei programmi nel passaggio da un’area di copertura all’altra.
Entrambe le esigenze sono proprie del mondo
radio-mobile e sono da anni all’attenzione dei tecnici. L’interconnessione di mezzi tecnologici trova
già una sua esplicita regolamentazione nella legislazione vigente.
L’art. 42 del Codice delle Comunicazioni Elettroniche, nell’enunciazione dei poteri e competenze dell’Autorità in materia di accesso e di interconnessione, stabilisce altresì che, quest’ultima, debba
incoraggiare e garantire forme adeguate di accesso,
interconnessione ed interoperabilità dei servizi, in
modo tale da promuovere l’efficienza economica e
una concorrenza sostenibile e recare il massimo vantaggio agli utenti finali;
In particolare, la lettera c) dell’allegato n. 2, parte II del Codice, ribadisce quanto dispostoart. 4 della Delibera n. 216/00/CONS, vietando che il rilascio delle licenze ai fabbricanti di apparecchiature
televisive digitali sia subordinato al vincolo di dissuasione o scoraggiamento, da parte di questi ultimi, dell’inclusione nel medesimo prodotto di
un’interfaccia comune che consenta la connessione
con più sistemi di accesso diversi o di mezzi propri
di un altro sistema di accesso.
Da ultimo, l’art. 22 della Delibera 435/01/CONS
(Approvazione del regolamento relativo alla radiodiffusione terrestre in tecnica digitale) dell’Autorità per le Garanzie nelle Comunicazioni dispone che,
ai fini della fornitura dei servizi della società dell’informazione e dei servizi interattivi, gli operatori di
rete nazionali e locali possono stabilire accordi di
interconnessione fra loro ed interconnettere le loro
reti ad altre reti di telecomunicazione.
Le licenze UMTS rilasciate con Delibere dell’AGCOM nel 2001, consentono agli operatori licenziatari il diritto alla ritrasmissione, su terminale mobile del segnale televisivo. Tale diritto deve considerasi acquisito in quanto rientrante tra quelli previsti per la tecnologia UMTS dallo standard 3GPP, in
modalità Broadcast, Multicast o Unicast, (ad esempio, solo per citarne alcune, secondo le specifiche
3GPP TS 22.146 e 3GPP TS 22.246 e successive
integrazioni e modifiche). Il diritto di ritrasmissione del segnale televisivo non può prescindere dal-
100
la preventiva analisi di fattibilità tecnica e relativa
fase di sperimentazione. Dall’altro lato, nessuna clausola delle licenze UMTS vieta di trasmettere in
broadcasting o multicasting e l’unico vincolo presente è quello di mantenere la prevalenza delle attività di telecomunicazione sul totale del fatturato realizzato. Con il termine broadcasting UMTS si intende la contemporanea trasmissione di file audio e
video in tutte le celle che coprono una determinata zona geografica, estesa al limite a tutto il territorio nazionale, su frequenze assegnate ai licenziatari UMTS. La trasmissione in broadcasting UMTS
di file audio e video per i quali un operatore UMTS
abbia acquisito i diritti di sfruttamento, non obbliga lo stesso a richiedere licenza per fornitura di contenuti attraverso reti broadcast digitali.
Conclusioni
Da quanto descritto emerge chiaramente l’opportunità di sviluppo per il Paese costituita dall’UMTS
e la preziosa opportunità di alfabetizzazione informatica della cittadinanza, che dall’ormai quotidiana e frequente utilizzazione del telefonino potrebbe facilmente passare ad un altrettanto agevole utilizzo di internet e dei contenuti multimediali.
Gli ostacoli sono oggi costituiti dal ritardo nella costruzione della rete, tutto imputabile ad ingiustificati timori, e dalla disponibilità immediata di contenuti, esigenza che potrebbe essere soddisfatta con
la ri-trasmissione del segnale televisivo da parte dei
gestori mobili, in primis del segnale di RAI, in virtù dei suoi obblighi di servizio universale.
La disciplina delle interrelazioni tra comunicazioni elettroniche e broadcasting, oltre che rispetto alla titolarità dei diritti, deve trovare una fonte unitaria anche su temi più generali quali il concetto ed
il limite del servizio pubblico ed il c.d. must offer,
la tutela dei minori, la modalità di messa a disposizione del canale di ritorno per la tv digitale terrestre portatile (disponibile tra pochi mesi), le definizione dei temi oggetto di autodisciplina; una possibile soluzione potrebbe essere costituita dall’approvazione di un Codice della Televisione che sulla base della delega che ha dato poi vita al Codice
delle Comunicazioni e di quanto previsto dalla legge di riordino del sistema televisivo chiarisca e disciplini in modo organico il confine tra comunicazioni e televisione ben al di là di quanto un semplice
Testo Unico potrebbe fare.
ANTONGIULIO LOMBARDI
H3G S.p.A.
I quaderni di
DVB-H:
opportunità per il broadcaster?
l DVB-H (Digital Video Broadcasting-Handheld)
Ismissione
è uno standard specificato dal DVB per la tradi contenuti e dati di tipo televisivo a
dispositivi mobili e portatili (hand-held).
È stato assunto dall’ETSI con il protocollo EN
302 304 “Digital Video Broadcasting (DVB);
Transmission System for Handheld Terminals”.
(DVB H)
Sebbene i sistemi di trasmissione DVB-T abbiano comprovata abilità ed idoneità alla trasmissione verso terminali fissi, portatili e mobili, i terminali palmari (hand-held) definiti come apparati leggeri alimentati a batteria, impongono specifici requisiti minimi ai sistemi trasmissivi che li servono:
Ridotto duty-cycle di consumo energetico.
Ovvero prevedere la possibilità di poter spegnere ciclicamente l’erogazione di energia ad alcune parti della catena di ricezione al fine di ridurre il consumo medio del ricevitore.
Handover tra le celle di ricezione. Il sistema di
trasmissione dovrà assicurare ai ricevitori di muoversi da una cella di trasmissione ad un’altra senza perdere il servizio DVB-H.
Copertura, Flessibilità e Scalabilità. In diversi scenari ricettivi: al coperto, all’aperto, sulla strada
o a bordo di un veicolo in movimento il sistema
di trasmissione dovrà offrire una sufficiente flessibilità e scalabilità per consentire una ricezione dei servizi DVB-H con varie velocità di movimento, ottimizzando nel contempo l’area di
copertura del trasmettitore.
Immunità da disturbi. I servizi DVB-H dovranno essere trasmessi in modo tale da mitigare gli
effetti presenti nell’ambiente di ricezione prodotti da elevati livelli di disturbi elettromagnetici sulle performance dei terminali di ricezione.
Universalità del servizio. DVB-H ha lo scopo di
fornire un generico modo di servire terminali palmari in diverse parti del mondo. Il sistema di trasmissione dovrà offrire la flessibilità che serve
affinché questi possano funzionare su differenti bande trasmissive con diverse larghezze di
canale.
La Tecnologia
Per questi motivi, nella definizione dello standard
rispetto al DVB-T, si è posta particolare attenzione
all’adozione di tecniche che consentissero il raggiungimento dei requisiti minimi preposti dal DVB-H
per i terminali portatili.
Tra queste tecniche, quella della correzione degli
errori di ricezione in mobilità riveste particolare significato. Questa tecnica chiamata MPE-FEC 1 migliora notevolmente la performance di C/N 2 e del Doppler nei canali mobili in modo tale da consentire una
maggiore protezione del flusso dati trasmesso
aumentandone nel contempo la tolleranza ai disturbi radioelettrici impulsivi con l’obiettivo di garantire una perfetta ricezione anche in condizioni limite di ricezione mobile.
Per quanto concerne gli aspetti di modulazione,
il DVB-H assume a livello fisico un ulteriore modo
trasmissivo rispetto al DVB-T, definito come: “4K
mode” in congiunzione con una diversa modalità di
interleaving denominata “in-depth symbol interleavers”.
Il “4K mode” in aree di copertura con reti SFN 3
di media grandezza è in grado di assicurare una più
robusta ricezione del flusso dati su terminali mobili portatili di piccole dimensioni dotati di singola
antenna ad elevate velocità di movimento.
L’”in-depth symbol interleavers” nei modi 2K e
4K, migliora ulteriormente la robustezza negli
ambienti di ricezione mobile in condizioni di forte
rumore impulsivo.
Per il resto, a livello di rete, la trasmissione DVBH risulta compatibile con quella DVB-T, pur essendo destinata a terminali diversi.
Anche sul lato dei terminali mobili sono state
1
MPE-FEC: Metodo per consentire una maggiore correzione di errori predittiva (FEC) ai datagrammi inviati alla sezione di
incapsulamento multiprotocollo (MPE), come definito in ETSI EN 301 192.
2
C/N: Carrier / Noise, rapporto tra potenza della portante (Carrier) e il livello dei disturbi ricevuti (Noise)
3
SFN: Single Frequency Network, reti digitali terrestri isofrequenza .
4
Time-slicing: Metodo per inviare dati in pacchetti a “burst” alle sezioni di incapsulamento multiprotocollo e correzione errori
predittiva come definito in ETSI EN 301 192.
101
introdotte tecniche che consentissero una sensibile riduzione del consumo di energia: il time-slicing.4
Questo metodo consente il delivery di servizi DVBH in porzioni cicliche temporali (time-slices) del flusso trasmesso cosicché, il ricevitore sintonizzato sul
servizio selezionato, effettuerà ciclicamente lo spegnimento delle componenti di ricezione durante il
resto dei servizi trasmessi riducendo il fabbisogno
energetico medio nel terminale, consentendo inoltre un hand-over più fluido su reti di tipo MFN 5 .
Il DVB-H assume obbligatoriamente (mandatory) le seguenti proprietà tecniche dello standard:
time-slicing, DVB-H signalling, cell identifier, mentre le proprietà: l’MPE-FEC, 4K mode, in-depth
symbols interleavers, sono invece opzionali nello
standard (optional).
Visto come estensione dello standard DVB-T, il
DVB-H può assumere lo stesso spettro di frequenze, disponendo quindi di un transport stream in grado di fornire un bit-rate complessivo dell’ordine di
11 Mbps, che può essere utilizzato per il trasporto
da 25 a 80 canali di servizi audiovisivi o musicali
variabili da un minimo di 128 a 384 kbps.
Ed è in questo contesto che la TV su apparati
mobili come il telefono cellulare o il palmare, basata sulla tecnologia DVB-H è in grado di creare nuove opportunità di business per l’industria dei media
in generale ed in particolare per gli operatori e i produttori di telefonia cellulare.
In futuro potrà essere necessario regolamentare questa nuova opportunità tecnologica in quanto
sia i broadcaster che gli operatori di telefonia mobile la stanno considerando una terra di conquista.
Le possibilità del DVB-H
DVB-H è uno standard DVB. Tecnicamente parlando è sostanzialmente una estensione del concetto di
video broadcasting verso terminali mobili. Ha intrinsecamente un paradigma di comunicazione legato
alla tecnica puntomultipunto, più simile al broadcasting radiotelevisivo che alla telefonia cellulare che
invece si basa sulla tecnica punto-punto.
Possono definirsi terminali mobili i PDA, i palmari, i computer portatili, gli walkman musicali, i
DVD portable players fino ad giungere ai sistemi carstereo o car-video per il mondo”automotive” o degli
schermi audiovisivi disposti sui mezzi di trasporto
urbano. Non sono quindi i telefoni cellulari gli unici terminali mobili eletti per questa innovativa tecnologia.
I telefoni cellulari tra l’altro sono ad oggi gli unici tra i dispositivi citati ad essere legati tramite una
SIM card ad un operatore predefinito dal quale traggono poi servizi di vario tipo, dal voice all’SMS,
MMS sino al streaming audiovisivo.
Pare siano i Telecom Operator mobili a mostrarsi particolarmente interessati all’adozione della Tecnologia DVB-H per sostituire i costosi sistemi di
streaming audiovisivo basati sulle reti cellulari 2G
(GSM/GPRS) o 3G (UMTS), sostituendoli con una
meno onerosa trasmissione di datacasting IP su
DVB-H in modalità broadcast. La televisione sul
telefonino appunto.
D’altro canto i broadcasters che già detengono
reti Digitali Terrestri in Italia non stanno per il
momento dedicando particolare interesse al DVBH, anche se per le loro reti digitali diverrebbe un’adozione inevitabilmente più semplice.
Le reti trasmissive DVB-T infatti possono essere facilmente aggiornate per consentire anche trasmissioni di servizi in standard DVB-H dedicando a quest’ultima una porzione della banda disponibile.
I fattori chiave di successo
Per raggiungere una buona copertura dei servizi
DVB-H il design della rete deve però tener conto
di alcuni fattori chiave:
Le reti DVB-T isofrequenziali (SFN) pur essendo ideali proprio grazie alla loro caratteristica
base, sono di difficile realizzazione in un paese
dall’orografia variabile come l’Italia, laddove reti
MFN sono invece largamente più utilizzate sul
territorio. Questo rende più complesso il roaming
di un ricevitore mobile che passa da cella a cella su frequenze diverse e può ricevere network
Id da trasmettitori provenienti da direzioni e frequenze diverse.
Le reti DVB-T sono progettate per coprire con
potenze considerevoli grandi aree geografiche da
una stessa postazione e frequenza. I trasmettitori sono situati in punti orograficamente elevati per
poter meglio illuminare il territorio da coprire e
le antenne sono progettate per raggiungere antenne condominiali direzionali fisse piazzate di norma in cima ai tetti dei palazzi delle città e dei centri rurali. Per converso i terminali mobili si trovano invece su percorsi prettamente urbani a livello del suolo, tra alti palazzi con effetto schermante, laddove la scarsa contiguità di ricezione di trasmettitori posti a grande distanza produrrebbe
notevoli problemi di discontinuità di ricezione
5
MFN: Multi Frequency Network, reti digitali terrestri non isofrequenza
102
I quaderni di
C/N
Modulazione
Code
rate
64-QAM
2/3
α
-
Gaussian
Bitrate (Mbit/s)
Ricean
Rayleigh
∆TU
∆TU
Channel Channel Channel
= 1/4
= 1/8
= 1/16 = 1/32
∆TU
∆TU
(F1)
(P1)
16,5
17,1
19,3
19,91
22,12
23,42
24,13
12,1
12,7
14,8
6,64
7,37
7,81
8,04
15,61
16,09
non gerarchico
QPSK
2/3
in
64 QAM
1
2/3
+
16,9
17,6
invocando probabilmente l’adozione di gap-fillers di minor potenza e maggior concentrazione
sul territorio da coprire.
Per allargare il più possibile i bacini di ricezione DVB-H in aree coperte da servizi DVB-T per
la ricezione fissa della televisione, i broadcaster
possono ricorrere a ulteriori metodologie come
l’introduzione della modulazione gerarchica
che consente di differenziare sottoporzioni della stessa banda DVB-T con valori di MPE-FEC
appropriati e più consoni alla qualità del servizio reso sui servizi mobili compatibilmente con
l’ampiezza dell’area di copertura definita.
La trasmissione gerarchica permetterebbe di
sfruttare la parte “meno robusta” (LP-low priority) per la trasmissione ai STB normali, mentre
la parte “più robusta” (HP-High priority) sarebbe destinata alla trasmissione ai terminali IP DVBH. Si noti che, la copertura potenziale (espressa
in termini di area e capacità è migliore di quella
di riferimento non gerarchica6.
La tabella mostra un esempio di trasmissione
gerarchica a confronto con la corrispondente non
gerarchica 7.
La tipica dimensione delle “aree di copertura”
del broadcast è maggiore della dimensione delle “celle” usate dalle reti cellulari. Infatti, in caso
di broadcast unidirezionale, non esiste il problema del traffico sulla rete. I costi di realizzazione
di una rete cellulare saranno quindi molto supe-
19,4
13,27
14,75
riori a quelli di una rete di sola diffusione, anche
se destinata alla ricezione portatile o mobile. Nonostante questo, per effettuare un servizio DVBH indoor (o mobile), occorrerà una rete di diffusione più capillare di quelle disponibili oggi che,
come già accennato, sono progettate per coperture con ricezione “fissa” ed antenne direttive sul
tetto delle case. Questo varrebbe anche se si adottasse la trasmissione gerarchica o SFN 8.
In particolare, specialmente l’ipotesi di effettuare coperture indoor per i terminali “palmari”, al
momento, sembra essere complessa e costosa.
Anche la completa copertura del territorio, ad
esempio per le autostrade e le linee ferroviarie 9,
sarebbe problematica e costosa.
Infine, la rete broadcast non dispone di un canale di ritorno idealmente mobile come per altre
infrastrutture di telecomunicazione, sebbene
anche lo standard DVB-RCS10 ne preveda le possibilità. Per questo, terminali mobili convergenti che dispongano di ricezione DVB-H ma anche
di connessione alle reti GSM/GPRS/UMTS, possono essere considerati elementi ideali per lo sfruttamento di diverse tipologie di servizi anche a
pagamento.
Per i motivi suddetti, quindi, è ancora necessario fare
ulteriori studi circa la tipologia dei terminali 11 , le
modalità di ricezione 12 e le possibili modalità di trasmissione, per stabilire quali siano le reali esigenze
dell’utenza e, quindi i reali costi di realizzazione.
6
EBU Technical Revue, April 2003, Chapter. 2.1(A. Schertz and C. Weck).
La capacità totale della trasmissione gerarchica rimane identica (16,09+8,04=24,13); Il C/N della parte LP, nel caso più critico,
è peggiorato di solo 0,5 dB (17,6-17,1), mentre il C/N della parte HP è migliora di 4,4 dB (17,6-12,7).
8
Elettronica Industriale - Mediaset, Sperimentazione in campo MFN-SFN a Varese (1999-2000).
9
RAI-Centro Ricerche ed Innovazione Tecnologica, Convegno Mobile Television, ottobre 2004 (A. Morello).
10
DVB-RCS: Return Channel System, una evoluzione delle Reti DVB-T che consente la disponibilità un canale di ritorno
wireless outbound verso le unità di tramissione.
11
Hand-held, veicolari, TV portatili, ciascuno con le proprie caratteristiche peculiari in termini di antenna ricevente,
schermo, alimentazione).
12
Mobile, portatile “Indoor”, portatile “Outdoor”.
7
103
I Servizi
Sul lato dei servizi il broadcaster considera l’offerta della mobilità come una naturale estensione della sua copertura non tanto in termini di territorio
ma di modalità di fruizione. Ovvero, la mobilità
consente di raggiungere il proprio target anche
quando questo non è in casa davanti al TV, ma in
strada o nella sua autovettura. Non è cannibalizzante per la propria audience al contrario ne estende le possibilità temporali di consumo della TV.
D’altro canto è importante considerare che la
fruizione televisiva ha senso su dispositivi che sono
progettati con caratteristiche qualitative tecniche
e funzionali appropriate alla fruizione televisiva delle immagini e che il telefonino all’aperto non è certo il presidio tecnologico migliore per seguire i 90
minuti di una partita di calcio.
Già in auto la ricezione televisiva in tecnologia
DVB-H sui sedili posteriori su schermi piatti da 10”
può essere considerare un’attraente opportunità per
i broadcaster al fine di estendere la propria copertura quando questa viene disponibile con investimenti minimi di adeguamento della rete digitale terrestre.
La stessa opportunità sui mezzi di trasporto
urbano potrebbe addirittura indurre i broadcaster
a realizzare canali tematici di informazione cittadina con pubblicità locale (slideshow) e informazioni turistiche trasmessi localmente su multiplex
DVB-H a copertura regionale.
Anche i servizi radiofonici digitali potrebbero
essere agevolmente trasportati dal DVB-H e consentire servizi a diffusione locale anche nelle auto
e non solo tramite le autoradio dotate di ricezione DVB-H ma anche su dispositivi palmari di ricezione mobile magari connessi via blue-tooth al carstereo dell’auto.
Dal punto di vita commerciale questi servizi possono essere catalogati in tre diverse categorie:
1. Servizi broadcasting Free to Air: i classici servizi audiovisivi come la TV ma non solo. Servizi che
gli operatori intendono offrire gratuitamente ai propri teleutenti al fine di estendere la modalità di fruizione dei programmi anche in mobilità e fuori casa.
2. Servizi Tematici broadcast a pagamento: i servizi audiovisivi che rivestono particolare interesse per
cui viene richiesto un pagamento che può essere
attuato con tecnologie già presenti come il billing
telefonico per i cellulari o forme di mobile-banking
o micro-payment già in uso o tramite l’adozione di
prepaid card, oppure tramite sistemi di video scrambling ad accesso condizionato propri della PayTV,
ecc.
104
3. Servizi audiovisivi on-demand: i servizi su
richiesta effettuati individualmente da ogni singolo utente dietro pagamento di apposito corrispettivo nelle forme già in uso: Videogoal, Videonews,
Video communications, Music purchasing, ringtones, ecc.
I servizi di tipo 1 e 2 possono essere attuati dai
broadcasters mentre i servizi 2 e 3 dai broadcaster
congiuntamente con gli operatori di reti mobili.
Altre attività
Per ultimo, va analizzato che il DVB-H non è altro
che una tecnologia abilitante in grado di portare
contenuti in mobilità. I contenuti sono poi la chiave del successo di ogni tecnologia di trasmissione.
È indubbio che l’avvento dell’Information &
Communication Technology ha incrementato notevolmente la quantità di contenuti multimediali
disponibili nelle banche dati così come il numero
di utilizzi diversi dello stesso contenuto da parte di
utenti, applicazione e terminali che hanno esigenze completamente diverse. Ciò significa che lo stesso contenuto audiovisivo utilizzato, per esempio,per
DVB-T o DVB-S, può essere utilizzato anche per
fare streaming su DVB-H.
In questo scenario fondamentale è l’opera di
transcodifica dal formato originale a quello fruibile dal dispositivo di accesso con tutti i suoi eventuali limiti di real-time, frame rate, banda, risoluzioni, consumo di potenza, etc. Basti pensare al passaggio dal formato televisivo a quello per i dispositivi mobili (CIF/QCIF) e alla riduzione del bitrate che questi comportano da qualche Mbps a qualche centinaio di Kbps.
Lo standard ISO-MPEG-7 definisce le proprietà di transcodifica come dei descrittori (metadata)
che contengono tutte quelle informazioni che possono essere utili per rendere più efficace il lavoro
dei transcodificatori. Un aspetto importante nello
sviluppo di un sistema che utilizzi questi descrittori è quello di automatizzare l’estrazione e lo storage dei dati d’interesse per la transcodifica.
Sarà importante quindi definire in sede sperimentale attività di studio per l’implementazione di
algoritmi per l’analisi dei contenuti video e la creazione automatica a basso costo computazionale dei
descrittori MEG-7 per la transcodifica automatica
ed efficiente dei contenuti stessi.
MARCO PELLEGRINATO
Deputy-Director
Research & Engineering dept.
Videotime S.p.a. (Mediaset group)
I quaderni di

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