A cura di I satelliti nella società multimediale Q - fub.it · strade e case) e la tecnologia...

I quaderni di

I satelliti nella societàmultimediale

A cura di Alberto Mucci

Q uali tecnologie per comunicare s’imporranno nelprossimo futuro? Prevarrà la fibra con il collegamento“via cavo”, o s’imporranno il wireless e il satellite? Gliinterrogativi non hanno risposte univoche, anche alla luce delle tendenze che si sono alternativamente

manifestate, nel più recente periodo. Da satellite riceviamo giàmigliaia di programmi televisivi, il cui audio viene diffuso innumerose lingue: una vera e propria finestra sul mondo intero. Maanche per accedere ad internet il satellite ha buone possibilità dioffrire servizi, in segmenti importanti ancorché limitati: dallelocalità scarsamente abitate o isolate, alle navi.

Abbiamo avuto (e abbiamo tuttora per molti aspetti) una fortecompetizione tra utilizzo della fibra (con la necessaria cablatura distrade e case) e la tecnologia “senza fili” (wireless). Questoantagonismo ha oscurato per un certo periodo gli utilizzi delsatellite e della radio.

Nuove applicazioni stanno ora mutando le prospettive. Ciriferiamo all’utilizzo diffuso oltre ogni aspettativa dei telefonini“cellulari” delle varie “generazioni”. Ci riferiamo alla conquistatamaggiore flessibilità della banda di trasmissione, che non arrivaall’ampiezza della fibra, ma che permette comunque di far passaremolteplici dati e buone immagini.

Queste applicazioni stanno rilanciando gli utilizzi della radio e delsatellite, sia perché radio e satellite permettono di scambiareinformazioni, di dialogare in aree prive, oggi e domani, dicollegamenti con fibra; sia perché il costo dell’investimento, conqueste applicazioni, si dimostra più equilibrato nel confronto con ilrisultato.

La tecnologia avanza, all’insegna della continuità. Non ci sonotraguardi da tagliare. Ci sono, invece, applicazioni da sperimentaree valutazioni dei costi-benefici delle singole applicazioni dasviluppare. Con questo fascicolo intendiamo fornire indicazioni sulrinnovato ruolo del satellite nella società dei servizi multimediali

Supplemento al numero di Dicembre/Gennaio n. 202 di Media Duemila

IndiceDallo spazio la multimedialità di Guido Salerno 81

Le telecomunicazioni via satellite 82

La banda larga via satellite 87

Il regional BGAN: la nuova sfida di Inmarsat 89

Servizi Sociali: Telemedicina e Teleformazione 91

Galileo - Il programma europeo per i servizi globali di comunicazione 96

Sicurezza e telecomunicazioni: il sistema SICRAL 99

Il telerilevamento delle risorse terrestri 100

Il satellite amico del ‘Pianeta Blu’ 104

Atlantic Bird 1: il contributo italiano alle telecomunicazioni commerciali satellitari 106

Il “Quaderno” è stato coordinato dall’ing. Francesco Barbaliscia della Fondazione Ugo Bordoni

con i contributi di: Paolo Bellofiore, Paolo Binelli, Marcello Maranesi, Guido Morelli, Aldo Novelli, Francesco

Rispoli,

Il satellite dissemina l’informazione come una moderna cometa

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I satelliti nella società multimediale

Questo “Quaderno” è dedicato ai satelliti e al loro rinnovato ruolo nellasocietà dei servizi multimediali. I satelliti, come ben sappiamo, sono datempo strumenti indispensabili in molti servizi, dall’osservazione dellaterra alla meteorologia, al monitoraggio delle risorse e di fenomeni, naturali o antropogenici, come certi tipi di inquinamento, per non parlare

delle applicazioni militari. I satelliti hanno da tempo un ruolo consolidato nelletelecomunicazioni, basta pensare alla trasmissione transoceanica ed alla diffusionetelevisiva. Soltanto nella capacità di traffico il satellite cede il passo al cavo, specierealizzato con fibra ottica.

Le reti satellitari si stanno sempre più integrando, anche dal punto di vista delconsumatore finale, con tutte le altre reti, fisse e mobili. Osserva il Ministro delleComunicazioni Maurizio Gasparri: “l’accesso a Internet a banda larga è ora possibiledirettamente via satellite, con una organica integrazione con le altre reti”. In altri terminicon i satelliti si fornisce un’offerta complementare, necessaria per le aree meno servitedal cavo. Della storia, della realtà, delle prospettive dei satelliti e della loro integrazionecon le altri reti, questo “Quaderno”, realizzato con la collaborazione della FondazioneBordoni, fornisce un articolato ventaglio di testimonianze.

di Guido SalernoDirettore Generale Fondazione Bordoni

Quando, quasi mezzo secolofa furono lanciati i primisatelliti, la loro valenza eraquasi esclusivamente politica e

militare, ma già allora l’irresistibileatout del satellite era la capacità dicoprire e servire regioni immensecontemporaneamente e concontinuità, invisibile e intoccabile,senza i vincoli del territorio, diinfrastrutture e attività umane. Contre satelliti opportunamente spaziatisi vedeva a colpo d’occhio l’interopianeta.

L’adozione del satellite come

L’integrazione delle reti

Dallo spazio la multimedialità

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I quaderni di Telèma

strumento di comunicazione nacquespontaneamente da questa peculiarità,subito dopo, negli anni 60, e fu simbolodi rivoluzione tecnologica e disovranazionalità. In realtà allora e permolto tempo l’ingegneria ditelecomunicazioni a bordo era quella diterra: il ‘miracolo’ era piuttosto quellomeccanico di tenere quell’oggettoapparentemente fermo a galleggiarenello spazio.

Il satellite era soltanto un trasponderpassivo, uno specchio che funzionava dacavo virtuale nel cielo. Il suo puntodebole rispetto ai sistemi terrestri era, edè tuttora, quello di non poter modularela capacità di traffico, che andavainstallata totalmente fin dal lancio, anchesenza la relativa copertura commerciale.Una difficile scommessa, quindi, cherecenti ambiziosi programmi a livelloplanetario hanno clamorosamentegiocato e perso.

Col progredire della tecnologia,comunque, il ruolo del satellite comepotente strumento di comunicazione si èirreversibilmente consolidato in virtùdella sua capacità di copertura, dielevata elasticità di riconfigurazione e diallocazione dinamica di risorse e servizi.

Soltanto nella portata di traffico ilsatellite cede il passo al cavo, specieall’ineguagliabile capacità della fibraottica, nelle aree ad elevataurbanizzazione e informatizzazione.Nelle telecomunicazioni tradizionali,voce e successivamente dati, quindi, ilsatellite ha convissuto con il cavo, inrame e fibra, in un regime di rivalitàsinergica, nella quale la rete ricorrevaall’uno o all’altro dei mezzi in base acriteri di efficienza e economicità,mutevoli nel tempo e nello spazio e,naturalmente, con la natura del servizio,uno per tutti la diffusione televisiva.

Prevalente comunque il ruolo delsatellite nei collegamenti cosiddettitattici, nelle emergenze, e nel servizio diricerca e posizionamento.

Molte altre applicazioni di interesseprimario sono state sviluppate e basatesul satellite come strumento senza rivali:l’osservazione della terra, la meteo-climatologia, il monitoraggio di risorse edi fenomeni, naturali o antropogenici,come certi tipi di inquinamento, per nonparlare delle applicazioni militari.

L’avvento vorticoso di nuovi servizi edella multimedialità come tessutoconnettivo della società e soluzioni diingegneria sempre più raffinate intermini di componentistica, tecniche ditrasmissione e informatica, hannorivoluzionato in tempi brevi erecentissimi l’intero settore delletelecomunicazioni, stimolando latecnologia satellitare a una continuaevoluzione, sia in termini di capacità dibanda sia di codifiche di riduzione delsegnale, che hanno consentito diraddoppiare o triplicare i canalitrasmessi.

L’adozione della larga banda, inparticolare, ha consentito al satellite unsalto di qualità rendendolo accessibile amolti altri servizi e supplendo in parte aisuoi limiti naturali di traffico. Di qui lamoltiplicazione dell’offerta di servizi:telefonia mobile, immagini, servizi adalto valore aggiunto come telemedicina eformazione, fino all’integrazionesinergica con la rete Web, con tutti iproblemi di gestione traffico, interattivitàe sicurezza che questa comporta.Cambiano anche le applicazionitradizionali, con il sistema diposizionamento europeo Galileo,servizio perfezionato, globale einterattivo che si pone come alternativaeuropea all’americano GPS.

Le telecomunicazioni spaziali hannouna data di nascita ufficiale: nel1965 quando, per conto diINTELSAT, fu messo in orbita

Ear1y Bird, il primo satellite artificiale ascopi commerciali, con un ripetitoreattivo di capacità equivalente a 240

circuiti telefonici e una massa di 38 kg. Negli anni precedenti erano stati

lanciati alcuni satelliti (Telstar, Relay eSyncom) sperimentali che avevanopermesso di affinare le tecniche diposizionamento in orbita geostazionaria,tale cioè far apparire il satellite ad una

Le Telecomunicazioni via satellite

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stazione di terra come un punto fissonello spazio.

Dopo Early Bird, le telecomunicazionispaziali subirono un notevole impulsoanche grazie al supporto dei Governi chefacilitarono la costituzione di ConsorziInternazionali per lo sviluppo el'utilizzazione di queste nuove tecnologietrasmissive. Il primo di tali consorzi fuINTELSAT creato nel 1964 da parte di 11Paesi Occidentali.

Anche l'Unione Sovietica avevaattivamente partecipato alla corsa verso

lo spazio con il lancio dei satelliti dellaserie MOLNYA, caratterizzati da orbiteeccentriche fortemente inclinate (circa63° rispetto all'Equatore) che avevano ilvantaggio di avere una buona visibilitàdel satellite per varie ore al giorno suregioni ad elevata latitudine.Successivamente, con il lancio dei satellitigeostazionari della classe GORIZONT,l'URSS creò nel 1971 l'organizzazioneINTERSPUTNIK che divenne ilriferimento per i Paesi del bloccosovietico.

Le comunicazioni spaziali

Le comunicazioni spaziali,inizialmente concepite pereffettuare la connessione tra puntifissi, si indirizzarono

successivamente anche al collegamentotra mezzi mobili. Nei primi anni '70furono infatti lanciati tre satellitidenominati MARISAT, posizionatirispettivamente sull'Oceano Atlantico,Pacifico ed Indiano ad uso della USNavy. I risultati positivi di questasperimentazione portarono nel 1979 allacreazione di INMARSAT che iniziò adoperare sui satelliti MARISAT già esistentie, successivamente sui MARECSsviluppati dall'ESA (European SpaceAgency ) nel 1981.

Nel 1977, in ambito Europeo, fucostituita EUTELSAT che solosuccessivamente, nel 1985, assunse lacaratterizzazione di OrganizzazioneIntergovemativa. Anche EUTELSATutilizzò all’inizio satelliti dell'ESA (OTS epoi ECS). La nascita di EUTELSATcoincise con la decisione, maturata inambito CEPT, di operare nella banda Ku(11\14 GHz) riservata in parte alletelecomunicazioni spaziali.

Altri consorzi a carattere globale(PANAMSAT) o a carattere regionale (adesempio ARABSAT, PALAPA, NAHUEL,ASTRA) e domestico (tra cui ITALSAT,KOPERNIKUS, TELECOM) sono natisuccessivamente nel contesto diprogrammi spaziali mirati. La presenza disocietà private e la spinta americanaverso l'incentivazione della concorrenzaha potato poi, alla fine dello scorsodecennio, i Consorzi InternazionaliGovernativi INTELSAT, EUTELSAT edINMARSAT alla privatizzazione e alla

quotazione in borsa.L'interesse per il mezzo trasmissivo

satellitare, dopo una prima fase di rapidosviluppo, ebbe un periodo di regressonella prima metà degli anni '80 a causadel rapido affermarsi di tecnologiecompetitive (fibre ottiche) e del crescentenumero di cavi transoceanici. Tuttavia,proprio in quegli anni, giunsero atermine alcuni progetti che siproponevano di utilizzare il mezzosatellite per la diffusione di programmitelevisivi, dapprima verso operatori TVper la redistribuzione su mezzi terrestri e,successivamente, direttamente versol'utente finale.

I satelliti DBS (Direct BroadcastSatellite) furono concepiti per funzionarein banda Ku (12 GHz) e con una potenzain trasmissione tale da permettere laricezione con antenne paraboliche deldiametro massimo di 90 cm. e ricevitoridal basso costo, accessibili pertanto almercato consumer. Le principali iniziativein Europa si concretizzarono nel lanciodei seguenti satelliti:

TDF 1 (1988) - Francia\Germania TELE - X (1989) - Svezia OLYMPUS (1989) - ESA\ltalia\UK TDF 2 (1990) - Francia\Germania Particolarmente innovativo fu il satellite

Olympus, che disponeva, oltre al DBS, diun sistema di telecomunicazioni in bandaKa ( 20/30 GHz).

In parallelo era partito in Italia losviluppo del sistema ITALSAT, con duesatelliti lanciati attorno al 1990 e rimastioperativi fino all'estate del 2002. ITALSAToperante in banda Ka con antenne multi-fascio, faceva uso di sistemi dirigenerazione e commutazione a bordo

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che rendevano il satellite simile ad unacentrale di commutazione, laddove nelpassato il satellite era sempre statoconcepito come uno specchioequivalente ad un cavo virtuale nel cielo.L'esempio di ITALSAT é poi stato seguitoda HOT BIRD Skyplex (Eutelsat) neiprimi anni 2000, mentre sarà pienamentesfruttato e superato solo dal sistemaSpaceway (Hughes) il cui lancio é attesonel 2003. Il risultato di questi progettipuò essere solo ora valutato in tutta lasua portata se si considera che lamaggior parte della capacità spazialedisponibile a livello mondiale è oggidevoluta ad applicazioni di tipotelevisivo.

Gli enormi progressi nel campo delletecniche trasmissive (codifica ecompressione di segnali digitali) e nelcampo dei componenti a semiconduttorehanno permesso di ridurre drasticamentela complessità, le dimensioni ed i costidei sistemi di telecomunicazioni spaziali.

Le stazioni di terra, possono ora essereinstallate direttamente presso la sededell’utilizzatore finale e sonocomunemente indicate con l'acronimoVSAT (Very Small Aperture Terminal).Tali soluzioni hanno incontrato unnotevole interesse nell'ambito dellegrandi aziende con crescente necessità disistemi trasmissivi proprietari, omogeneied a carattere internazionale.

Il panorama della tecnologia

Isatelliti artificiali rivestono unagrande importanza nello sviluppodelle telecomunicazioni per lecaratteristiche peculiari che li

differenziano da qualsiasi altro sistemadisponibile, prima fra tutte la vasta areadi copertura, sia a livello nazionale checontinentale, in base alla quale èpossibile realizzare reti di TLC congrande rapidità e con spese relativamentecontenute.

La maggior parte dei circa 230 satellitiper telecomunicazioni commerciali èposta in un'orbita geostazionaria, vale adire che osservano la Terra con unangolo tale da permettere lecomunicazioni tra ogni coppia di puntivisibili dal satellite su di un'area pari acirca 4/10 dell'intera superficie terrestre.Per avere la copertura globale sonopertanto sufficienti tre satellitiopportunamente spaziati.

La posizione finale sull'orbita, lecoperture e le frequenze utilizzate sonocoordinate dall'ITU (InternationalTelecommunication Union). La posizionenominale é mantenuta tramite l'utilizzo dipropulsori a jet chimici od elettronicicomandati da terra dai centri di TT&C(Tracking, Telemetry & Command ). Lavita utile del satellite è determinata dallaquantità di propellente caricato a bordo.

Solitamente i satelliti sono spaziati di 3°quindi la risorsa orbitale é una risorsalimitata. In situazioni particolari, tipico ilcaso di sistemi concepiti per la diffusionedi programmi televisivi, un singolo

Operatore può decidere di posizionarepiù satelliti nella stessa posizione orbitalericorrendo ad una trasmissionediversificata in frequenza. EUTELSAT, adesempio, ha pianificato il posizionamentodi 5 satelliti per diffusione televisiva nellaposizione a 13° Est per permettere agliutenti la ricezione di più di mille canaliTV con una sola antenna.

Alcuni sistemi satellitari, noti comecostellazioni di satelliti hanno adottatosoluzioni di tipo non-GEO. Tale sceltapermette di minimizzare il ritardotrasmissivo insito nella tecnologiageostazionaria (circa 270 ms) ed irequisiti di potenza necessari per unradiocollegamento bidirezionale. Inquesto caso i satelliti vengonosolitamente posizionati su orbite sub-polari ad alcune centinaia di km. dialtezza ed hanno un periodo dirivoluzione di poche ore. Questasoluzione viene frequentemente utilizzatanel campo militare a scopi di intelligencema anche nel campo del “remotesensing” per usi commerciali. L'adozionedi costellazioni costituite da decine di talisatelliti permette di realizzare trasmissioniin “real time” richieste per servizi ditelefonia mobile personale.

Fino ad alcuni anni fa le caratteristichedei satelliti erano limitate in peso edimensioni dalla scarsa potenza dei razzivettori; l'attuale disponibilità di lanciatorievoluti (ad esempio ARIANE 5) permetteil lancio di satelliti con grandi sistemi di

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energia ( pannelli solari e batterie)sufficienti ad aumentare di uno-due

ordini di grandezza la potenza degliamplificatori.

Satelliti GEO,MEO,LEO

Nel corso degli anni letelecomunicazioni spaziali sisono progressivamentedifferenziate in termini di orbite

dei satelliti, frequenze di esercizio. eclasse di servizi, come schematizzatonella Figura.

Nella terminologia corrente sidistinguono, infatti, oltre ai satelliti GEO,posti in orbita geostazionaria:

● satelliti MEO ( Medium Earth Orbit )posizionati ad altitudini tra i 10.000 ed i20.000 Km. Ne é un esempio lacostellazione di satelliti GPS (Global

Positioning System) utilizzati,inizialmente, per scopi militari USA esuccessivamente anche a scopi civili.

● satelliti LEO (Low Earth Orbit) cheorbitano circolarmente attorno alla terraad altezze comprese tra i 700 ed i 1500Km.

Appartengono a tale classe sistemisatellitari complessi composti da decinedi satelliti di medie dimensioni (BigLEOs) quali ad esempi IRIDIUM eGLOBALSTAR ( telefonia mobile ), o didimensioni dell'ordine di poche decinedi Kg. quali ad esempio ORBCOMM (trasmissione dati a bassa velocità).

Nella scelta dell'orbita si tiene ancheconto della presenza delle cosiddettefasce di Van Allen, zone altamenteionizzate posizionate fra i 1200 e i 10.000Km ed intorno ai 20.000 Km, checomportano notevoli disturbi alleapparecchiature elettroniche di bordo.

Per quanto riguarda i servizi una prima

classificazione di massima è la seguente:● Fixed Satellite Services (FSS) che

comprendono le radiocomunicazionitra punti fissi

● Mobile Satellite Services (MSS) relativi acomunicazioni tra mobile ed unastazione fissa di terra o tra mobili

● Broadcasting Services (BSS) che siriferiscono a servizi di tipo diffusivo.

Classificazione delle orbite per i vari tipi di satelliti e servizi

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Metodi di accesso

Solitamente in una rete pertelecomunicazioni via satellitela condivisione della capacitàspaziale si consegue

adottando una tra le seguentitecniche di accesso multiplo airipetitori (transponder) di bordo.A.FDMA (Frequency Division

Multiple Access)B.TDMA (Time Division Multiple

Access)C.CDMA (Code Division Multiple

Access)

Tecnica di accesso FDMA(Frequency Division MultipleAccess)

Con la tecnica di accesso FDMA labanda di frequenza, disponibile suun transponder, è divisa in canali diampiezza opportuna, ciascuno deiquali è assegnato ad una portante aRadio Frequenza (RF).

L’FDMA è stata la prima tecnica diaccesso multiplo utilizzata per isistemi di telecomunicazione viasatellite e trova ancora oggi largoutilizzo.

Tecnica di accesso TDMA (TimeDivision Multiple Access)

Il TDMA opera nel dominio deltempo ed è applicabile a sistemiche adottano una modulazione ditipo numerico. Con tale tecnical'utilizzo del transponder avviene asuddivisione di tempo: per ogniistante solo una determinatastazione di terra accede a tutta labanda allocata. L'accesso dellestazioni di terra al transponder èsolitamente di tipo sequenziale.

Tecnica di accesso CDMA (CodeDivision Multiple Access)

Nella tecnica di accesso CDMA ilsegnale emesso dalla stazione vienedistribuito su una parte o tutta labanda disponibile sul transponderutilizzando codici costituito da unrumore pseudo-random. cioè unasequenza “casuale”, emessa da unparticolare generatore, che modificail segnale utile prima dellatrasmissione.

Il ricevitore, conoscendo

esattamente la sequenza di impulsicostituenti il codice pseudo-random,può effettuare l'operazione inversa(decodifica) ed estrarre ilmessaggio. Con tale tecnica,numerose stazioni possono operarenella stessa banda di frequenzesenza essere soggette a mutueinterferenze purché siano statiadottati opportuni codici (cosiddettiortogonali).

Un collegamento satellite dedicato(SCPC - Single Channel Per Carrier)mette a disposizione di una coppiadi stazioni terrene una capacità "fulltime", l'utilizzo della quale puòrisultare non ottimizzato durante ilperiodo in cui la trasmissione nonavvenga alla massima velocitàpossibile, poiché la capacitàassegnata è fissa e non varia infunzione delle inevitabili fluttuazionidel traffico.

Al contrario, in una rete, purseguendo criteri di accesso allarisorsa satellite differenti, si riesce acondividere le risorse satellitari e icanali di comunicazione da parte diuna molteplicità di utenti solo nelcaso di effettiva trasmissione e nellamisura richiesta dal volume ditraffico.

Un altro elemento qualificantedella soluzione sistemistica di rete èla possibilità di ripartirel'investimento, normalmentecospicuo, di una stazione master traun numero elevato di piccolestazioni a basso costo, o addiritturautilizzare la stessa infrastruttura distazione master per reti distinteappartenenti a clienti differenti. Inogni caso, la filosofia di base nellascelta della tecnologia più adeguataè quella di utilizzare soluzioni SCPCper grandi direttrici di traffico concomportamento stazionario mentre,per il caso di un elevato numero distazioni con basso traffico di tipodiscontinuo, si preferisce l'uso direti TDM/TDMA e SCPC/DAMA(Demand Assignment MultipleAccess).

Enrico Saggese(Telespazio)

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Negli ultimi anni si èconsolidato, da un lato, losviluppo della TV digitalee, dall’altro, sono stati

avviati i primi servizi Internet viasatellite. Parallelamente, c’è stata unacrescente diffusione della tecnologiaADSL che, di fatto, costituiscel’offerta principale degli operatoriTLC ed ISP.

Nel prossimo futuro le nuoveopportunità di sviluppo delle retisono legate principalmenteall’erogazione di servizi a bandalarga, applicazioni in grado di forniresia l’accesso veloce ad Internet che icontenuti video. Un ulterioreelemento di sviluppo è costituitodalla TV, con la progressivatrasformazione da mezzo puramentepassivo a un vero e proprioterminale di comunicazione dotato diinterattività.

In questo scenario di sviluppotecnologico trova un posto di rilievola TV digitale terrestre il cui piano diimplementazione è in corso. Lafigura mostra una possibileevoluzione delle piattaforme dicomunicazione a livello europeo edevidenzia il ruolo centrale delsatellite con i suoi 40 milioni di Set

La Banda Larga via Satellite

Sopra, “Le reti a larga banda”.Evoluzione prevista delle piattaforme di comunicazione in Europa.A sinistra, “Terminale utente”. Applicazioni e collegamenti del terminaleutente

Top Box previsti nel 2005.Con un parco utenti così

importante nasce spontaneal’esigenza di permettere la fruizionedi programmi interattivi tramite il SetTop Box e l’antenna parabolica. Lasfida non e’ semplice e priva di rischima dovrà essere affrontata da tutti glioperatori del settore e accompagnatada una regolamentazione agilenell’interesse della collettività. Infatti,la diffusione capillare dei nuoviservizi, anche di tipo sociale, puòessere favorita dalla Televisionestessa che, al contrario del PC, è ilmezzo di comunicazione più diffusoe facile da adoperare. Il satellite,quindi, non si pone come alternativaalle reti terrestri, bensì comeelemento di integrazione per unosviluppo armonico e omogeneo deiservizi a banda larga.

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In linea generale non esistonosoluzioni tecnologiche univoche,benché ci siano sforzi sia da parte deicostruttori sia degli operatori per

concordare standard comuni checonsentano di realizzare prodotti e serviziin maniera economica e su larga scala.Alenia Spazio ha scelto un percorsoincentrato prevalentementesull’innovazione tecnologica nellacontinuità con i piani messi a punto inpassato dall’Agenzia Spaziale Italiana eche hanno permesso all’azienda didiventare leader nei satelliti in banda Kacon il programma Italsat.

La banda Ka (20/30 Ghz) diventaessenziale per incrementare la bandaeffettiva sul satellite e per far fronte alleesigenze dei nuovi servizi. Con lepiattaforme satellitari oggi disponibili o incorso di realizzazione si può arrivare ainstallare in orbita capacità complessivefino a circa 10 Gbit/sec, ovvero 10 voltequelle disponibili oggi sui satelliti inbanda Ku.

L’altra innovazione tecnologica digrande rilievo è quella relativa all’OnBoard Processing (OBP), determinante nelpermettere l’accesso diretto al satellite conterminali di piccole dimensioni e, quindi,la realizzazione di reti magliate a costimolto contenuti.

A corollario delle innovazionitecnologiche, sul satellite trova un postodi rilievo il terminale d’utente, elementostrategico per consentire la fruizione deiservizi a larga banda e quindi losfruttamento efficiente della capacitàsatellitare. Le due condizioni da rispettareper il successo del programma sonol’utilizzo di tecnologie a basso costo per ilmercato consumer e l’adattabilità a diversistandard per aumentare i volumi diproduzione. In questo contesto è risultatonaturale e determinante un accordo fraAlenia Spazio e ST Microelectronics,leader mondiale nei chipset per decoderdella TV.

Sulla base di queste premesse è statomesso a punto un programma di sviluppoe di validazione per favorire larealizzazione di reti satellitari a largabanda e dei servizi.

La prima tappa, SkyplexNet-HB5, hapermesso di validare, con una soluzioneibrida in cui il canale di ritorno avvienetramite linea telefonica, sia la stessa

tecnologia Skyplex, sia la risposta delmercato rivolto agli operatori corporate edISP. Questo, però, è solo il punto dipartenza per gli sviluppi futuri i cuibenefici dovranno essere tangibili intermini di prestazioni aggiuntive eriduzione dei costi.

La seconda tappa, SkyplexNet-HB6,incentrata sullo sfruttamento simultaneodella banda Ka e dello Skyplex evoluto,provvisto di turbo-codifica, introdurrà lapiena interattività satellitare avviando leprime sperimentazioni dei servizi rivolti almercato professionale e business.

Il salto di qualità verso il mercatoresidenziale richiederà un pienosfruttamento delle suddette tecnologie e,quindi, la necessità di disporre di unapiattaforma satellitare dedicata cherappresenti la terza ed ultima tappa delpiano di sviluppo prima dell’avviocommerciale dei nuovi servizi. Allecompetenze tecnologiche di Alenia Spazioe di STM si affiancheranno, a questopunto, quelle legate ai servizi di aziendequali Telespazio e Eutelsat, con cui, inparticolare, è tuttora in corso lo studiodella missione Ka Sat.

Giova sottolineare come il Piano disviluppo della componente satellitare siaarmonizzato con quello del terminale, lacui evoluzione naturale sarà verso ilmercato residenziale e l’integrazione delletecnologie ADSL, wireless e della TVdigitale terrestre, con l’obiettivo dipermettere un’ampia integrazione fra tuttele tecnologie di rete.

Anche nel campo della mobilità ilsatellite rivestirà un ruolo importante,soprattutto per i mezzi di trasporto ad usocollettivo. Fra le possibili applicazioni lapiù promettente e anche stimolante sulpiano tecnologico è quella legata ai treniad alta velocità, dove l’obiettivo è quellodi consentire sia la distribuzione diprogrammi TV che l’accesso Internet aipasseggeri. L’alta velocità dei convogli,unitamente all’alta velocità del segnale ealla presenza di ostacoli naturali e digallerie, rende indispensabile l’uso delsatellite e di altre tecnologie di retewireless.

Il programma FIFTH (Fast Internet onFast Trains Hosts) della CommissioneEuropea, assegnato ad Alenia Spazio e adaltri partners, fra cui Trenitalia, mira avalidare le nuove soluzioni tecnologiche

La Piattaforma satellitare a Larga Banda

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attraverso una ampia sperimentazione conalcuni convogli già a partire dai primimesi del prossimo anno. Anchel’operatore francese SNCF è interessatoalla sperimentazione per i suoi TGV ed hagià predisposto una carrozza“tecnologica”, denominata Melusine, sullaquale installare il terminale satellitare.

Dalle suddette esperienze sul campo si

potranno, successivamente, mettere apunto le piattaforme di comunicazione alarga banda per i treni ed avviare i nuoviservizi a partire già dal 2004, sfruttando ilsatellite Atlantic Bird realizzato da AleniaSpazio per Eutelsat e lanciato nell’agostodi quest’anno.

Francesco Rispoli(Alenia Spazio)

Inmarsat, azienda leader mondialenella comunicazione mobilesatellitare, produce soluzioniinnovative di comunicazione da

oltre 20 anni e i suoi servizi sonolargamente utilizzati da imprese edagenzie governative di tutto il mondo.Ad oggi Inmarsat possiede 9 satelliti (4di seconda generazione e 5 di terza) ilcui mantenimento in orbita emonitoraggio del traffico vengonoeffettuati dai propri Centri di Controllo aLondra, dove la società ha anche la suasede principale. Inmarsat disponeinoltre di circa 260 service providersoperanti in 80 nazioni in tutto il mondo.

L’ultima innovazione in casa Inmarsatè il Regional BGAN (RegionalBroadband Global Area Network): ilservizio, attivo dal 18 Novembre 2002, èfornito da Inmarsat attraverso il leasingdel satellite arabo Thuraya e larealizzazione di un’unica gatewayterrestre con sede in Italia, presso ilCentro Spaziale Telespazio del Fucino(AQ).

Il Regional BGAN permette, attraverso

un piccolo modem IP Satellitare didimensioni paragonabili a quelle di unnote-book, la connessione via satellitead Internet. Leggero e compatto (le suedimensioni sono di 300mm x 240mm x40mm, il suo peso è di 1.6 kg) ilmodem IP Satellitare permette così unaconnessione ad alta velocità del PC odel PDA (Personal Digital Assistant)dell’utente finale con la rete di satelliti. Ilprocesso di configurazione è automaticoe l’utilizzatore non necessita diconoscenze particolari riguardanti ilfunzionamento del satellite o delmodem. La connettività IP è così fornitain 99 nazioni diverse, su canali condivisia 144 kbit/s, ad una velocità più cheraddoppiata rispetto ai sistemi GPRS.

Nel prossimo futuro Inmarsat intendemigliorare ulteriormente tali prestazionicon il lancio del servizio BGAN, cheprevede la messa in orbita di duesatelliti di quarta generazione Inmarsat,attualmente in costruzione a Tolosa adopera del consorzio Astrium. La velocitàdi connessione raggiungerà così i 432kbit/s e utilizzerà tecnologie UMTS.

Il Regional BGAN è dunque unasoluzione affidabile per iltrasferimento di dati ad altavelocità che coniuga la necessità

di libertà e flessibilità all’accesso alleinformazioni di lavoro, come equando richiesto. La sua portatainnovativa va inquadrata in unmondo in cui la comunicazione didati è ancora spesso carente a causadi infrastrutture locali di

telecomunicazioni limitate o assenti. L’utente deve semplicemente

connettere il modem al suo PC oPDA (per mezzo di interfacceEthernet, USB o Bluetooth), puntarel’antenna in direzione del satellite eprocedere come d’abitudine,indipendentemente da dove si troviall’interno della zona di copertura delsegnale, in Europa o in una zonaremota del Nord-Africa.0

Una soluzione affidabile

Il Regional BGAN:la nuova sfida di Inmarsat

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Come mostrato in figura (Mappaillustrativa di copertura del segnale),Regional BGAN copre l’Europa, il MedioOriente, il sub-continente indiano el’Africa settentrionale, centrale edoccidentale. Detta copertura e’ ottenutaattraverso la suddivisione del territorioin spotbeams.

Il sistema è in grado di rivelare laposizione dell’utente in quanto ilmodem satellitare è provvisto diricevitore GPS; questo dato è essenzialeper effettuare la procedura diattachment al network terrestre.Inmarsat fornisce il servizio tramite deiDistribution Partners (dieci finora), tra iquali figura anche Telecom Italia.Accordi commerciali di roamingpermettono inoltre l’utilizzo del sistemacon differenti carte SIM GPRS.

Il servizio permette così di accedere escambiare informazioni in tempo reale

ad un costo contenuto perché basato sultraffico effettivo dei dati trasmessi ericevuti e non sulla durata dellaconnessione. L’accesso alle informazioniè di alta qualità e senza il rischio diinterruzioni; l’utilizzo è semplice e confunzioni rapide ‘plug and play’ per PC.

Si può quindi affermare che RegionalBGAN fornisce continuità alle attivitàoperative oltre i confini delleinfrastrutture terrestri di comunicazionefissa e mobile.

La gamma di applicazioni supportateinclude:● accesso remoto istantaneo alla LAN

aziendale, mantenendo la produttivitàin qualunque area coperta dalsegnale;

● connettività VPN, ovveroconnessione ad una varietà di RetiPrivate Virtuali che permette unaccesso alle informazioni sicuro e

In alto, mappa di copertura del segnale. A sinistra, il terminale di utente del Regional BGAN

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veloce da punto a punto.● accesso affidabile (per via di un

sistema di cifratura personalizzata) ead alta velocità, in ogni momento,della connessione ad Internet.

● funzionalità del servizio e-mail, perrimanere in contatto, spedire ericevere informazioni.

● trasferimento di files, percondividere e collaborare concolleghi, soci e clienti.

● trasferimento di immagini digitali,per spedire immagini scannerizzatedi documenti e fotografie di altaqualità e permetterne così unapubblicazione immediata.

● convenienza, immediatezza esicurezza del commercio elettronicoon-line.

● query di database, con accessoimmediato a record dei clienti e adinformazioni importanti.

● immagazzinamento e inoltro difilmati, ideale per la spedizione divideoclip.

● supporto IP remoto, comprensivo diupgrade del software e didiagnostica.In sintesi, Regional BGAN fornisce

una comunicazione portatile via satellite,semplice ed economicamente efficiente,in grado di rendere disponibile laconnettività di fatto in ogni luogo. Tuttociò ad una velocità di connessione piùche raddoppiata rispetto ai sistemi GPRSper LAN, WAN, Intranet e Internet,senza dipendere dalla disponibilità eaffidibilità delle locali reti terrestri.

Michael Butler, DirettoreCommerciale di Inmarsat, harecentemente dichiarato che “il lanciodel Regional BGAN è una importantepietra miliare nella fornitura di servizimobili per il trasferimento di dati ad altavelocità” e che esso è un vero e proprio“‘quantum leap’ (salto in avanti) nellafornitura di servizi wireless, chepermette alle aziende di operare senzale costrizioni del network terrestre, ovepossibile”.

“Con il lancio del Regional BGAN diInmarsat - prosegue - l’idea dell’ufficiomobile è diventato realtà, fornendolibertà e flessibilità per le aziende ditutto il mondo.”

Aldo Novelli(Inmarsat)


Servizi sociali:Telemedicina e Teleformazione

La rete dell’emergenza sanitarianazionale, predisposta a seguito delDPR 27 marzo 1992 e dellenormative nazionali e regionali

successive, è stata realizzata conun’organizzazione assolutamenteinnovativa che vede l’emergenza suddivisain due fasi:

1. La fase dell’allarme (assegnata alsistema di emergenza sanitaria 118) in cuila segnalazione di un evento, effettuatatramite il numero telefonico unico egratuito 118, perviene ad una centraleoperativa di valenza regionale e/oprovinciale (funzionante 24 ore su 24),che allerta le postazioni disseminate sulterritorio ove sono presenti personaleoperativo (Medici, Infermieri Professionali,Autisti e Barellieri) e mezzi di soccorso divaria tipologia, fino all’elicottero.

2. La fase di risposta (di competenzaospedaliera) è costituita da una rete di

presidi Sanitari di vario livello dicomplessità, a seconda della risposta dafornire ovvero a seconda del livello digravità della situazione rappresentata, èdifferenziata da:● Punti di Primo Soccorso;● Pronto Soccorso;● Dipartimento di Emergenza ed

Accettazione di I° livello;● Dipartimento di Emergenza ed

Accettazione di II° livello ove sonorappresentate tutte le specialità e,pertanto, in grado di affrontare qualsiasisituazione.La possibilità di un coordinamento

unico ed il riferimento a strutture in gradodi mettere in comunicazione il territorio el’Ospedale ha permesso di abbreviare itempi di intervento e di indirizzare ipazienti presso le strutture più idonee adaffrontare la patologia riscontrata.

La Telemedicina rappresenta un

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ulteriore passo avanti nell’ottimizzazionesia dell’intervento di soccorso sianell’assistenza al paziente. La trasmissione,in tempo reale, della posizione del mezzo,dei parametri riguardanti lo stato clinicodel paziente ovvero la trasmissione diimmagini radiologiche e/o di tracciatielettrocardiografici ecc. dai centri minori aicentri maggiori, con la possibilità diconsultare specialisti, non solo aumentanole possibilità di successo dell’intervento,ma permettono di non trasferire ilpaziente se non quando assolutamentenecessario. La realizzazione di quantoesposto favorirà non solo un risparmio ditempo e di risorse economiche, mapermetterà un migliore utilizzo dei lettidedicati alle alte specialità quali laneurochirurgia, la cardiochirurgia, i servizidi rianimazione ecc.

Molti anni sono passati dallarealizzazione dei primi programmi diTelemedicina avvenuti negli anni ’50 negliStati Uniti per la psichiatria; in Italia, lacultura dell’emergenza inizia negli anni’80 e prende piede negli anni ’90. Ilsistema 118, in pochi anni, rappresentauna realtà di valenza nazionale.Sicuramente la possibilità di fornire lamigliore assistenza, nel modo migliorepossibile ed in modo equanime a tutti,tramite i servizi di Telemedicina, ne stafavorendo e ne favorirà, a breve, losviluppo.

La Telemedicina è uno strumento alservizio della Sanità, in cui sono applicatee sviluppate le conoscenze e letecnologie relative alle telecomunicazioni,all’informatica e, più in generale, allamultimedialità.

Obiettivo della Telemedicina è fornireal paziente un servizio sanitario semprepiù efficiente, e quindi: migliorare leprestazioni sanitarie, razionalizzare iservizi, ridurre i costi, favorirel’educazione medica permanente (ECM),avviare nuove campagne sanitarienazionali.

Tra i vantaggi immediatamenteriscontrabili dall’utilizzo dellaTelemedicina, uno dei più rilevanticonsiste nella eliminazione della distanzafra medico specialista e malato, ottenutaspostando (attraverso reti TLCmultimediali e interattive) le informazionirelative al paziente sotto osservazionepiuttosto che il paziente stesso. Cosìfacendo si ottengono evidenti vantaggisul piano umano, logistico e, diconseguenza, economico: il paziente puòricevere assistenza qualificata rimanendonel suo ambito familiare, ed è possibilestabilire, con crescente accuratezza econfidenza, se e quando trasferirlo aicentri ospedalieri (e a quale livello dicompetenza specialistica), riducendo ilricorso ai centri di alta specialità ai solicasi di effettiva necessità.

Una risposta all’emergenza

La Telemedicina offre ancora unarisposta alla gestionedell’emergenza sanitaria, è quellarelativa al trattamento di un

paziente già in cura presso una strutturaOspedaliera che, in situazioni diemergenza, richieda l’intervento dispecialisti di altri reparti (emergenza intra-ospedaliera relativa alle alte specialitàquali: Cardiochirurgia, Neurochirurgia,Rianimazione, Unità di Terapia IntensivaCardiologica, Terapia Intensiva Neonatale)

Infine, la Telemedicina diventa unsupporto insostituibile nella gestione disituazioni di grande emergenza (terremoti,alluvioni, eventi bellici ecc.) allorquando,attraverso il coordinamento dellaProtezione Civile, vengono istituitiospedali di primo soccorso nei pressidell’evento che possono connettersi in

Tele-video-consulto con Centri di altaspecializzazione dislocati anche moltodistante dal luogo di emergenza.

Un ulteriore campo di utilizzo dellaTelemedicina è, già da alcuni anni,l’esame a distanza di referti (secondopinion). In particolare si fa un largo usodi sistemi che permettono la consulenza adistanza di radiografie, ecografie, TAC erisonanze magnetiche. I sistemi fino adoggi utilizzati si basavano sull’invio fisicodei referti e solo nell’ultimo periodo, conla diffusione di Internet e della postaelettronica, si stanno cominciando adutilizzare le reti di telecomunicazione.

La Telemedicina permette ilmonitoraggio a distanza, soprattutto nellecardiopatie. L’utilizzo di sempliciapparecchiature permette ad un vastonumero di ammalati di essere sottoposti a

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controlli a distanza dei parametri cardiacivitali da parte di personale specializzato.Inoltre, grazie alle vaste possibilità diassistenza remota e domiciliare, èpossibile anticipare la dimissione dagliospedali di quei pazienti che, superata lafase critica, necessitano soltanto di esseremonitorati. Un esempio è fornito dai casiin cui il paziente, il quale ha subito unaoperazione chirurgica, può lasciarel’Ospedale appena è in grado di spostarsi,rimanendo però in una fase di “dimissioneprotetta”, cioè sotto monitoraggio remoto.Gli anziani e i lungo-degenti, quindi,possono vivere la loro vita tranquillamentepotendo contare sulla presenza di unarete di controllo.

La Telemedicina si configura come unarete di interconnessione fra centri medici,dove le informazioni circolanorapidamente assicurando una rapidacondivisione di informazioni quali : irisultati di ricerche scientifiche, ladisponibilità di nuovi farmaci, le nuoveprocedure ed i nuovi protocolli perl’assistenza, ecc. Per quanto riguarda laformazione, lo strumento dellaTelemedicina offre la possibilità di favorireun’educazione medica permanente.

I requisiti fondamentali dellaTelemedicina possono riassumersi intempestività, qualità e riservatezza.

Tempestività nel trasferimento delleinformazioni. Disporre di una rete dicomunicazioni veloce e flessibile èindispensabile per definire, in tempo utile,il miglior trattamento a cui sottoporre il

paziente. Qualità delle informazioni scambiate.

Per permettere la refertazione di immaginidiagnostiche, quali ad esempio leradiografie, queste devono avere unlivello di dettaglio più che soddisfacente equindi contenere un’enorme quantità diinformazioni. Le tecniche di compressioneche vengono utilizzate per ridurre ilvolume di dati da trasferire rischiano, avolte, di cancellare dettagli essenziali. Èper questo che lo standard DICOM è invia di affermazione, definendo requisitiminimi di qualità e di dettaglio chegarantiscono l’analisi di referti in manierasicura (anche a scapito dei costi dimemorizzazione e trasmissione). Ènecessario associare al trasferimento deireferti anche la flessibilità di analisi (zoom,spostamento immagini fisse, ecc.). Laqualità delle informazioni permette unamaggiore predisposizione allacertificazione delle consulenze fornite. Inpratica uno degli argomenti, al momento,in discussione è la modalità con la quale imedici possano assumersi laresponsabilità di una refertazione. Inquesto caso, il rispetto delleproblematiche sulla sicurezza dei dati(Integrità, Autenticazione, Non ripudio)contribuisce al successo dellaTelemedicina.

Salvaguardia della riservatezza deipazienti. Anche in osservazione alle attualileggi sulla privacy (legge 675/96) dovràessere assicurato l’anonimato per l’ utilizzodei dati al di fuori dello specifico rapportotra medico e paziente.

La telemedicina satellitare

Alla base della Telemedicina stal’utilizzo dei diversi sistemi ditelecomunicazioni. Le tecnologiesatellitari rivestono un ruolo

preponderante in un cospicuo numerosituazioni.● Quando si devono trasportare grandi

quantitativi di informazione in tempirapidi, ad esempio nel caso si vogliarefertare una TAC o una RMN adistanza ed in tempo reale, oppure perpermettere ad uno specialista diassistere a distanza ad un interventochirurgico ecc.

● Quando un’informazione deveraggiungere diversi siti. Ad esempio

nella formazione a distanza, nellaVideo-Chirurgia, nell’informazionesanitaria (per ragguagliaretempestivamente i medici di base sunuove campagne di prevenzione, nuoviprotocolli, nuovi vaccini influenzali,procedure di risk management, nuoveterapie ecc.)

● Quando le sedi da collegare sianodistanti fra loro o si trovino in zonedove l’infrastruttura terrestre è carente.

● Infine, per la velocità in cui un sistemasatellitare può essere impiantato inprossimità di zone in cui si sia verificataun’emergenza.D’altro canto la soluzione satellitare ha

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nel passato presentato come punto didebolezza il fattore costo che comunquesta evolvendo positivamente. Infattil’introduzione della tariffazione di tipo

“Pay-per-Use”1 , rappresentaun’evoluzione che porta la soluzionesatellitare ad essere competitiva rispettoalle altre.

1“Pay per Use” indica la possibilità di superare l’attuale metodologia di tariffazione del segmento spaziale. Inpratica non è necessario determinare a priori il tempo di utilizzo del satellite e la banda richiesta (con ilpagamento della stessa indipendentemente dal suo effettivo utilizzo), ma, questi parametri sonoautomaticamente determinati sulla base delle effettive ed istantanee necessità del collegamento. Al termine di unperiodo di utilizzo, l’utente riceverà una bolletta che è l’esatta indicazione di quanto ha realmente consumato.


L’offerta Telespazio

Sulla scorta di quanto sopra,Telespazio ha avviato daalcuni anni un’attività disviluppo e di promozione dei

servizi innovativi quali laTelemedicina e l’e-learning conutilizzo della piattaforma satellitare.Obiettivo è quello di proporsi sulmercato non solo nel ruoloistituzionale di fornitore ed operatoredella Rete di Telecomunicazioni ma,grazie ad accordi intrapresi consoftware-house e operatori delsettore, come fornitore di Servizi avalore aggiunto per le StruttureSanitarie e per il mondo dellaFormazione a Distanza.

Sono stati sviluppati sistemi ingrado di venire incontro alle diverserichieste di sistemi innovativi.

In particolare è stata miglioratal’offerta di reti satellitari magliate edè stata realizzato un sistemamultimediale satellitare asimmetricoEVOLV-e (ad una o a due viesatellitari).

Nelle reti satellitari magliate, ognipunto può essere connesso con altriin maniera diretta, senza il transito inun centro stella, necessitando, quindidi parabole VSAT di dimensioni dicirca 2 metri di diametro per velocitàfino a 2 Mbit/s. Gli attuali sistemi cheutilizzano questa tipologia di reteconsentono il pieno accesso aiservizi fin qui descritti con utilizzo dibanda ad alta interattività con valorianche superiori ai 2 Mbit/s (fino a 34Mbit/s).

Questi sistemi consentono quindila fruizione di servizi di Video-Chirurgia integrata che richiedonobande a velocità variabile fra 1.5 e 8Mbit/s. È possibile dotare alcuni

mezzi mobili con apparati satellitaridi questo tipo al fine di servire lePAM (Postazioni Avanzate Mediche)per affrontare casi di emergenza,connettendo tali postazioni concentri sanitari di eccellenza.

Il sistema satellitare asimmetricoEVOLV-e è stato realizzato per offrireuna connettività via satellite convelocità dal Centro Servizi ai sitiremoti fino a 4 Mbps. Il sistema,utilizzando i vantaggi dello standarddella televisione digitale commerciale“DVB”, consente all’utente di riceverele informazioni attraverso la stessaantenna parabolica installata per laricezione dei programmi televisiviconnessa di un PC con installata unascheda DVB. Nel caso di connessionedi rete LAN, lato utente, al posto dellascheda viene installato un routersatellitare che garantisce a tutti iPersonal Computer della rete LAN, seautorizzati, ad accedere al servizio. Lamodalità di trasmissione del sistema èasimmetrica: le richieste vengonoinoltrate via modem con connessioneterrestre (linea telefonica) o conconnessione satellitare a medio bit-rate (400 Kbps).

EVOLV-e risulta efficace per serviziquali

● Tele-Formazione (e-learning)● Consultazione e gestione dei dati

della Cartella Clinica Multimediale● Accesso in Tele-consultazione a

banche dati e immaginidiagnostiche (radiografie, ecografie,modelli umani tridimensionali, ecc.)

● Gestione amministrativaremotizzata

● Assistenza domiciliare

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Sia in ambito sanitario che nelmondo accademico e aziendale èestremamente importante ladiffusione di corsi di

aggiornamento e/o formazione. Lapiattaforma Advanced Satellite DistanceLearning (ASDL) realizzata daTelespazio (mediante l’utilizzo dellapiattaforma satellitare multimedialeEVOLV-e), in collaborazione conInformation Technology Services (ITS)partner che ha sviluppato l’applicazione Netstream di Formazioneon line, consente di realizzare (figura2):● trasmissioni con streaming

audio/video ad alta qualità (live o

registrati) arricchito da materialimultimediali ed ipermediali disupporto (documenti office, pagineweb, immagini, fotografie…)

● attivazione di canali chat audio otestuali dai siti connessi perinterazioni e lavoro collaborativo.con la creazione di aule virtuali dove i

docenti ed i discenti, distribuitigeograficamente, interagiscono fra diloro simulando in tutto un evento diformazione in presenza. Tale tipo dievento formativo, abbinato a momentidi apprendimento asincrono, accrescenotevolmente il livello dimemorizzazione e quindi diapprendimento dell’elemento formativo.

e-Learning

Piattaforma multimediale satellitare EVOLV-e

Il servizio di e-Learning

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Il servizio offre un ambiente integratoche va dalla gestione della lezione alcontrollo della trasmissione verso ilcanale spaziale sino alla gestioneamministrativa dei corsi.L’applicazione lavora in un ambientemultipunto così da permettere a piùutenti contemporaneamente dicondividere dati ed azioni.La rappresentazione dei dati e lacollaborazione di gruppi di lavoro inlocale o su rete geografica sono resipossibili mediante l’utilizzo di toolsquali la lavagna virtuale.Un server processa le risorse per ipartecipanti alla sessione ottimizzando ilflusso dati per un utilizzodell’applicazione anche nell’ambito dellarete a banda asimmetrica.Altro elemento importante èl’autenticazione del partecipante ad unasessione, necessario per assicurare lariservatezza e la sicurezza dei dati delpaziente.Per i servizi di e-learning, il CentroServizi Telespazio offre la possibilità di

memorizzare grandi quantitativi dimateriale multimediale (corsi, immagini,presentazioni ecc.) permettendo lafruizione al momento della richiesta. Lalezione può essere trasmessa:● in modalità tempo reale: il docente,

mediante telecamera, viene ripresomentre svolge la sua lezione; il videoviene codificato e trasmesso in temporeale via satellite, corredato con isupporti didattici visualizzati nellalavagna dati;

● in modalità asincrona: i contenutiaudio/video/dati sono memorizzati edinviati sulla base di unaprogrammazione decisa dal fornitoredi contenuti.

Per tutti i servizi innovativi multimedialisopra descritti ed i servizi corporate cheeroga ormai da anni, Telespazio haattivo un Centro Servizi che offreassistenza ai propri Clienti 24 ore su 24per 365 giorni/anno.

Paolo Binelli, Paolo Bellofiore(Telespazio)

Il ProgrammaGalileo è unainiziativacongiunta

dell’AgenziaSpaziale Europea –ESA e della

Commissione europea. Si tratta del primoprogramma finanziato e gestito insiemedai due organismi finalizzato allarealizzazione, per la prima volta, di unainfrastruttura realmente europea. La postain gioco ha un alto contenuto tecnico,economico e politico e le ricadute delprogramma saranno considerevoli a tutti ilivelli.

I servizi satellitari di navigazione, diposizionamento e di sincronizzazionesono un elemento indispensabile per ungrande numero di attività.

La gestione ed il controllo dei diversimezzi di trasporto, come anche gli aspettilegati al soccorso, alle reti dicomunicazione e a molti altri sistemi

utilitari, dovranno fortemente basarsi sullanavigazione satellitare. Le applicazioni dimassa, compresi i sistemi combinati dinavigazione e telefonia mobile, sisvilupperanno rapidamente secondo leproprie esigenze.

Galileo è concepito per rispondere alleesigenze di tutte queste applicazioni.

Galileo fornirà il primo sistemasatellitare di posizionamento enavigazione concepito specificamente perusi civili. Le sue applicazionieconomicamente remunerative coprirannogran parte della nostra vita cominciandocon il rendere i trasporti sicuri ed efficaci.Utilizzando semplicemente dei piccoliricevitori, saremo in grado di determinarela nostra posizione con una precisionedell’ordine di un metro.

Galileo è vitale per il futurodell’industria europea dell’alta tecnologia.Esso, infatti, genererà nuovi grandi mercatie assicurerà a l’Europa il vantaggiotecnologico critico permettendole diessere competitiva su un piano mondiale.

GALILEO. Il Programma europeoper i servizi globali di navigazione

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Galileo è composto da una costellazionedi 30 satelliti ripartiti su tre orbite circolariad una altitudine di circa 24.000 km percoprire l’intera superficie terrestre. Isatelliti si appoggeranno su una retemondiale di stazioni terrestri.

Attualmente esistono due reti di satellitidi radionavigazione: il sistema americanoGPS ed il sistema russo Glonass, ambedueconcepiti durante la guerra fredda perscopi militari. Tenuto conto che Glonassnon ha generato alcuna applicazionecivile, Galileo offre una reale alternativa almonopolio del GPS e dell’industriaamericana.

Per l’Europa e per il mondo intero ècruciale disporre di un’alternativaindipendente al monopolio detenuto dagliStati Uniti d’America con il GPS, menoavanzato, meno efficiente e meno sicuro.Inoltre, il livello delle future esigenze inmateria di navigazione ed il bisogno diuna copertura mondiale non possonoessere soddisfatte da un unico sistema.

Galileo permetterà all’Europa diconquistare la sua indipendenzatecnologica come è già avvenuto conAriane e Airbus nei rispettivi settori. Èassolutamente vitale che l’Europa siposizioni in uno dei settori industrialitrainanti del 21esimo secolo come giàlargamente riconosciuto negli Stati Unitid’America. Senza Galileo non solo losviluppo ma anche l’esistenza dei settoriindustriali europei delle nuove tecnologiesarebbero seriamente minacciati.

Il progresso tecnologico di Galileo daràall’industria europea un considerevolevantaggio concorrenziale in questo campoe nelle numerose applicazioni che nederiveranno.

Secondo diversi studi, il risultantemercato degli apparecchi e dei servizi èstimato a circa 10 miliardi di Euro all’annocon la creazione in Europa di più di1000.000 posti di lavoro altamentequalificati. In alternativa, se l’Europa nonpartecipa attivamente a questi nuovisviluppi, numerosi posti di lavoronell’elettronica e nell’aerospazialefiniranno per perdersi.

Le applicazioni di Galileo si appoggianosu dei servizi integrati: i dati sullanavigazione saranno combinati coninformazioni complementari. I numerosicampi d’applicazione spaziano daitrasporti (aereo, ferroviario, marittimo,stradale, pedonale) alla sincronizzazione,

all’ingegneria, alle scienze, all’ambiente,alla ricerca, al salvataggio e anche allaricreazione. Questi campi di applicazionehanno a loro volta una incidenza direttasu settori di mercato come il petrolio ed ilgas, il bancario, l’assicurativo, letelecomunicazioni e l’agricoltura.

Alcune applicazioni esigono dal sistemadelle funzioni specifiche. Queste funzioninon esistono nei sistemi diposizionamento attuali (GPS e Glonass) ecostituiranno una valore aggiunto perGalileo come sistema civile.

Queste funzioni includono una garanziadi servizio, la responsabilità dell’operatore,la tracciabilità del servizio, la trasparenzadelle operazioni, la certificazione ed unservizio competitivo in termini diprecisione e disponibilità.

Nuove applicazioni appaiono ognigiorno su questo vasto mercato chedovrebbe raggiungere almeno 1,75miliardi di utilizzatori nel 2010 e 3,6miliardi nel 2020.

Le applicazioni nel settore trasporticostituiscono la principale categoria diutilizzatori di Galileo. I servizi del sistemasaranno utilizzati in tutti i settori ditrasporto con le loro specificità e Galileoè stato concepito per soddisfarle tutte.

La precisa sincronizzazione ottenibileda Galileo aiuterà l’ottimizzazione deltrasporto di energia elettrica sulle lineeelettriche.

Il settore petrolifero e del gas potrannoapprofittare dell’utilizzazione di Galileo innumerosi campi; per esempionell’esplorazione sismica marina.

Tenuto conto della crescenteimportanza quotidiana delle transazionifinanziarie in linea, l’integrità, l’autenticitàe la sicurezza delle informazionitrasmesse appaiono come elementiessenziali nello scambio elettronico didocumenti.

Un segnale orario protetto, basato sulsistema Galileo, potrà essere utilizzato inun sistema di criptaggio affidabile cheoffra anche la tracciabilità e la garanziadella misurazione del tempo.

Anche il settore della pesca potràbeneficiare di Galileo. Oltre che per laposizione e la navigazione delleimbarcazioni, Galileo può aiutare acontrollare le risorse ittiche grazie alleinformazioni provenienti dal mare e dallezone limitrofe. I servizi certificati diGalileo permetteranno alle autorità di

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controllo che le imbarcazioni operinoesclusivamente nelle zone previste.

Galileo apre la strada alla diffusione dinumerosi servizi locali integrando ilposizionamento con le comunicazioni nelricevitore portatile. Il ricevitoredeterminerà la posizione del serviziolocale sia basandosi unicamente suGalileo, sia in combinazione con altrisistemi.

Attualmente, la maggioranza deisegnalatori di soccorso utilizzano la rete disatelliti COSPA-SARSAT. Purtroppo laprecisione è molto scarsa (generalmentequalche chilometro) e l’allarme non vieneemesso sempre in tempo reale. L’avventodi Galileo migliorerà notevolmente leoperazioni di ricerca e di salvataggio.

Galileo avrà un ruolo importante per lacomunità scientifica; il sistema contribuiràalla cartografia degli oceani e dellacriosfera, inclusa la determinazione delledimensioni delle zone inquinate (e lalocalizzazione delle perdite di petroliofino alla loro origine), agli studi dellemaree, correnti e livello del mare e allatracciabilità degli icebergs.

Il mercato ricreativo conoscerà unosviluppo oggi inimmaginabile. I serviziGPS sono già disponibili per l’aviazione e

la marina da diporto ma Galileo li renderàconsiderevolmente più estesi.

Il vantaggio chiave di Galileo èfocalizzato sulla interoperabilità chepermetterà una facile integrazione, sia alivello di sistema, sia dell’ utilizzatore,con i sistemi esistenti e futuri come GSMe UMTS.

Nello stesso modo per cui ogginessuno può ignorare la dimensionetemporale (l’ora), tutti, in un prossimofuturo, dovranno conoscere la propriaposizione precisa nello spazio e questasemplice constatazione ben rappresental’importanza del programma e le suericadute a livello europeo e mondiale.

L’Agenzia Spaziale Europea e laCommissione europea hanno impegnatole loro rispettive migliori capacità nellarealizzazione del programma e l’industriaaerospaziale europea è già impegnatanello sviluppo del sistema che saràcompletamente operativo nel 2008 magià a partire dal 2005 un segnale Galileosarà disponibile per sviluppare leapplicazioni e preparare il mercato alnuovo prodotto.

Antonio Rodotà (European Space Agency)

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Sicurezza e telecomunicazioni:il sistema SICRAL.

La condotta delle operazioni per lasicurezza e la difesa della nazione, lagestione delle forze e la raccolta diinformazioni, utilizzano intensamente

le nuove tecnologie, in particolare quellespaziali, che sono da considerarsi un vero eproprio moltiplicatore di forze.

Le tecnologie spaziali rappresentano uninsieme di soluzioni essenziali per lamodernizzazione dei sistemi informatividegli apparati di difesa, costituendo unnesso tecnologico fondamentale per lagestione dei dati a tutti livelli, dal singoloindividuo ai board decisionali.

La sicurezza dei sistemi di gestione diquesta massa di informazioni e quindianche dei sistemi satellitari che lisupportano, è divenuta una componenteessenziale nella definizione dell’architetturadei sistemi stessi; in particolare siconsiderano le seguenti categorie, conriferimento a procedure e mezzi diprotezione relativi:● Sicurezza del personale;● Sicurezza fisica;● Sicurezza della trasmissione / del

mezzo (TRANSEC);● Sicurezza delle comunicazioni

(COMSEC);● Sicurezza Software/Hardware

(SW/HW) (COMPUSEC).Se un sistema spaziale è realizzato e

quindi gestito operativamente come uninsieme integrato (concetto del sistemad’arma), ciascuna delle categorie disicurezza suddette deve essere consideratae devono essere quindi applicate lesoluzioni tecniche e le procedure relative.

Sarà comunque compito dell’utente finaledefinire il tipo di minaccia che deve essereconsiderato nello sviluppo del disegno disistema, tenendo conto che gli elementi checompongono un sistema integrato satellitaresono il satellite, con piattaforma e caricoutile (segmento spaziale), e il centro digestione e controllo ed i terminali di utente(segmento di terra).

A tal proposito le minacce peculiari ad unsistema satellitare sono rivolte a ● Il controllo del satellite ● Le comunicazioni d’utente e di

servizio.

Il sistema SICRAL

Ametà degli anni ’90 il Ministerodella Difesa Italiana avviò unprogramma di realizzazione di unsistema militare di

telecomunicazioni via satellite,denominato SICRAL (Satellite Italiano perComunicazioni Riservate ed Allarmi), perdotare le Forze Armate Italiane di unsistema sicuro ed affidabile, gestito sotto ilcontrollo diretto dall’Amministrazionedella Difesa.

Il sistema, operante nelle tre bande difrequenza, UHF, SHF, EHF/Ka, è inservizio operativo dal maggio 2001 ed ècomposto da: ● un satellite, lanciato dalla base di

Kourou, Guyana Francese, con unvettore Ariane 4, nel febbraio del 2001,

● un centro di gestione e controlloubicato a Vigna di Valle a Nord diRoma, operativo dal gennaio 2001,

● terminali di utente di varie tipologie(fissi, trasportabili, man-pack, integrati a

bordo di piattaforme terrestri, navali eaeree, nelle tre bande di frequenza delsistema).Esso fornisce le capacità necessarie per

la effettiva realizzazione di comunicazionisia in Italia, sia su ampie aree geograficheentro l’emisfero visibile dal satellite. Ilsistema ha la capacità di adattarsirapidamente all’evolversi delle condizionioperative e di operare in condizioni diemergenza.

Le caratteristiche operative più rilevantisono: alta flessibilità, elevata capacità, altasopravvivenza e protezione per operazioniterrestri, navali ed aeree.

Per la molteplicità degli utenti a cui èdestinato, il SICRAL utilizza, come giàdetto, più bande di frequenze (sistemamulti-payload e multi-transmission). Inparticolare, sono effettuati nella bandaUHF i collegamenti in voce/dati tra mezzicon elevata mobilità nell’area Europa-Mediterraneo-Nordatlantico, nelle bande

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La disponibilità di satelliti pertelerilevamento sempre piùcomplessi e efficaci statrasformando il settore,

consentendo progressivamente analisiquantitative e sistematiche. La terra puòessere osservata dallo spazio utilizzandoonde elettromagnetiche a frequenze chevanno dalle microonde alle frequenzeottiche ed oltre. I tipi di immaginiottenibili commercialmente sono: ● Ottiche pancromatiche, ad alta

risoluzione spaziale (al di sotto delmetro nel caso dei satelliti Orbview edIkonos).

● Ottiche multibanda o multispettrali, arisoluzione inferiore (metrica odecametrica) ma in un grande numero

di bande spettrali (diecine o addiritturacentinaia) che vanno dall’infrarossoall’ultravioletto.

● A microonde (immagini radar), conrisoluzione circa decametrica, ma chepermettono misure di fase (e quindi didistanze) oltre che di ampiezze (equindi di riflettività).Le applicazioni sono diverse; il caso più

facilmente descrivibile è quello delleimmagini ad alta risoluzione, vere eproprie fotografie di alta qualità dallospazio. Esse permettono di rilevare lostato del terreno, in assenza di nuvole,con una ripetitività anche più chesettimanale, vista la facile riorientabilitàdel satellite per effettuare riprese dellastessa zona del terreno, sia pure da angoli

SHF e EHF i collegamenti in video,telefonici e dati tra enti infrastrutturali emobili con copertura Italia-Europa-MedioOriente, nonché per mezzo di un fasciomobile, nell’intera area di visibilità dasatellite.

Per quel che riguarda più direttamentegli aspetti di sicurezza del sistema, conriferimento alle due specifiche minacce sumenzionate, si nota che:

Controllo del satellite. Il sistema dicontrollo satellite (TT&C), opera nellabanda di frequenza EHF, che:● sfrutta una tecnologia che la rende

inaccessibile ad utenti non autorizzati, ● utilizza apparati TRANSEC/COMSEC che

consentono la protezione delleoperazioni di comando e controllo delsatellite stesso,

● opera entro una copertura strettamentesagomata sull’Italia tale da proteggere ilsistema dai disturbi intenzionali.Comunicazioni d’utente e di servizio. La

sicurezza delle telecomunicazioni si attuaattraverso:● utilizzo di antenne adattabili in

dipendenza dell’esigenza operativa, deltipo di trasmissione e dell’eventualepresenza di disturbi in radiofrequenza,

● possibilità di interconnessione su bandedi frequenza diversa, controllata daterra, dei canali in salita (up-link) conquelli in discesa (down-link),

● protezione dei canali di trasmissionecon gestione appropriata delle

frequenze utilizzate e/o delle potenzecoinvolte (EIRP),

● trasparenza del sistema all’utilizzo diapparati di cifratura di fascio e/o diutente.Il SICRAL, in conclusione, fornisce alle

Forze Armate Italiane un sistema ditelecomunicazioni satellitari ad altatecnologia che si avvale della esperienzafatta dall’industria nazionale perprogrammi similari e che garantisce elevatilivelli di affidabilità e di prestazioni;l’adozione di tecnologie digitali aggiornateassicurano inoltre la protezione delsegnale operativo e delle informazioni dicomando e controllo del satellite.

Il sistema SICRAL, integrato con unsecondo satellite con caratteristiche disicurezza fisica e di comunicazioniulteriormente evolute, che sarà messo inservizio a gennaio 2006, è stato offerto allaNATO per la fornitura, assieme ai sistemifrancese (Syracuse) e britannico (Skynet),di capacità trasmissiva all’Alleanza per glianni fino al 2019. Questo secondo satellitepermetterà anche di offrire capacità diservizio ad Enti istituzionali dello Stato,come Carabinieri, Polizia, Guardia diFinanza, Capitanerie di Porto, ProtezioneCivile e Vigili del Fuoco, etc., garantendooltreché alte prestazioni operative, anchele caratteristiche di garanzia della piùcompleta sicurezza per l’utente.

Giuseppe Viriglio(Alenia Spazio)

Il telerilevamento delle risorse terrestri

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diversi, in funzione delle esigenzeoperative. Le immagini ottenibilipermettono il rilevamento dell’edificato equindi possono contribuire a catastiurbani, ma sono anche utilizzabili perstudi di uso del terreno, sorveglianzadell’agricoltura e dello stato delle coltureecc.

Le immagini multispettrali, un esempionella foto 1, sono un’innovazione recente,almeno per le risoluzioni spazialidell’ordine del decametro quali quelledisponibili oggi. Le immagini“multicolore” ottenute sono ben diverseda quelle visibili ad occhio umano e l’usodegli “pseudocolori” permette lo studiodelle colture e delle loro eventualimalattie, l’identificazione dinumerosissime specie vegetali e del lorostato di maturazione o disseccamento econsente inoltre lo studio della chimicadella superficie, identificando materialiaffioranti. A semplice vista, infatti, non èpossibile distinguere gli affioramenti di unminerale, mentre lo è con le tecnichemultispettrali. Con l’uso di immaginimultispettrali, si è potuto addiritturaindividuare il tipo e la provenienza degliinquinanti, identificandone le sorgentisulla base dell’osservazione della lorofirma chimica.

Le immagini radar sono di naturaancora diversa giacché misurano lariflettività del terreno a microonde: sonoperciò immagini ogni tempo, poiché lasorgente di illuminazione è a bordo e le

microonde penetrano le nuvole. Per avereun’analogia comune, le immagini radarsono simili alle ‘immagini’ che potrebbevedere un telefonino cellulare: in essenon si distinguono Non si vedono benein esse né le pareti degli edifici o le fogliedegli alberi, abbastanza trasparenti alleradiazioni, come per chi parla all’internodi un edificio o in un bosco. Sono invecemolto sensibili agli elementi metallici chepossono fungere da specchi distorcenti ogeneratori di riflessioni multiple. Nel casodi superfici marine, sono sensibilisoprattutto alle onde capillari, quelle cheincrespano la superficie dell’acqua alunghezza d’onda centimetrica (comequelle che si formano davanti al nostrovolto mentre nuotiamo). Le immaginiradar sono anche di grande utilità nellezone artiche (foto 2) e equatoriali dove lacopertura nuvolosa e’ molto frequente.

Nelle osservazioni radar, misurando lafase dei ritorni, si ottengono i tempi ditragitto delle radiazioni e, quindi, misuremolto precise delle distanze fino afrazioni di lunghezza d’onda (millimetri),pur con molti effetti disturbanti comel’incertezza delle orbite (centimetri) e lapropagazione atmosferica, che a sua voltacomporta ritardi variabili dell’ordine dellafrazione di nanosecondo (centimetri).Tuttavia, utilizzando dei punti diriferimento sul terreno per eliminare oridurre gli errori sistematici, e’ possibileutilizzare queste immagini di fase(interferometria radar) per ottenere dei

La costa occidentale dell’Africa ripresa da MERIS-ENVISAT

Il collasso di un ghiacciaio antartico ripreso dal radar ASAR di ENVISAT

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modelli numerici del terreno conprecisione e risoluzione spaziale ancoradecametriche. Recentemente, unamissione della NASA sullo shuttle (ShuttleRadar Topography Mission: SRTM) hapermesso il rilievo numerico di tutta latopografia terrestre al di sotto dellalatitudine di circa 64o.

Un’altra applicazione delle immaginiradar è l’osservazione dei movimenti dellasuperficie del terreno, purché lenti(centimetri/anno) ed usando serieripetute di passaggi del satellite. E’ questoil caso delle tre missioni successivedell’Agenzia Spaziale Europea con isatelliti ERS 1-2 ed ENVISAT; quasi tutta laterra e’ stata ripresa a ritmo mensile dal1991. Queste immagini permettono dideterminare il moto del terreno conprecisione millimetrica ovunque vi sianodei bersagli a firma radar stabile qualiedifici o rocce. Queste misure permettonolo studio di moti tettonici, di frane esubsidenze e persino dei prodromi dicollassi di singoli edifici con unaprecisione finora mai ottenuta (figura 3).

Le piattaforme satellitari disponibili perqueste indagini ottiche e radar sononumerose, statunitensi ed europee, maanche brasiliane, canadesi, cinesi,indiane, ed israeliane. In particolare, vacitata la grande piattaforma europeaENVISAT, messa in orbita nel marzo 2002.Del peso di circa 8 tonnellate, ospita traaltri numerosi strumenti uno spettrometroad immagini a media risoluzione (MERIS:MEdium Resolution ImagingSpectrometer) ed un radar ad alteprestazioni (ASAR: Advanced SyntheticAperture Radar). Esempi dei prodotti deidue strumenti sono presentati nelle foto 1e 2. MERIS fornisce ogni 3 giorni unacopertura globale della terra con unarisoluzione di 300 metri in quindici bande(programmabili in posizione e larghezza).La sua missione primaria e’ determinare ilcolore del mare, da convertire poi inconcentrazione di clorofilla, sedimentisospesi, aerosol. Le applicazioni principalisono la sorveglianza del ciclo delcarbonio, la gestione della pesca oceanicae delle zone costiere. Sempre riferendosia missioni multispettrali, sul satelliteamericano EOS è montato lo spettrometroad immagini Hyperion, capace dimisurare ben 220 bande con circa 30metri di risoluzione spaziale, distinguendoi letti dei fiumi dalle strade, molti tipi di

foresta, e identificando numerose speciedi colture e il loro stato di sviluppo esalute. I satelliti radar disponibiliattualmente per usi civili sono 3: ERS2 edENVISAT dell’Agenzia Spaziale Europeaed Radarsat canadese. Operano tutti inbanda C ( 5.7 cm di lunghezza d’onda), inorbita bassa (500–800 km), con lamissione iniziale di sorvegliare lasuperficie dei mari deducendone poi lecondizioni dei venti, possibili riversamentidi petrolio, e anche la situazione deighiacci dei mari artici. L’angolo diincidenza delle radiazioni va dai 23 ai 50gradi, e la striscia illuminata ha unalarghezza che va dai 100 km per ERS2 ai400 km circa per gli altri due satelliti. Trabreve sarà disponibile un satellitegiapponese (ALOS) che opera allalunghezza d’onda di circa 20 cm. Questisatelliti radar di nuova generazione hannol’ulteriore vantaggio di irradiare e diricevere dal terreno onde dipolarizzazione a scelta tra le quattrocombinazioni possibili orizzontale –verticale. Questo permette di separare leriflessioni su bersagli inclinati e/oorizzontali/verticali contribuendo così aduna migliore segmentazione delleimmagini ricevute.

Anche le osservazioni delle risorseagricole e forestali sono significative: ingenere, viene misurata l’ampiezza e laripetitività della firma radar di ognielemento di immagine. Se questa firma e’solo moderatamente variabile nel tempo,se ne evince la presenza di vegetazione.In particolare, dalla stabilità di questafirma e’ possibile dedurre la quantità dibio - massa in tonnellate per ettaro equindi anche l’età degli alberi di unaforesta. Queste immagini si prestanoanche all’analisi della resa delle culturerisicole, di effetti stagionali e dell’umiditàdel terreno. I satelliti radar contribuisconoallo studio delle risorse geologiche sia interra sia in mare, dove riversamenti dipetrolio di origine naturale permettono diposizionare quei giacimenti sottomarini,che appunto rilascino tracce diidrocarburi. Questi satelliti permettonopoi lo studio accurato delle subsidenzadel terreno e quindi, in molti casi, ilmonitoraggio dell’emunzione di fluidi dalsottosuolo. Nei giacimenti di idrocarburi(sia di olio, sia di gas) si cerca dideterminare la struttura del serbatoioutilizzando la subsidenza del terreno

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conseguente allo sfruttamento. Anche nelcaso di acquiferi si può determinarnel’emunzione dalla subsidenza che neconsegue (foto 3), fino a individuare dallospazio anche i pozzi abusivi, così comeper le miniere di carbone è possibiledeterminare gli effetti di subsidenzadovuti allo sfruttamento attuale otrascorso. Ulteriori applicazioni di questisatelliti sono gli studi di movimenti delterreno di natura tettonica o vulcanica edi frane: le velocità misurate, fino aqualche centimetro l’anno, sono limitatedalla frequenza di rivisitazione dellostesso sito sotto lo stesso angolo diincidenza, condizione necessaria pergarantirsi la stessa esatta firma radar. Perevitare equivoci, il bersaglio si devemuovere tra un passaggio e l’altro dimeno di un quarto di lunghezza d’onda(il doppio tragitto varia di meno di unalunghezza d’onda). Questo fatto limita lavelocità di movimento: moti veloci difrane, ghiacciai e rapidi collassi dimanufatti non possono essere osservaticon i satelliti veloci ad orbita bassa.

La situazione cambierebbe con unsistema in orbita geo-sincrona, alla quotaquindi di 36000 km, distanza che implica,rispetto ai tipici 500 – 800 km, l’uso diantenne più grandi (fino a qualche metrodi diametro). D’altro canto, la lunghezzaben maggiore del tempo di osservazione,circa 12 ore, il tempo in cui il satellitedescrive nel cielo un’apparente arco dicerchio e descrive l’antenna equivalenteche fornisce poi la desiderata risoluzione

a terra, permetterebbe energie illuminantiben superiori, a parità di potenza di piccoutilizzata e lo studio continuo di intereregioni e ulteriori vantaggi. Se posizionatoa fianco di un satellite di diffusionetelevisivo, potrebbe usare come specchile antenne puntate verso quest’ultimo,inventariarle, e misurarne il motomillimetrico ogni 20 – 30 minuti. La cosapotrebbe essere di interesse anche perapplicazioni meteorologiche, in cui lamisura sarebbe diretta non al moto delbersaglio, ma alla colonna di vapored’acqua nell’atmosfera. Si potrebbe,inoltre, individuare in tempo reale edificivicini al collasso salvando vite erisparmiando risorse, con modestiinvestimenti, considerando le tecnologiedi sistemi di questo tipo sarebbero unesatto duplicato di quelle utilizzate persatelliti di telecomunicazioni. Addiritturasi potrebbe realizzare un ‘riciclo’ delsegnale usato per illuminare il terreno,che potrebbe infatti veicolareinformazione per collegamenti internete/o per diffusione audio o televisiva.

In futuro, questi sistemi di osservazionedella terra avranno risoluzioni sempremigliori (sub-metriche) e tempi di rivisitasempre più brevi (meno di un giorno). Lebande utilizzate si moltiplicheranno e sifarà anche uso di frequenze più basse peravere una maggiore penetrazione nellavegetazione e distinguere il suolosottostante. Le difficoltà che emergonosono soprattutto dovute alle interferenzeradio, da cancellare con tecniche

Abbassamento della regione di Pomona (California) dovuto all’emunzione d’acqua

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sofisticate. I sistemi di osservazione radarsono comunque quelli di maggioreinteresse per via della capacità dipenetrazione nelle nuvole, nellavegetazione e in eventualimascheramenti, nonché per l’operativitàanche notturna. Lo sviluppo della

costellazione ottica e radar CosmoSkymed, in programma da partedell’Agenzia Spaziale Italiana, darà ungrande contributo all’osservazione dellaterra con tecniche innovative.

Fabio Rocca(Politecnico di Milano)

Nell’osservare la terra e tuttoquello che succede su di essa ilsatellite non ha rivali. Vede ciòche vedono i nostri occhi, vede

il suo calore, vede di notte e attraversole nuvole approfittando delle radiazioninaturali di tutti gli oggetti, e quandonon vede bene la illumina con leradiazioni elettromagnetiche di un radare ne legge la risposta.

Osserva continenti interi, così comerileva i particolari di piccolissime areecon incredibile dettaglio. Sorveglia concontinuità o scandaglia più volte algiorno aree diverse volando basso eveloce. Riesce a penetrare discreteprofondità, specie nel mare, e adanalizzare, i mutamenti, i movimenti ele caratteristiche fisiche e chimiche dellamateria interpretandone i segnaliriflessi. Legge anche la storia(geologica) oltre alla geografia. Fa tuttoquesto a comando, cambiando compitosecondo le istruzioni, registrando einviando immediatamente a terra

l’informazione raccolta, in tempo reale.È il caso dell’attività vulcanica, in

questi giorni di nuovo alla ribalta nellaregione etnea. Nella Foto 1 scattata dalsatellite Landsat, oltre al magmainfuocato che esce alla sommità delvulcano, si possono distinguere, in baseal diverso colore, tutte le diverse colatelaviche negli ultimi duemila anni. Sivede anche quella del 396 A.C. che èarrivata fino al mare e diverse eruzioninel Medio Evo vicino a Catania.

Altre prospettive e ingrandimenticonsentono di seguire lo spostamentodei fumi e la ricaduta delle ceneri a varilivelli, di monitorare gli incendi e gliavanzamenti della lava e, a posteriori, lamappatura accurata di tutta la zona perla valutazione dei danni.

Una applicazione classica del satelliteè la meteorologia, che si avvale disatelliti, in orbita geo-stazionaria a36.000 Km di distanza dalla Terra, cheosservano tutto il globo (Foto 2) etengono sotto controllo i movimenti

Il satellite amico del “Pianeta Blu”

Analisi multispettrale delle colate dell’Etna (LANDSAT) La Terra vista da 36.000 Km. (METEOSAT)

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delle nuvole e altri importanti parametridell’atmosfera. E’ proprio grazie a questidati e al fatto che essi coprono l’interasuperficie terrestre, che la meteorologiaha fatto negli ultimi anni degli enormipassi in avanti sulla comprensione deifenomeni atmosferici e nell’affidabilitàdelle previsioni a breve-medio termine.La complessità delle previsioni risiedenel fatto che terra, mare e atmosferainteragiscono tutte insieme perdeterminare le condizionimeteorologiche e che una specificavariazione in un punto del Globo haeffetti e ripercussioni a cascata chepossono avere effetti amplificati anchein zone a grandissima distanza da talepunto.

Proprio in questi giorni Eumetsat halanciato un Meteosat di secondagenerazione, che osserverà un numeromaggiore di parametri atmosferici, conpiù precisione, risoluzione e frequenzadi campionamento (15 minuti),consentendo l’affinamento dei modellidi simulazione e una maggioreaffidabilità delle previsioni a mediotermine. Sarà anche possibile vederesingole aree con miglior dettaglio erilevare componenti atmosfericispecifici, come la sabbia africanatrasportata sull’Italia dallo scirocco(Foto 3).

L’osservazione satellitare è moltousata nel controllo del territorio inoccasione di eventi calamitosi,tipicamente incendi, antropici e naturali,

e alluvioni, sia per verificare lasituazione e ottimizzare gli interventi,sia per valutare le conseguenze supiccola e grande scala. Nella Foto 4un’immagine degli allagamenti dellascorsa estate a Praga.

I satelliti sono inoltre l’unicostrumento per osservare zone remote eimpraticabili come le zone polari,controllare lo scioglimento dei ghiacciconseguente all’innalzamento dellatemperatura terrestre e tenere sottocontrollo le variazioni del bucodell’ozono.

L’osservazione del mare èparticolarmente efficace e permette ilmonitoraggio del suo stato di salute edel suo livello di inquinamento. Ilsatellite vede anche cosa c’è sottol’acqua, almeno nei bassi fondali, comelo spostamento dei banchi di sabbia invicinanza dei porti e dell’estuario deifiumi o lo sviluppo di alghe emucillaggini in prossimità delle coste.

Ma è nell’inquinamento da idrocarburiche il satellite viene davvero insoccorso dell’ambiente marino. Le naviche trasportano il greggio arrecano ognianno ingenti danni all’ecosistemamarino e costiero non solo in occasionedi incidenti, ma anche per gli scarichiillegali volontari, tipicamente il lavaggionotturno degli scafi, il cui effetto siaccumula causando un inquinamentoquasi comparabile a quello causatodagli incidenti. Ciò è particolarmentegrave in un mare chiuso e trafficato

Sabbia mista a nubi in movimento dall’Africa verso l’Italia (MODIS) Allagamenti di Praga (Quick Bird)

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come il Mediterraneo, al crocevia dellerotte da Gibilterra, il Mar Nero e ilcanale di Suez. I satelliti equipaggiaticon sensori radar sono in grado di“vedere” anche di notte e attraverso lenubi e consentono di effettuarerilevamenti particolarmente efficaci.

Purtroppo ancora non esiste unservizio di monitoraggio operativodavvero efficiente, perché i satelliti oggiesistenti non coprono un’area grandecome il Mediterraneo con sufficientefrequenza e il “Sistema Informativo delMare” pur se in avanzata fase direalizzazione, anche con progettifinanziati dall’ ASI, ESA e dallaComunità Europea, va ancoramigliorato. La futura costellazione disatelliti Cosmo-Skymed, su programmadell’ASI sviluppato da Alenia Spazio perla parte satellite e da Telespazio per ilsegmento di terra, sarà operativa dal2004 e darà una risposta definitiva aquesto problema garantendoosservazioni a livello giornaliero sututto il Mediterraneo.

In tale sistema informativo sarannoinserite e gestite tutte le informazioni dibase, quali la batimetria e la statisticadelle correnti, le informazionidinamiche come quelle sul traffico dellenavi e, ancora una volta, leinformazioni meteorologiche, difondamentale importanza perdeterminare le forze, venti, onde,correnti, che determineranno lospostamento delle macchie di greggio o

per prevedere l’arrivo di unaprovvidenziale tempesta, in cui l’azionemeccanica di mescolamento generatadalle onde emulsiona il greggio inbollicine molto piccole che saranno poiassorbite e smaltite dall’ecosistemamarino con meccanismi naturali.

Un commento prima di concludere:da sole le immagini non bastano. Perrispondere ai bisogni del nostroambiente e per assicurare un adeguatofuturo ai vari ecosistemi in cui viviamoora e che lasceremo poi alle nuovegenerazioni, bisogna realizzare dei“Sistemi Informativi Completi”, cheintegrino informazioni e datiprovenienti da fonte diversa, capaci dirisposte in tempo reale e pienamenteinseriti nei meccanismi decisionali sia alivello politico, sia a livello operativo. Ilsatellite porterà un contributoimportante alla costruzione della societàbasata sulla conoscenza che laComunità Europea intende realizzareentro la fine del decennio. Grazie ancheagli sviluppi delle tecnologieinformatiche e delle telecomunicazioni,nonché alla convergenza delletecnologie digitali nel campo delleinformazioni e della TV, il satellite potràessere uno strumento di condivisione diproblemi e soluzioni anche con ilcoinvolgimento diretto dei cittadini econtribuire a realizzare quella che vienechiamata “e-participation”.

Marcello Maranesi (Euroimage)

Atlantic Bird 1:il contributo italiano alle telecomunicazioni commerciali satellitari.

Il satellite Atlantic Bird 1 pertelecomunicazioni commerciali, èstato lanciato la notte del 28 agosto2002 dalla base spaziale di Kourou,

Guyana Francese, da un razzo Ariane 5che portava a bordo un altro satellitedestinato alla meteorologia, MSG(Meteosat Second Generation). Entrambii satelliti hanno un elevato contenutoindustriale italiano: Atlantic Bird 1 è ilprimo satellite per telecomunicazionicommerciali interamente realizzato in

Italia e il carico utile di comunicazionedi MSG è realizzato da Alenia Spazio.

Atlantic Bird 1 è stato posizionato inorbita geostazionaria a 12.5° ovest, sopral’oceano Atlantico, circa 10 giorni dopo illancio e l’accettazione in orbita delsatellite con la relativa entrata in servizioè avvenuta entro la prima decade diottobre 2002, a poco più di un mese dallancio.

Atlantic Bird 1 ha significato unulteriore passo in avanti nel settore delle

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telecomunicazioni sia per il servizio daesso offerto, sia per la innovativainiziativa commerciale ideata da AleniaSpazio.

La novità assoluta di questa iniziativaconsiste nel fatto che il finanziamento è

stato erogato da Cofiri, primario gruppofinanziario italiano, che hacommissionato la realizzazioneindustriale del satellite ad Alenia Spazioe ne ha concesso l’utilizzo ad Eutelsattramite un contratto di leasing.


Atlantic Bird 1 è un satellite dimedia grandezza e capacitàprogettato interamente in Italiae dotato di tecnologie allo stato

dell’arte sia per quanto riguarda il caricoutile di comunicazione sia per lapiattaforma del satellite, ideata esviluppata alla fine degli anni ’90 emigliorata attraverso programmi nazionalie internazionali negli anni successivi.

Il carico utile utilizza 24 trasponditori inbanda Ku e quattro antenne: due rice-trasmittenti destinate rispettivamente allacopertura dell’America del Nord e diquella del Sud e due, una trasmittente euna ricevente, che forniscono lacopertura dell’Europa, dell’Africa delnord, del medio oriente e dell’Asiaoccidentale.

Il satellite è stato progettato, infatti,principalmente per fornire servizi dicomunicazione tra l’Europa e l’Americaed è quindi un nuovo potente mezzo percollegare i due continenti e perpermettere a Eutelsat di aumentare lasua capacità satellitare e la suapenetrazione nel mercato del continenteamericano.

Atlantic Bird 1 è stato progettatodall’Alenia Spazio per fornire unadiversificata gamma di servizi ditelecomunicazione che includonoconnessioni Internet, satellite newsgathering (SNG), trasmissione dati, videoconferenze ecc. Benché il progetto siastato particolarmente ottimizzato per taliconnessioni atlantiche (Europa-America),esso è anche in grado di fornire in

Europa una capacità analoga ivi inclusaquella di broadcast radio/televisivo.

Atlantic Bird 1 offre un’elevataflessibilità di servizio. Infatti un segnalericevuto da un’area di copertura, peresempio Sud America, può esseresimultaneamente trasmesso in un’altraarea (Nord America o Europa) o suentrambe. I segnali possono ancheessere ricevuti da entrambe le coperturee trasmessi in una sola area. Questacapacità è particolarmente attraente peril servizio di satellite news gatheringutilizzato dai network televisivi. Infatticentinaia di stazioni mobili attrezzate conuna antenna di 2.4 m, sono disponibili intutta l’area servita (Europa e America)per riprendere in diretta manifestazionisportive, avvenimenti politici o dicronaca in aree di crisi, e trasmetterli, viaAtlantic Bird1, a una stazione di terra chepuò ritrasmetterli in diretta, o registrarliper una trasmissione differita, sia viasatellite (Direct-to-Home), sia via cavo ofibra ottica.

Per quanto riguarda il servizio Internet,Atlantic Bird 1 può esser utilizzato comemezzo primario o di “back-up” dellastruttura terrestre e permette, nelcollegamento transatlantico, unaconnessione ad alta velocità con il“backbone” degli Stati Uniti d’America.

Atlantic Bird 1 è complementato, inorbita, da altri due satelliti della flottaEutelsat per fornire agli utenti uncollegamento transatlantico sicuro econtinuo con elevata capacità diridondanza.

Nella realizzazione del satellite,Alenia Spazio ha avuto laresponsabilità di:

● gestione del team industriale formatoda numerose aziende nazionali e

estere● progettazione, realizzazione e

integrazione del satellite● approvvigionamento del lanciatore e

delle operazioni e relativo sistema distazioni di terra necessarie per la

Il satellite e i servizi

La realizzazione e il finanziamento

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messa in orbita geostazionaria delsatellite

● gestione di un’assicurazione necessariaper coprire i rischi dell’iniziativamanufatturiera, incluso il lancio, e delfunzionamento corretto del satellitedurante la sua vita orbitale L’iniziativa è stata finanziata da Cofiri

che, in qualità di proprietario delsatellite, ha stipulato, prima dell’iniziodelle attività costruttive, un contratto dileasing con Eutelsat per l’affitto di tuttala capacità satellitare per un periodo ditempo pari a circa il 75% della vitaoperativa prevista del satellite (oltre 15anni).

Alenia Spazio ha ricevuto il contrattoper la realizzazione e la consegna inorbita del satellite da Cofiri che, durantequesta fase realizzativa, si è avvalsa dallaconsulenza tecnica di Eutelsat per lasupervisione delle attività manifatturiereindustriali.

Il satellite, una volta posizionato nelpunto di stazione geostazionario, èpassato sotto il controllo di Eutelsat siaper quanto riguarda la verifica continuadel suo stato di salute sia per la gestionedel servizio di comunicazione.

Alenia Spazio rimane responsabiledell’intero progetto del satellite, al fine dirisolvere qualunque anomalia dovesseverificarsi e, inoltre, mantiene laresponsabilità della gestione dei rapporticon l’assicurazione, in qualità dibeneficiario della polizza assicurativa checopre la funzionalità e le prestazioni delsatellite durante il periodo di vita.

Con Atlantic Bird 1 si è aperta una

nuovo approccio operativo, dove:● l’impegno dell’operatore è

nell’utilizzare la capacità satellitare soloquando essa è disponibile in orbita efunzionante, quindi con uninvestimento iniziale nullo;

● la banca d’investimenti anticipa ildanaro necessario alla realizzazionedel satellite a fronte di un impegnodell’operatore e di una assicurazionestipulata dal costruttore che copre ilvalore del satellite qualora questo nonentri in orbita o presenti deimalfunzionamenti che nepregiudichino l’utilizzazione;

● l’assicurazione assicura il satellite nonsolo per la fase di lancio ma anche pertutta la sua vita orbitale;

● l’azienda manifatturiera riceve uncontratto analogo ai precedenti, madeve impegnarsi maggiormente nelleattività post-consegna non solo per gliaspetti puramente tecnico-progettualima anche per tutti quelli relativi allaproblematica assicurativa.

La conclusione di questa illustrazione ècosì sintetizzabile: a tre anni di distanzadall’avvio, si può constatare la bontàdella formula adottata essendocompletamente soddisfatti tutti gli attoriche hanno partecipato al progetto.Atlantic Bird 1, pertanto, puòconsiderarsi un valido contributo italianoper il miglioramento delle comunicazionisatellitari commerciali.

Guido Morelli(Alenia Spazio)


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