Connessioni internet col satellite:alcuni chiarimenti

CONNESSIONI INTERNET COL SATELLITE:alcuni chiarimenti sintetici.
Nei due precedenti articoli e cioè "INTERNET COL SATELLITE" e "POSTAZIONE INTERNET MOBILE (PIM) in
casi di emergenza" ho illustrato, seppure in modo sintetico e divulgativo, come la nuova tecnologia satellitare per
internet, possa essere usata nell'ambito della quotidianità e nei casi di emergenza.
In questa breve nota invece vorrei chiarire,viste le varie perplessità che ho suscitato in tanti che leggono,quali sono le
cose essenziali e pratiche che bisogna sapere e cosa occorre a chi si accinge a dotarsi di una POSTAZIONE INTERNET
SATELLITARE,avendone necessità, e a quali spese va incontro.
Va subito detto che l'apparecchiatura occorrente non è la stessa, ma è simile a quella occorrente per vedere la
televisione digitale dal satellite,l'unica differenza sostanziale fra le due apparecchiature è che nel sistema televisivo la
trasmissione è MONODIREZIONALE cioè dal satellite verso l'utente/i (in modalità broadcasting o multicasting,vedi
gli articoli citati) mentre in connessione satellitare per internet la trasmissione è BIDIREZIONALE: l'utente non solo
riceve i dati dal satellite (download) ma esso stesso carica verso il satellite i propri dati (upload) per la condivisione e
questa differenza da un punto di vista dell'apparecchiatura si concretizza nel polarizzatore (o feed) che è diverso nei
due sistemi.
Quindi una connessione satellitare per internet richiede: un'antenna parabolica,un particolare polarizzatore,un modem
satellitare per una singola connessione, oppure, il modem satellitare più un router dotato di hotspot per connessioni
multiple (per reti locali o lan sia via cavo che in wi-fi) e,soprattutto, un ABBONAMENTO con un provider (ISP
satellitare) che fornisca la connessione e la relativa banda necessaria,come nelle connessioni terrestri via cavo. La sola
apparecchiatura,a scelta dall'utente,può essere acquistata o presa a noleggio con un costo mensile.
La CONNESSIONE INTERNET COL SATELLITE si può utilizzare ,fondamentalmente, in due modi distinti, a
secondo dell'uso che se ne intende fare: in POSTAZIONE INTERNET FISSA (PIF) o in POSTAZIONE INTERNET
MOBILE (PIM),in entrambi i modi,comunque, l'equipaggiamento è lo stesso e l'abbonamento pure.
A-POSTAZIONE INTERNET FISSA (PIF).
Questo tipo di postazione viene realizzata quando la posizione della connessione rimane fissa in un determinato luogo
in modo permanente. In genere l'antenna parabolica viene ancorata al tetto di un fabbricato,ad un terrazzino,su un
traliccio e poi collegata al modem/router dell'utente. Questa soluzione è indicata per quei territori che si trovano in dital
divide e che non hanno speranza di uscirne. Questo tipo di connessione è necessaria e alternativa alle connessioni via
cavo (dual-up,adsl,fibra ottica),ma non è affatto competitiva con essi in quanto i costi dell'abbonamento sono dell'ordine
di due,tre volte quelli via cavo. La differenza con una postazione per TV satellitare è minima:cambia il polarizzatore,va
detto ,comunque. che con un doppio feed la postazione può essere utilizzata sia per la connessione a internet che per la
TV digitale.
Il PUNTAMENTO al satellite (tracciamento) viene fatto una volta sola all'atto dell'installazione. Per poter funzionare
l'apparato deve essere collegato alla rete elettrica di casa per l'alimentazione del modem/router,non serve per il
polarizzatore/i perché questo si autoalimenta col satellite. Inizializzato il sistema,il funzionamento per l'utente è tale e
quale ad una connessione via cavo:si crea una connessione internet,in questo caso satellitare, sul proprio sistema
operativo (Linux,Mac,Window) e una volta connessi,avuto assegnato un IP (dinamico o meglio se STATICO) si è
pronti per l'utilizzo di tutti quei servizi che la rete offre:http,ftp,voip,p2p,web,posta ecc.....) con una velocità max di 20
Mb in download e 6 Mb in upload (attualmente la tecnologia non offre velocità maggiori,prestazioni queste ben lontane
dal 1Gb in download della fibra ottica con la quale si possono scaricare per esempio film di 7-8 Gb in meno di 10
secondi!!!).
B-POSTAZIONE INTERNET MOBILE (PIM).
Questo tipo di postazione si utilizza quando si ha la necessità di spostarsi da un luogo ad una altro su un determinato
territorio,e avere una connessione internet in un determinato luogo,per svariati motivi,solo per brevi periodi(poche ore o
pochi giorni).Il Kit satellitare e l'abbonamento all'ISP sono gli stessi della postazione fissa,ciò che cambia invece è
COME viene montata tutta la postazione e dal fatto essenziale che per ogni nuova ubicazione deve essere rifatto sempre
il PUNTAMENTO al satellite (variano le coordinate del luogo!).In pratica tale postazione si può realizzare in due
modi:a-il puntamento con operatore, b-il puntamento motorizzato e dipende da quanto si vuole spendere prima di tutto
e dalla tempestività (nel senso del tempo impiegato prima di diventare operativi) con la quale che si vuole realizzare la
connessione:
a-il puntamento con l'operatore
Con questa soluzione l'apparato una volta "trasportato" in qualche modo sul luogo dove si vuole realizzare la
connessione
viene montato su basamento e l'operatore addetto,che deve essere ben formato e preparato a tale compito,procede a
MANO al puntamento del satellite. In tale contesto si è pronti per connettersi in rete in 15-20 minuti da quanto si è
giunti sul luogo. Deve essere garantita in qualche modo l'alimentazione del modem/router.
Questa soluzione viene impiegata principalmente in occasioni di fiere,convegni,raduni per garantire una connessione
multipla ai partecipanti e agli organizzatori,tramite wi-fi,fino ad una distanza di 700-1000 metri dalla postazione,
(dipende solo dall'hotspot utilizzato),e che in questo caso diventa "testa di ponte" per la lan a valle.
b-il puntamento motorizzato
Tutto il Kit satellitare è montato su un vettore (auto,furgoncino,fuoristrada,autocarro,mezzo di soccorso, ecc.) con il
quale si raggiunge tempestivamente il luogo da connettere,giunti sul posto con comandi dall'interno dell'abitacolo e con
software predisposti viene "alzata" la parabola e fatto il puntamento,quest'ultimo tutto motorizzato e in automatico.Il
tempo necessario per essere operativi,in questo caso non va oltre i 5-7 minuti dall'arrivo sul posto. L'alimentazione del
modem/router e di tutto l'apparato motorizzato sfrutta l'energia disponibile del vettore (principalmente la batteria).
Questa soluzione è indispensabile per situazioni dove la tempestività e l'urgenza della connessione a internet sono
prioritarie,per esempio nei casi di riprese televisive in streaming live,riprese di avvenimenti sportivi,o in casi di calamità
naturali dove le reti via cavo tradizionali non sono disponibili.
COSTI
Il kit satellitare di base composto da parabola,polarizzatore e modem/router in genere viene fornito a noleggio gratuito
dal provider che assicura la connettività satellitare,mentre volendolo acquistare il costo oscilla intorno ai 500 euro.
Come è ovvio questa spesa è una tantum nel senso che viene corrisposta una sola volta,mentre tutt'altra cosa è
l'abbonamento col provider. Attualmente in Italia tale tipo di abbonamento è fornito dalle due società EUTELSAT o
ASTRA,direttamente o tramite società controllate. La connessione acquistata in genere viene fornita a VOLUME o
FLAT.A volume si acquista un pacchetto di 10 o 25 o 50 GB utilizzabili in trenta giorni,mentre in fornitura flat non ci
sono limiti nè di consumo né di tempo,ovviamente con un costo maggiore rispetto a quella a volume. Ultimamente
EUTELSAT sta proponendo una nuova opzione detta "a consumo" per utilizzi saltuari,seconde case,imbarcazionivideo
conferenze ecc..con un costo giornaliero di 3 euro,e flat nelle 24 ore, e si paga solo nei giorni di effettivo utilizzo e
senza limiti di numero di connessioni. Occorre inoltre precisare che nella opzione flat a 30 giorni viene anche fornito
per il modem/router un IP STATICO,il che equivale a dire che la connessione oltre a svolgere funzioni di "testa di
ponte" per reti lan (wi-fi e cavo) può svolgere funzioni di server per reti aziendali sia nell'uso comune quotidiano,anche
in alternativa al cavo,ma soprattutto garantendo la connessione in sostituzione in di emergenza.
Grosso modo questi sono i costi base per tutte le postazioni,tranne che per la postazione mobile a puntamento
motorizzato ai quali invece vanno sommati i costi per la predisposizione del vettore che sono dell'ordine dei
quattro/cinquemila euro.
CONCLUSIONI
Le connessioni satellitari per internet non sono affatto competitivi con una buona ADSL,addirittura non esiste paragone
con la fibra ottica,sia in termini di performance che di costi,ma diventano invece indispensabili in territori che si
trovano in digital divide,oppure in casi di calamità naturali dove tutte le altre tecnologie hanno subito un collasso
temporaneo o permanente ed è richiesta una connessione affidabile,tempestiva e soprattutto autonoma.
IL SISTEMA RADIO D-STAR E LA POSTAZIONE INTERNET SATELLITARE
In un precedente articolo sul mio blog ho presentato gli aspetti fondamentali del sistema di telecomunicazioni basato sul
sistema radio digitale:il PROTOCOLLO D-STAR,quindi per chi volesse approfondire questa nuova tecnologia rimando
a questo articolo dove si possono trovare anche dei links opportuni per maggiori ed ulteriori approfondimenti. In questa
sede richiamo brevemente di cosa si tratta e come funziona.
In estrema sintesi un SISTEMA DI COMUNICAZIONE che utilizza il PROTOCOLLO D-STAR si compone di un
PONTE RIPETITORE D-STAR che da solo svolge il compito di “repeater” (appunto di RIPETITORE),ubicato in una
qualsiasi parte del territorio (la differenza è nel tipo di emissione,rispetto al ripetitore in FM), di un computer con
funzioni di SERVER collegato ad INTERNET in qualsiasi modo (dual-ap,adsl,fibra ottica,CONNESSIONE
SATELLITARE),equipaggiato con un software specifico che gli consente di INTERFACCIARSI al ponte ripetitore DSTAR e che svolge,anche e soprattutto, il compito di instradare tutti gli utenti che operano in fonia e dati collegati al
ripetitore D-STAR del posto, verso una “rete di server D-STAR” ,sparsi sul pianeta,in grado di gestire e mettere in
comunicazione tutti gli utenti che operano in tale ambiente. Questi server in gergo sono chiamati GATEWAY
(porta,ingresso,passaggio,entrata) perchè appunto, “instradano” l’utenza.
Un utente quando utilizza un dispositivo D-STAR (radio portatile o postazione fissa), invia, assieme alla PORTANTE
FONIA, anche dei DATI che contengono il proprio ID univoco di utente,tramite il server e internet,viene poi registrato
sulla rete mondiale D-STAR,si crea così un database condiviso tra tutti i server D-STAR installati sul pianeta (tipo
server DNS nel protocollo TCP-IP) e gli utenti finali,per esempio l'utente IZ7ATL (ID del chiamante), può comunicare
con l’ID-CALL di IZ7ATL (ID del chiamato), in quanto la rete stessa provvederà,in AUTOMATICO, ad instradare la
sua richiesta di comunicazione.
Quanto descritto, corrisponde,nè più nè meno, al funzionamento della rete GSM/GPRS( rete dei cellulari)che noi
utilizziamo con le sim,oppure alla rete internet (HTTP), quando vengono smistati i vari pacchetti oggetto di
trasferimento.Il concetto è lo stesso cambia solo il mezzo per comunicare.
Le due modalità operative del sistema D-STAR sono la: MODALITÀ DV(acronimo di Digital Voice) e la MODALITÀ
DD (acronimo di Digital Data).
La prima è concepita per trasmettere FONIA e DATI contemporaneamente, infatti durante una semplice
“conversazione” possono essere inviati anche i DATI del GPS, che consentiranno reciprocamente, al chiamante e al
chiamato, di individuare la posizione geografica del proprio interlocutore usando i dati GeoInfo (Latitudine e
Longitudine,i valori della velocità se in movimento,i riferimenti temporali e cioè data e ora ed eventuale link a mappe
virtuali se abbiamo anche un OS collegato).E’ possibile inviare,anche, brevi messaggi testo o sequenze video, tenendo
presente che la velocità è piuttosto bassa,circa 960 bps.
La modalità DD invece è utilizzato per la trasmissione e la ricezione ESCLUSIVA dei dati, permettendo l’utilizzo di
una banda molto simile alla rete internet ISDN (rete internet in dual-up) ovvero 128 Kbps. Tutto ciò consente di
utilizzare i SERVIZI ESSENZIALI di una rete tradizionale internet (in questo caso utilizzando il protocollo D-STAR
"appoggiato" al protocollo TCP/IP,in pratica i servizi D-STAR vengono pacchettizzati in file binari)), quali: posta
elettronica,pagine web testuali,dati GPS in RealTime,trasmissione di file (testi,immagini,dati ..),connessioni
ftp,streaming a bassa risoluzione.. etc, con la differenza che tra due stazioni anziché esserci una sola e semplice rete
internet, c’è una rete capillare di server D-STAR che si occupano di instradare i dati e di mettere in comunicazione le
due ricetrasmittenti,anche molto distanti fra di loro (parti opposte del pianeta).
Da quanto sopra detto si evince che per il sistema D-STAR è fondamentale,per poter funzionare, che sul territorio ci sia
il RIPETITORE D-STAR,sia esso FISSO o MOBILE,al quale si deve agganciare l'utente radio.
I ripetitori ubicati sul territorio possono essere di due tipi: i RIPETITORI IN VHF/UHF e i cosiddetti REFLECTOR DSTAR,oltre agi HotSpot ai quali accennerò dopo. La differenza fra i ripetitori e i reflector,fondamentalmente consiste in
questo:
Possiamo pensare ad una reflector D-STAR come ad un ripetitore che non ha porte a RF ma che ha, in cambio, una
buona connessione ad INTERNET. Generalmente i ripetitori RF sono collocati su colline o montagne ove non sempre e'
possibile avere connessione ad internet ma che in cambio offrono un buon raggio di copertura a RF.
Al contrario, i Reflector possono esistere ovunque vi sia una buona connessione ad internet ed infatti di solito vengono
installati in grandi centri di gestione dati (per esempio Aruba) che sono sempre connessi ad internet attraverso linee ad
altissima capacita' di banda.
Questa abbondante capacita' di banda permette ai reflector di gestire connessioni
con molti differenti ripetitori allo stesso tempo, quando invece un ripetitore VHF/UHF e' in grado di mantenere
connessioni con massimo un paio di altri ripetitori quando impostato in modalità' interconnessione. Questa caratteristica
fa dei reflector un ottimo strumento per connettere tra di loro una molteplicità' di ripetitori, oltre a permettere l'accesso
alla rete D-STAR anche ai singoli utenti.
Esistono due tipi di rete D-STAR: una ufficiale, gestita dalla ICOM e che utilizza RIPETITORI ICOM (fissi)e
REFLECTOR e l'altra di tipo HOT SPOT prevalentemente OPEN SOURCE, generalmente mobili,anche se esistono
versioni Hot Spot proprietari (Icom).
MAPPA DEI RIPETITORI/REFLECTOR/HOTSPOT FISSI D-STAR IN ITALIA (vedi cartella immagini su
Pinterest).
GLI HOT SPOT D-STAR
Un Hot spot è un punto di accesso ad un ripetitore D-STAR o ad un Reflector. L' Hot Spot non va confuso con un
ripetitore D-STAR anche se a volte alcune caratteristiche possono essere simili, come ad esempio frequenze TX / RX
separate.
L' Hot Spot, a differenza dei ripetitori D-STAR veri, normalmente non gestisce il callsign routing (l'instradamento delle
chiamate:inviare una chiamata ad un ID specifico non sapendo a priori su che ripetitore si trova) e il node routing
( inoltrare la chiamata ad uno specifico ripetitore remoto senza sapere chi e’ all’ascolto, una classica chiamata generale)
e altre funzioni del protocollo D-STAR.
Gli Hot Spot open source.
L'hot spot in questa configurazione richiede necessariamente nell'apparato una scheda UP4DAR.La scheda UP4DAR è
una piattaforma universale per trasmissioni RADIO DIGITALI tra Radioamatori.
Puo' essere collegata alla porta Dati a 9600 bps di un ricetrasmettitore analogico VHF/UHF per trasformarlo in radio DSTAR. Le funzioni disponibili della scheda UP4DAR dipendono dal software di gestione che
è Open Source e disponibile gratuitamente.
La scheda UP4DAR può essere usata come ripetitore, come hotspot, o come scheda per convertire una semplice radio
analogica in D-STAR.
Esempio:Configurazione di un Hotspot con la scheda UP4DAR collegata ad un reflector. Chi si collega all' Hot Spot
protrà ascoltare e trasmettere su tutti i ripetitori che sono collegati al Reflector.Apparecchiature utilizzate :
Scheda UP4DAR;Radio Analogica:RX / TX Yaesu FT-897D;Radio digitale D-Star:RX / TX Icom ID-51E.
La scheda UP4DAR, collegata allo Yaesu FT-897D, è impostata in modo Hotspot e connessa via Web (internet) a un
Reflector.
La radio Yaesu FT-897D è sintonizzata su una frequenza libera simplex (no shift),modo PKT,menù #73) velocità 9600
bps.
La radio digitale Icom in modo DV è sintonizzata sulla stessa frequenza simplex dello Yaesu.
Con questa configurazione usando la radio digitale D-STAR Icom, si può fare QSO sul Reflector.
L' altoparlante collegato alla scheda UP4DAR consente, a chi è nei pressi della scheda, di ascoltare i QSO che
transitano sull' Hotspot .
I software utilizzabili per taratura e test dell’apparecchio sono disponibili sia per windows che per linux, e
per entrambi in architettura 32 e 64 bit.
CONCLUSIONI
Gli Hot Spot D-Star open source possono garantire,in alternativa e molto bene, le comunicazioni radio D-Star in quelle
parti di territorio che non sono coperte da un ripetitore D-Star. La loro potenzialità deriva soprattutto dal fatto che
possono essere installate sul territorio con postazioni FISSE o MOBILI e quindi, gli utenti che operano nell'area da essi
coperta,oltre a comunicare fra di loro in simplex modo (diretto) possono "uscire" all'esterno e raggiungere il primo
ripetitore D-Star utile per comunicare.
Le postazioni FISSE in genere vengono collocate all'interno delle case,dei capannoni,degli uffici e rimangono accesi
H24,la scheda UP4DAR è collegata,via cavo ethernet o direttamente al router o al pc,per l'alimentazione si sfrutta
l'energia elettrica di rete,si ottiene cosi una postazione D-Star permanente (modalità standalone) con connessione stabile
e a bassa consumo energetico. L'area che si riesce a coprire dipende dalla potenza della radio D-Star fissa oltre che dalla
potenza delle radio digitali D-Star portatili nonché dalla morfologia del terreno.
Gli Hot Spot in postazioni MOBILI sono montate su un vettore (auto,furgoncino,fuoristrada,autocarro,mezzo di
soccorso,natanti ecc.).L'equipaggiamento del sistema D-Star è identico alle postazione fisse e anche il funzionamento è
uguale,l'unica cosa che cambia completamente è il tipo di CONNESSIONE INTERNET. Anche qui la scheda UP4DAR
è collegata,via cavo ethernet o direttamente al modem/router (in questo caso satellitare) o al pc (per inciso va detto che
allo stato non esistono schede D-Star che si possono interfacciare con internet al di fuori del cavo ethernet, per esempio
via WI-FI come le telecamere per le riprese televisive satellitari)e la connessione internet è assicurata da una
POSTAZIONE INTERNET SATELLITARE del tipo MOBILE,in altre parole la radio D-Star fissa è montata sul
vettore della PIM e collegata ad essa con cavo ethernet.
Da quanto appena detto,seppure im modo molto succinto,si intravede TUTTA la potenzialità di questa nuova
tecnologia, che deriva dall'accoppiamento del SISTEMA RADIO D-STAR con una POSTAZIONE INTERNET
SATELLITARE MOBILE (PIM),dotata di autonomia energetica:il risultato è,intanto una postazione mobile con costo
contenuto e poca manutenzione, che si può portare dove,quanto e per il tempo che serve,ma la cosa più importante è che
tale SISTEMA DI COMUNICAZIONE DIGITALE può garantire FONIA e DATI,oltre a tutti i SERVIZI offerti da
internet,in PIENA AUTONOMIA, anche nei casi,soprattutto, in cui, tutti i servizi a rete,per qualsiasi motivo,non sono
più utilizzabili,si pensi solo ai casi di emergenza per soccorso alle persone e alle cose.
Francesco ing. BRUNO
SBT lì.......31.10.2014

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