Case Study - Rapid e-LTE emergency solution

Rapid e-LTE emergency solution

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La tecnologia Huawei e CRS4 supporta le ricerche dei sopravvissuti al disastro dell’Hotel Rigopiano

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Sistema di trunking a banda largaa implementazione rapida eLTE Rapid

Grazie a una serrata copertura mediatica, sappiamo tutto di quanto seguì al disastro del 18 gennaio 2017, giorno in cui una massa di migliaia di tonnellate di neve si schiantò a 250 km all’ora su uno dei resort più importanti dell’Abruzzo.

L’Hotel Rigopiano di Farindola, sul Gran Sasso, fu spazzato via con una forza pari a quella di quattromila tir a pieno ca-rico. Un coordinamento dei soccorsi tempestivo e una co-municazione diretta e “pulita” tra il personale presente sul luogo del disastro e gli esperti presenti nella sala operativa, diventano requisiti indispensabili per contribuire al salva-taggio delle vite umane in una situazione di emergenza di questa portata.

La tecnologia può fare quindi la differenza. Ne è un esempio Rigopiano, dove le ricerche dei superstiti da parte dei Vigili del Fuoco sono state supportate da tecnologie di ultima ge-nerazione, come il sistema portatile Rapid e-LTE emergency solution di Huawei in dotazione al Joint Innovation Center (JIC) di Pula (Cagliari), che ha contribuito al ritrovamento de-gli undici superstiti.


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Il JIC ha sede nel Parco Scientifico e Tecnologico della Sardegna ed è un laboratorio di innovazione congiunto Huawei, Centro di Ricerca, Sviluppo e Studi superiori in Sardegna (CRS4) e Regione Sardegna dedicato a progetti di ricerca sulle Smart & Safe City - città più intelligenti e sicure - con il coinvolgimento di partner locali, istituti di ricerca e università sarde.

I lavori di ricerca riguardano temi quali la connettività su scala metropolitana, funzionale allo sviluppo di model-li matematici volti a risolvere problematiche legate alle smart city, l’implementazione di una sensoristica diffusa per l’acquisizione di grandi moli di dati, che saranno gestiti attraverso lo sviluppo di architetture Open Data e Big Data per la misurazione dei fenomeni urbani, e la sperimenta-

zione di sistemi per la sicurezza della città (Safe City). Gli ambiti di applicazione sono ampi: attività anti-terrorismo, gestione di incidenti e disastri, catastrofi naturali e assi-stenza sanitaria pubblica, al fine di perseguire gli obiettivi prefissati da Horizon 2020, dal Framework Programme for Research and Innovation dell’Unione Europea e dal programma di sviluppo regionale della Regione Sardegna Smart Specialization Strategy (S3).

Sono quindi la gestione globale della sicurezza pubblica, sia essa urbana che in caso di calamità naturali, e la qua-lità della vita al centro delle attività di ricerca che la Re-gione ha fortemente promosso con il supporto di Huawei.

Il laboratorio, frutto dell’accordo siglato dal colosso cine-se e la Regione Sardegna in occasione del CeBIT 2016 di Hannover, è uno dei primi esperimenti in Italia di partner-ship pubblico-privata nell’ambito della ricerca dedicata alle safe city e promette di diventare un polo specializza-to sulle tecnologie di ultima generazione in ambito LTE e sullo sviluppo di nuove soluzioni, a iniziare dal 5G.

Il colosso cinese e la Regione Sardegna siglano l’accordo


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Nelle parole del presidente della Regione Sardegna, Fran-cesco Pigliaru: : “La cooperazione e lo sviluppo di progetti congiunti di ricerca nell’ICT, con particolare riferimento al campo delle Smart & Safe City, favorirà il nostro obiet-tivo di fare della Sardegna un luogo dove sperimentare gli impatti che le nuove tecnologie, prima di tutto il digi-tale, avranno nei prossimi 10-15 anni sulla produzione e sulla vita di tutti noi. Ora ci attendiamo ricadute positi-ve su molti fronti. Secondo la strategia Horizon 2020 e la Smart Specialization Strategy, la Regione ha puntato sul rafforzamento della conoscenza e dell’innovazione come motori della crescita future e della qualità della vita dei nostri cittadini. Ciò richiede - ha concluso - il migliora-mento della qualità dell’istruzione, il potenziamento degli investimenti in ricerca, la promozione dell’innovazione e il trasferimento di conoscenze, con un efficace uso delle tecnologie dell’ICT che vogliamo applicare anche ai settori tradizionali oltre che a quelli più innovativi”. L’avvio del laboratorio diventa quindi un’occasione importante per il territorio per attrarre investitori internazionali soprattut-to nel settore dell’alta tecnologia e della ricerca.

Coinvolto in prima persona nelle sperimentazioni, anche il Corpo dei Vigili del Fuoco della Sardegna che nelle nuove strumentazioni tecnologiche trova un supporto nel coor-dinamento delle attività del centro di comando in caso di emergenza.

Dalle prove in ambienti indoor e poi sul campo in alcuni quartieri nella città di Cagliari, prende forma un modello che coinvolge tutta la città e gli operatori locali.


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Parco Scientifico e Tecnologico della Sardegna

Come racconta Lidia Leoni del Centro di Ricerca, Sviluppo e Studi superiori: “In questa prima fase si sta pensando a percorsi volti a formare circa cinquanta tecnici in ma-terie come la “urban informatics”, con l’organizzazione di summer school e corsi a cui potranno partecipare giovani studenti e le stesse PMI coinvolte nei laboratori. L’obiet-tivo è far sì che questi ragazzi possano poi proporsi come esperti sul panorama nazionale”.

In primo piano anche la formazione. Il Joint Innovation Center di Pula accoglierà infatti i percorsi didattici ri-servati agli studenti delle scuole primarie e secondarie, workshop e seminari rivolti agli studenti universitari e ai laureati realizzati all’interno del Parco Scientifico e Tec-nologico della Sardegna dal CRS4, nell’ambito delle pro-prie attività di ricerca e sviluppo scientifico e tecnologico nonché negli ambiti collegati della promozione e valoriz-zazione dei risultati della ricerca scientifica.

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Rapid e-LTE emergency solutionGenesi di una partnership sull’innovazione

L’accordo CRS4, Regione Sardegna e Huawei, su cui si basa l’iniziativa, parte a marzo 2016 con la firma del Memoran-dum of Understanding al CeBIT di Hannover, ma entra nel vivo e si concretizza a maggio con la visita in Cina presso i laboratori di Huawei a Shenzhen e Shanghai di una dele-gazione del CRS4 e del Centro regionale di Programmazio-ne guidata da Raffaele Paci, vicepresidente della Regione Sardegna.

Nel giro di poche settimane dalla firma è stato scritto il progetto, valutato e approvato: tempi velocissimi che hanno permesso l’apertura del JIC già a dicembre dello stesso anno e l’inizio di una collaborazione con alcuni dei più importanti laboratori di Huawei sparsi nel mondo. Un ecosistema ICT aperto e collaborativo, di respiro interna-zionale, in cui le sinergie tra la pubblica amministrazione e il settore privato giocano un ruolo chiave.

L’investimento di Huawei nel Joint Innovation Center è stato infatti cospicuo: 17 milioni di euro, a cui si aggiungo-no 2,6 milioni del CRS4 e 3,6 milioni di euro della Regione. Ad oggi impiega una quarantina di programmatori per re-alizzare, nelle intenzioni, un’infrastruttura sperimentale che non ha eguali nel panorama nazionale.

Tra gli ambiti prioritari di ricerca, c’è lo sviluppo di una rete eLTE basata su standard internazionali aperti, che per-metterà di migliorare le performance della rete di almeno un’unita di misura e consentirà di raggiungere velocità di 500 mbps e 1Gbps per punto. A questa si affianca una sperimentazione su sistemi che permettono di ripristina-re la connessione di rete in situazioni di emergenza e che consentono, in caso di danni alle infrastrutture, di aiutare i cittadini (o i soccorritori) nelle comunicazioni. Per queste situazioni sono state pensate, ad esempio, le Base Sta-tion e le antenne installabili in zone prestabilite esterne e la funzionalità dei terminali utenti basati su Android.

La Rapid e-LTE emergency solution utilizzata a Rigo-piano, ad esempio, è una tecnologia mobile con tempi di montaggio e messa in opera estremamente veloci, che consente la trasmissione di voce e dati a supporto della comunicazione tra gli operatori sul campo e il centro di coordinamento dei soccorsi.

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Il sistema consente anche di utilizzare alcune radio-te-lecamere, attraverso le quali si possono acquisire imma-gini sul luogo del disastro. Vengono trasmesse con uno streaming video in HD, in modo tale da coordinare anche a distanza le operazioni con la massima precisione. Le immagini permettono anche una valutazione dei rischi in cui possono incorrere i soccorritori.

Nel caso dell’Hotel Rigopiano, grazie anche al supporto del personale del team di ricerca CRS4/Huawei presente in sala operativa, le immagini sono diventate tasselli di una mappa dell’intero edificio: traccia-guida importante per i soccorritori calati nei cunicoli scavati nella neve.

Genesi di una partnership sull’innovazione

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Rapid e-LTE emergency solutionRapid e-LTE emergency solution

Il dispositivo fornisce un throughput a 100 Mbit/s in downlink e a 50 Mbit/s in uplink. In questo modo, una singola rete può supportare trunking multimediale, piani-ficazione di voce e video, videosorveglianza ad alta defini-zione, acquisizione di dati ultra-remoti e servizi per uffici mobili.

Il Rapid eLTE Emergency Solution permette la realizza-zione di una rete wireless in 15 minuti in qualsiasi tipo di situazione di emergenza e i componenti preconfigurati consentono l’implementazione della soluzione anche da parte di personale non tecnico. Il trasporto può essere facilmente effettuato con un veicolo, grazie alla valigia in dotazione, o a piedi nella configurazione “zaino”.

La prossima versione del sistema, ancora in fase di rea-lizzazione, permetterà di collegare contemporaneamente

i vari soccorritori (forze dell’ordine, vigili del fuoco e pro-tezione civile) che utilizzano frequenze diverse nella tra-smissione di informazioni durante la normale attività di soccorso, per un coordinamento con le varie sale opera-tive.

Tecnicamente si tratta di una soluzione trunking attrez-zata per situazioni estreme e comprensiva di base station, a banda larga eLTE che permette il dispatching di voce e video e si basa su un’avanzata tecnologia di connessione che può coinvolgere reti satellitari, mobili o cablate.

Rapid e-LTE - base station a banda larga

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Rapid e-LTE emergency solutionLTE Advanced

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Requisiti IMT-Advanced Capacità stimataLTE-Advanced

Velocità di trasferimento dati in down link 1 Gbps

Velocità trasferimento dati in uplink 400 Mbps

Allocazione spettro Fino a 40 MHz Fino a 100 MHz

Latenza User Plan

Latenza Control Plan

10msec

100msec

10mesc

50mesc

Efficienza spettrale di picco in down link 15 bps/Hz 30 bps/Hz

Efficienza spettrale di picco in uplink 6.75 bps/Hz 15 bps/Hz

Efficienza spettrale media in down link 2.2 bps/Hz 2.6 bps/Hz

Efficienza spettrale bordo cella in down link 0.06 bps/Hz 2.0 bps/Hz

Efficienza spettrale bordo cella in uplink 0.03 bps/Hz 0.07 bps/HZ

1 Il Sistema Mobile di Quarta Generazione, Mondo Digitale n.46, giugno 2013

La tecnologia LTE (che sta per Long Term Evolution), sfruttata dalla Rapid e-LTE emergency solution, na-sce dalla necessità di gestire una maggiore quantità di traffico, in modo più rapido e meno oneroso rispet-to al 3G.

Completata nel 2010, questa tecnologia è in grado di gestire fino a 100 MHz di larghezza di banda aggre-gando cinque blocchi di frequenza da 20 MHZ con-tigui e alla tecnologia MIMO, fino a otto antenne in trasmissione e ricezione.

E’ un servizio di quarta generazione (4G) del 3GPP (3rd Generation Partnership Project), che assicura un accesso radio ad alta velocità per sistemi di comuni-cazione mobile. I primi requisiti base sono stati pen-sati nel 2004, ma non rispondendo a quanto previsto dall’International Telecommunication Union (ITU), Radio Communication Sector si è dovuto lavorare in una doppia direzione per raggiungere un nuovo livel-lo, definito LTE-Advanced.

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Rapid e-LTE emergency solutionLTE Advanced

Questa tecnologia permette di offrire servizi avanza-ti interattivi real time. Assicurando al contempo una maggiore sicurezza dell’interfaccia radio e una mag-giore mobilità. Per questo il sistema LTE si è proiet-tato, non solo verso un target consumer, ma anche verso una clientela di tipo business.

Nei prossimi anni il Joint Innovation Center lavorerà su nuove soluzioni innovative che possano, da una parte sfruttare le possibilità offerte da questo tipo di tecnologia di ultima generazione, dall’altra migliora-re e l’alzare l’asticella delle sue prestazioni. Pensan-do già a sistemi di nuova generazione per costruire centri urbani più sicuri e intelligenti, rielaborando la grande mole di dati e immagini raccolti dai sensori installati in città per gestire la produzione e distri-buzione di energia e acqua, ma anche la viabilità e la sicurezza stradale.

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