Università ”La Sapienza” - Roma · Università ”La Sapienza” - Roma Facoltà di Ingegneria...

Università ”La Sapienza” - Roma

Facoltà di IngegneriaCorso di Laurea Ingegneria delle Telecomunicazioni

Vao Vao Vanona: Progetto di una radio ruralecomunitaria in Madagascar

RELATOREProf. Alessandro FALASCHI

TESI DI LAUREA DIVito SALVO

Matr. N. 1138887

Anno Accademico 2010/11

Indice

1 Introduzione 1

2 Il progetto 52.1 Analisi del contesto: il Madagascar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.1.1 Caratteristiche fisiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.1.2 Popolazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.1.3 Storia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2 I protagonisti del progetto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.2.1 Ingegneria Senza Frontiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.2.2 Vanona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2.3 Mangwana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2.4 AMISNET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3 Nascita ed evoluzione del progetto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3 Radio Mobile Simulation Program 153.1 Principi di propagazione radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.2 Antenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.2.1 Antenne per Broadcast in FM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.2.2 Antenne per ponti radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.3 Radio Mobile: descrizione e uso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.3.1 Parametri di input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.3.2 Sistemi di coordinate geografiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.3.3 Elevation Data e Elevation Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.3.4 Impostazioni dei parametri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.4 Disegno di una mappa di copertura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4 VSAT 414.1 VSAT Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

4.1.1 Applicazioni e tipi di traffico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444.1.2 Dati/voce/video . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464.1.3 Assegnazione “a richiesta” o “fissa” delle risorse . . . . . . . . . . . . 47

4.2 Bande di frequenza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484.3 Stazioni terrestri VSAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

i

ii INDICE

4.3.1 Stazioni VSAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494.3.2 Stazioni HUB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

5 Copertura radio 535.1 Scenario I: studio radiofonico ad Ankofafa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.2 Scenario II: studio radiofonico ad Ambalamarofotsi . . . . . . . . . . . . . 585.3 Scenario III: studi radiofonici nei tre siti individuati . . . . . . . . . . . . . 615.4 Scenario IV: utilizzo del sistema VSAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

6 Analisi e valutazione economica degli scenari 676.1 Costi d’impianto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676.2 Costi di gestione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706.3 Valutazione degli scenari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

7 Conclusioni 75

A Appendice 79A.1 Carta dei Principi di ISF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79A.2 L’algoritmo Irregular Terrain Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

A.2.1 Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81A.2.2 Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82A.2.3 Calcoli preliminari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82A.2.4 Attenuazione di riferimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83A.2.5 Varibilità dell’attenuazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

Elenco delle figure

2.1 Cartina Madagascar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 Vista del Madagascar dal satellite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.1 Schema di un collegamento radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.2 Classificazione delle onde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.3 Ellissoide di Fresnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.4 Dipolo per trasmissione in FM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.5 Diagramma di radiazione di un dipolo semplice . . . . . . . . . . . . . . . 203.6 Schema dipolo ripiegato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.7 Diagramma di radiazione di un paraboloide di rivoluzione . . . . . . . . . . 223.8 Diagramma di radiazione di un’antenna Yagi a 6 elementi . . . . . . . . . . 233.9 Radio Mobile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.10 Scelta del sistema di coordinate geografiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.11 Map Propierties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.12 Networks Propierties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.13 Pannello delle Membership . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.14 Pannello Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.15 Pannello Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.16 Pannello impostazioni Single Polar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.17 Esempio di una mappa di copertura Single Polar . . . . . . . . . . . . . . . 363.18 Pannello impostazioni Combined Cartesian . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373.19 Esempio di una mappa di copertura Combined Cartesian . . . . . . . . . . 383.20 Merge di una mappa geografica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.21 Collegamento Punto-punto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4.1 Esempio di una rete VSAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424.2 Rete VSAT Mesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434.3 Rete VSAT Star Two-way . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444.4 Rete VSAT Star One-way . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454.5 Stazione di terra VSAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504.6 Tipica antenna per VSAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504.7 Tipico InDoor Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.8 Sottosistemi HUB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

iii

iv ELENCO DELLE FIGURE

5.1 Copertura con antenna posta sul Centro polifunzionale di Ankofafa . . . . 545.2 Collegamento point-to-point tra lo studio di Ankofafa e il ripetitore . . . . 555.3 Copertura del broadcast dalla collina a sud-ovest di Fianarantsoa . . . . . 565.4 Collegamento point-to-point tra il ripetitore di Fianarantsoa e il ripetitore

per la zona di Ranomafana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565.5 Copertura con broadcast dal ripetitore per la zona di Ranomafana . . . . 575.6 Copertura totale dello scenario 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575.7 Copertura con antenna posta sul Centro civico di Ambalamarofotsi . . . . 585.8 Ponte radio tra lo studio radiofonico di Ambalamarofotsi e il ripetitore . . 595.9 Copertura del broadcast dalla collina a sud-ovest di Fianarantsoa . . . . . 595.10 Collegamento point-to-point tra il ripetitore di Befeta e il ripetitore per la

zona di Ranomafana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605.11 Copertura totale dello scenario 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615.12 Copertura con antenna posta sul Centro polifunzionale di Ankofafa . . . . 625.13 Copertura con antenna posta sul Centro civico di Ambalamarofotsi . . . . 625.14 Copertura con antenna posta sul Centro di Ranomafana . . . . . . . . . . 635.15 Copertura totale scenario 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635.16 Copertura satellite EutelSat W2A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655.17 Copertura satellite EutelSat W3A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Capitolo 1

Introduzione

In un mondo in cui l’informazione è stata da sempre appannaggio della minoranza alfabe-tizzata, l’unica che disponeva dell’accesso a giornali e libri, le prime trasmissioni radiofo-niche del 1920 hanno contribuito a realizzare quel ”meraviglioso sistema di comunicazionepubblica” immaginato dal drammaturgo tedesco Bertold Brecht.

La radio ha infatti favorito una radicale trasformazione nella natura della comunica-zione sociale, consentendo e difendendo un accesso più ”democratico” alle informazioni.Naturalmente, date la sue caratteristiche, tale mezzo poteva rappresentare allo stessotempo una minaccia per la democrazia stessa. Non è un caso infatti che, poco più di undecennio dopo la messa in onda della prima trasmissione, Adolf Hitler sfruttò a propriovantaggio l’uso della radio per acquisire sempre più consensi e conquistare al potere.

Tutti gli studi effettuati dagli specialisti della comunicazione sul potere, la diffusionee la penetrazione dei mass media hanno evidenziato che ad un gran numero di comunitàe minoranze è tuttora precluso l’accesso alle informazioni e ai mezzi di espressione residisponibili da tali mezzi di comunicazione di massa.

Proprio per colmare questa mancanza, in tutti quei luoghi in cui si manifestano talidisagi, si stanno sviluppando sempre più le piccole realtà di radio locali. Singoli individuie comunità in tutto il mondo stanno infatti scoprendo sempre più che una radio, anchedi piccole dimensioni, può rappresentare uno strumento di comunicazione genuina, cheincoraggia la creatività e consente l’accesso per tutti alle informazioni, indipendentementedalla condizione sociale.

Ogni giorno, gli appassionati di comunicazione riescono a fare di una radio un’impresacollettiva dedicata allo sviluppo. Questa non è un utopia o il sogno di pochi anticonfor-misti, si tratta piuttosto di un fenomeno in pieno sviluppo in ogni continente. Le radiocomunitarie sono una realtà, a volte chiamate con nomi diversi (radio popolare o edu-cativa in America Latina, la radio rurale in Africa o radio libere in Europa), ma tutteaccomunate dallo stesso obiettivo: ottenere la democratizzazione della comunicazione suscala comunitaria.

Le radio comunitarie, pur assumendo forme diverse a seconda dei contesti in cui nasco-no, rimangono un tipo di comunicazione fatta per servire la gente, una radio che incoraggia

1

2 CAPITOLO 1. INTRODUZIONE

l’espressione, la partecipazione e i valori della cultura locale. L’UNESCO stessa ha defini-to le radio comunitarie come ”un mezzo che dà voce ai senza voce, che funge da portavocedegli emarginati ed è al centro della comunicazione e dei processi democratici all’internodelle società” i concetti di trasparenza e di buon governo assumono nuove dimensioni econseguentemente la democrazia si rafforza”.

Con le radio comunitarie, i cittadini hanno i mezzi per comunicare le proprie opinioni ele osservazioni sulle decisioni che li riguardano. Le radio comunitarie diventano quindi unodegli strumenti più brillanti e coinvolgenti per lo sviluppo della comunità. Difatti, essecatalizzano gli sforzi di sviluppo dei segmenti più vulnerabili della società, data la suaeccezionale capacità di condividere informazioni tempestive e pertinenti sulle questionidello sviluppo, le opportunità, le esperienze e le competenze.

Il progetto trattato in questa tesi parte proprio da questa idea ”sociale e democrati-ca” di radio comunitaria e rientra nell’ambito della cooperazione internazionale. Il primocapitolo, dopo un inquadramento generale del Madagascar, della sua storia e del contestopolitico e sociale in cui il progetto andrà ad intervenire, presenta le associazioni di vo-lontariato e di promozione sociale coinvolte, i loro principi e le linee guida adottate nellarealizzazione dei progetti.

Nel secondo capitolo, a seguito di una breve introduzione ai principi di propagazionee alle antenne comunemente utilizzate per le trasmissioni in broadcast di programmiradiofonici, viene esaminato l’utilizzo del programma Radio Mobile per la simulazionedella propagazione delle onde radio. In particolare, si sofferma l’attenzione sul settaggiodei parametri richiesti dal programma per effettuare i calcoli matematici per la predizionedella copertura elettromagnetica e sulle modalità per produrre correttamente mappe difacile interpretazione anche per coloro i quali non dispongono di conoscenze approfonditein materia.

Il terzo capitolo, invece, descrive la tecnologia satellitare VSAT che permette la connes-sione tra stazioni di terra a basso costo e i satelliti geostazionari, consentendo la diffusionedi flussi dati e di informazioni sulle zone coperte da tali satelliti. Si analizzano quindi leunità che lo costituiscono e le applicazioni che esso supporta, le caratteristiche principalidei collegamenti, le bande di frequenze e le tecniche di accesso utilizzate.

Nel quarto capitolo vengono quindi presentati gli scenari prodotti per soddisfare lerichieste espresse dai partner in termini di copertura del territorio della radio comuni-taria e le tecnologie utilizzate per ciascuno di essi. Tali scenari, per ciò che concernela parte tecnica di emissione e di assegnazione delle frequenze, rispettano pienamentele normative vigenti imposte dall’OMERT, autorità malgascia per le telecomunicazioni.Inoltre, tenendo in conto le esigenze logistiche e le condizioni di sicurezza, sono stati presiin considerazione soltanto i siti indicati dall’associazione malgascia per la collocazione el’installazione dello studio radiofonico, pur non rappresentando sempre il sito ”ottimo” dalpunto di vista ingegneristico.

Il quinto e ultimo capitolo fornisce un’analisi degli aspetti economici del progetto. La

3

valutazione dei costi relativi alla creazione delle strutture e all’acquisto delle apparecchia-ture, dei costi di gestione dell’emittente radiofonica e delle spese da affrontare una voltache essa sarà a regime, permetterà quindi di individuare la soluzione ottima per soddi-sfare pienamente le specifiche del progetto. Verrà, infatti, scelto l’ultimo dei i quattroscenari proposti, in cui viene preso in considerazione l’installazione dello studio radiofo-nico all’interno delle strutture che accoglieranno il centro civico di Ankofafa e l’utilizzo diun’antenna omnidirezionale per il broadcast nella zona della città di Fianarantsoa. Perraggiungere invece le altre zone in cui si richiede la copertura da parte della radio, si utiliz-zerà un sistema basato sulla tecnologia VSAT che permetterà la ricezione dei programmiradiofonici in tutto il territorio malgascio.

Infine, le considerazioni conclusive in cui si illustrano anche i prossimi passi previstiper il proseguimento del progetto.

4 CAPITOLO 1. INTRODUZIONE

Capitolo 2

Il progetto

2.1 Analisi del contesto: il Madagascar

Il Madagascar [1] (République de Madagascar, Repoblikan’i Madagasikara) è uno statoinsulare situato nell’Oceano Indiano, a sud-est del continente africano, da cui lo separail Canale di Mozambico; si estende per una superficie di 587.041 km2 (poco meno deldoppio della superficie dell’Italia) e conta circa 20.600.000 abitanti (circa un terzo dellapopolazione italiana). L’isola di Madagascar è inclusa convenzionalmente nel continenteafricano benché per numerose peculiarità possa essere considerata una terra a se stante:ospita infatti specie vegetali e animali uniche ed è popolata, in parte, da genti venutedall’Asia monsonica che hanno introdotto nell’isola elementi culturali propri [2].

Figura 2.1: Cartina Madagascar

2.1.1 Caratteristiche fisiche

Il basamento dell’isola è costituito da rocce cristalline molto antiche, sovrastate da forma-zioni sedimentarie del tardo Paleozoico e del Mesozoico, a tratti coperte da vasti espan-

5

6 CAPITOLO 2. IL PROGETTO

Figura 2.2: Vista del Madagascar dal satellite

dimenti basaltici derivanti dalla risalita di magmi attraverso numerose faglie presenti. Ilnucleo centrale del rilievo è formato da un altopiano che raggiunge quote comprese tra1000 e 1500 m di altezza, caratterizzato dalla presenza di numerosi apparati vulcanici,soprattutto nella regione settentrionale, dove si eleva il massiccio di Tsaratanana (2876m). Il versante orientale digrada ripidamente verso una pianura costiera piuttosto stretta,dove sono presenti lagune fiancheggiate da lunghi cordoni litoranei. A ovest, invece, i ri-lievi digradano più dolcemente verso pianure e vallate che si aprono sulla costa articolatadel Canale di Mozambico.

Il clima è caratterizzato da temperature elevate, data la posizione tra i paralleli di 12°e 26° sud, così che quasi dappertutto è consentita, in forme diverse, l’agricoltura: nep-pure le zone poste alle massime altitudini registrano, infatti, valori termici troppo bassi.Le differenze climatiche sono principalmente legate alla distribuzione delle precipitazioni.La costa orientale riceve grandi quantità di piogge durante tutto l’anno, dovute al ritmocostante degli alisei, mentre quella occidentale presenta regime pluviometrico tropicale earidità nella stagione fresca: l’umidità viene accresciuta qui, tra novembre e aprile, dalmonsone estivo, proveniente da nord-ovest. Le alteterre registrano temperature mitigatedall’altitudine e un regime delle precipitazioni simile a quello della costa occidentale. Aloro volta, le temperature variano soprattutto procedendo dalle coste in direzione deglialtopiani, ma anche tra i due versanti: mentre la costa occidentale presenta valori costan-temente elevati (fra 25 e 28 °C), quella orientale, per l’influenza dell’aliseo e la minoreinsolazione, registra valori compresi tra 20 e 26 °C.

A tali differenziazioni climatiche corrisponde la varietà dei paesaggi vegetali, anche seormai questi sono, per lo più, modificati dall’intervento umano. Sul versante orientaledomina la foresta pluviale, che si dirada risalendo verso l’altopiano centrale, con fenome-

2.1. ANALISI DEL CONTESTO: IL MADAGASCAR 7

ni di degradazione (e conseguenti formazioni di tipo savanico) legati alla diffusa praticadegli incendi per la conquista di terre coltivabili. Nelle aree occidentali sono le condi-zioni di maggiore aridità a impoverire il manto forestale, generando formazioni a savanaerbaceo-arboree o anche esclusivamente erbacee. Nel complesso, la vegetazione origina-ria, caratterizzata da vicende particolari della storia geologica (l’isolamento dal bloccoafricano), sembra aver resistito meglio nelle aree meridionali per la minore combustibilitàdelle specie. Quanto alla fauna, il lungo isolamento geografico, ha prodotto nell’isola unpopolamento estremamente peculiare, in cui sono assenti molti dei grandi gruppi dellafauna africana e sono presenti numerosi endemismi.

2.1.2 Popolazione

L’attuale popolamento è dovuto a varie ondate migratorie di gruppi australo-melanesianie indonesiani: i primi (rappresentati dai bara, dai sakalava ecc.) giunsero forse nel IImillennio a. C., seguiti poi dai betsileo e dai tsimihety. Le più recenti migrazioni sonostate quelle che hanno introdotto nell’isola i merina, originari forse di Giava: essi formanoil gruppo oggi dominante, stanziato nell’altopiano centrale, nella terra che da loro prendeil nome, l’Imerina. Essi introdussero la loro cultura, la coltivazione del riso, l’impiegodello zebù nel lavoro dei campi. Anche la struttura organizzativa era quella dei popolirisicoltori dell’Asia monsonica, con un sovrano e una classe nobile di uomini liberi (Hova,nome con cui sono anche conosciuti i merina). Questa élite superiore via via assoggettò lealtre popolazioni e diede vita a quel regno che ebbe i suoi centri là dove stavano le sedi delpotere, i rova (le cittadelle) nel cuore dell’altopiano. I merina tuttavia non riuscirono maia dominare l’isola per intero, perché anche le altre popolazioni avevano una loro organiz-zazione e formavano dei regni ben precisi, come quello dei sakalava, dei betsileo ecc. Altriapporti umani dall’esterno sono quelli africani, rintracciabili soprattutto nelle popolazioniinsediate nella parte sudoccidentale, come i makua, e quelli arabi, rappresentati da gruppistanziati sulle coste settentrionali. Tra gli abitanti i gruppi principali sono quelli dei me-rina (24%), dei betsimisaraka (13%), dei betsileo (11%), dei tsimihety (7%), dei sakalawa(6%), degli antaisaka (5%), degli antandroy (5%); altri gruppi minori sono il 27,8% dellapopolazione, insieme a piccole percentuali di comoriani (0,5%), francesi (0,6%) e cinesi(0,1%).

L’accrescimento naturale (2,8% annuo nel quinquennio 2000-06; 3% nel 2009) è piut-tosto sostenuto, con un tasso di natalità che si mantiene di poco inferiore al 40‰. Lecondizioni di vita della popolazione non sono soddisfacenti, come attesta il 118° postooccupato dal paese (2007) nella graduatoria mondiale decrescente del valore dell’indice disviluppo umano, un aggregato di tre indicatori (speranza di vita alla nascita: 63 anni;alfabetizzazione: 71%; reddito pro capite corretto in base alla capacità di potere d’acqui-sto: 923 dollari) che esprime efficacemente l’effettivo livello di sviluppo sociale, oltre cheeconomico, di una collettività nazionale.


La distribuzione degli abitanti nel territorio è tutt’altro che uniforme: i gruppi piùnumerosi vivono sull’altopiano, che registra le più elevate densità. Ciò perché sull’alto-piano è diffusa la risicoltura, spesso irrigua, e inoltre perché tale zona è diventata l’areafocale dell’organizzazione territoriale moderna dell’isola. L’altopiano è tutto disseminatodi caratteristici villaggi o piccoli nuclei formati da capanne di fango rosso, con i tettidi paglia, che sorgono accanto alle risaie: il paesaggio richiama per molti aspetti quellodell’Asia monsonica. Il versante montuoso occidentale è la parte meno popolata dell’i-sola, così come la sezione meridionale, arida, dove vivono genti seminomadi; su questearee è diffuso l’allevamento. Popolate sono invece le fasce costiere (eccetto quella occi-dentale), perché vi si pratica l’agricoltura di piantagione. La densità di popolazione è di32 ab./km²; la popolazione rurale rappresenta la grande maggioranza del totale mentrequella urbana è poco più di un quarto. Oltre al malgascio, che è la lingua ufficiale, siparla il francese. Quanto alla religione, metà della popolazione è rimasta fedele ai cultianimisti; l’altra metà è rappresentata da cristiani (cattolici e protestanti) e, solo per un7%, da musulmani.

La capitale, Antananarivo, è il perno dell’isola e unico centro a configurarsi comepropriamente urbano, al tempo stesso vertice socio-economico e centro geografico, cosache le conferisce una certa eccezionalità per un Paese che ha conosciuto l’organizzazioneeconomica coloniale, la quale ha sempre privilegiato i centri costieri; ciò si spiega conla posizione climaticamente mitigata di Antananarivo, col fatto di trovarsi nell’area piùpopolosa del Paese e di essere anche stata la sede del principale rova dei merina. Inetà coloniale Antananarivo è stata collegata al mare con una ferrovia: da ciò lo svilup-po complementare di Toamasina, scalo marittimo principale del Madagascar sull’oceanoAtlantico, su cui gravita la maggior parte del commercio dei prodotti agricoli in esporta-zione. Meno efficienti sono rimasti i collegamenti con le altre città portuali, le quali piùche altro servono le aree costiere dove si è sviluppata l’agricoltura commerciale. Sull’al-topiano i centri principali, dopo la capitale, sono Antsirabe e Fianarantsoa, seconda cittàdel Paese, che sorge al confine delle grandi praterie, al centro di un’area agricola.

2.1.3 Storia

Dopo alcuni tentativi di conquista da parte di Portoghesi, Olandesi e Inglesi, nel 17° sec.il Madagascar entrò nel raggio d’azione della Francia. I grandi regni del re Andrianam-poinimerina (1787-1810) e della regina Ranavalona I (1828-61) assicurarono all’isola unasostanziale unità e la forza per tenere a distanza l’invadenza della Francia, che però cercòdi guadagnare terreno sfruttando i contrasti intertribali: nel 1885 fu proclamato il protet-torato e nel 1896 il Madagascar divenne una colonia. La ‘politica indigena’ del governatoreJ.-S. Gallieni (1896-1905) lasciò una certa autonomia alle comunità tribali, ma nel 1915si ebbero le prime istanze indipendentistiche. Nel corso della Seconda guerra mondiale, laGran Bretagna occupò le basi navali dell’isola e alla fine del conflitto la Francia riprese ilcontrollo della colonia, finché nel marzo 1947 scoppiò un’insurrezione coordinata dal Mou-

2.1. ANALISI DEL CONTESTO: IL MADAGASCAR 9

vement Démocratique pour la Rénovation Malgache (MDRM). Parigi represse duramentela sommossa (il computo delle vittime varia da 10.000 a 80.000) e decapitò il movimentodi resistenza. La lotta politica riprese poi nel quadro della decolonizzazione dell’Africaoccidentale ed equatoriale francese.

Nel referendum del 1958 per la scelta tra l’indipendenza immediata e l’adesione allaComunità franco-africana, il Madagascar votò per quest’ultima e il 26 giugno 1960 fuconseguita l’indipendenza. Per oltre un decennio il governo restò in mano al Parti Social-Démocrate (PSD), presieduto in maniera personalistica e autoritaria da P. Tsiranana.La fine del regime di Tsiranana (1972), dopo lunghe e sanguinose dimostrazioni di massa,portò al potere i militari, che nel 1975 trovarono il loro uomo forte in D. Ratsiraka. Assuntoil ruolo di «liberatore», Ratsiraka pretese la chiusura delle basi francesi, si rivolse per aiutiall’URSS e teorizzò un socialismo egualitario; il suo partito (AREMA, Avant-garde de laRévolution Malgache) costituì un Fronte nazionale per la difesa della rivoluzione, con leorganizzazioni considerate progressiste. Con il tempo, però, il governo Ratsiraka ricaddesotto l’influenza francese e, rieletto presidente nel 1982 e 1989, nel 1990-91 Ratsiraka fucostretto da una sollevazione popolare ad accettare una nuova Costituzione (ufficialmenteintrodotta nel 1992).

Nel 1993 fu eletto presidente A. Zafy, leader di una coalizione democratica denominataComité des forces vives, ma la frammentazione delle forze politiche e i profondi contra-sti all’interno della coalizione di maggioranza furono fonte di continua instabilità e Zafyvenne progressivamente isolato, fino alla sua destituzione nel 1997. A sorpresa vinse leelezioni l’ex presidente Ratsiraka, il quale si fece promotore di una riforma dello Statoche prevedeva, insieme al decentramento regionale, un rafforzamento dei poteri dell’ese-cutivo e aboliva la possibilità del Parlamento di destituire il presidente della Repubblica.Nel 1999 contro Ratsiraka scese in campo M. Ravalomanana, che nelle presidenziali del2001 si proclamò vincitore prima della comunicazione ufficiale della Corte Costituzionale,innescando una grave crisi istituzionale, accompagnata da episodi di guerra civile fino aquando la Corte Costituzionale proclamò vincitore Ravalomanana e Ratsiraka abbandonòil paese.

Ravalomanana, che alla fine del 2006 ha conseguito un secondo mandato, ha promossoriforme economiche, ottenendo tra il 2004 e il 2005 oltre alla riduzione del debito daparte del Fondo monetario internazionale, anche degli aiuti statunitensi; tuttavia, dopol’approvazione di una riforma costituzionale rafforzativa dei poteri presidenziali nel 2007,è stato accusato di propensioni autoritarie dalle opposizioni, che, guidate dal sindaco diAntanarivo, A. Rajoelina, sono scese nuovamente in piazza nel 2009, dando vita a violentiscontri. Ravalomanana è stato costretto a dimettersi e i militari hanno attribuito l’incaricodi presidente a Rajoelina per un periodo transitorio di 24 mesi entro i quali organizzarenuove elezioni.

Allo stato attuale, le elezioni non sono ancora avvenute e di fatto il presidente Rajoeli-na continua a mantenere il potere, con una politica repressiva nei confronti degli oppositori


che vengono tenuti in silenzio da un esercito nazionale che risponde direttamente al pre-sidente. In tali condizioni risulta difficoltoso per la popolazione avere un ruolo reale nellavita democratica del Paese, vigendo anche un regime di corruzione e clientelismo.

2.2 I protagonisti del progetto

2.2.1 Ingegneria Senza Frontiere

Ingegneria Senza Frontiere (ISF) [4] è una rete di associazioni italiane nate all’internodel mondo universitario verso la fine degli anni ’90. ISF fa del’università il centro dellesue attività, rivolgendosi in via preferenziale a studenti, docenti, ricercatori, laureati edoperatori nel settore delle discipline tecnico-scientifiche. In particolare, la sede romana,ISF-Roma, opera dal 2000. L’obiettivo di ISF è dare risposte concrete per colmare ildivario che esiste tra le comunità più svantaggiate (indicate come "Sud del Mondo",inteso in senso non strettamente geografico ma come indicatore di situazioni di benessereeconomico/povertà che caratterizzano intere Nazioni o Comunità) e "Nord del Mondo".

Gli strumenti adottati da ISF per il conseguimento di questa finalità sono sia progettitecnici nel Sud del Mondo, come quello collegato a questo lavoro di tesi, sia progetti diformazione (sia nel Nord che nel Sud del mondo). I progetti di formazione sono volti apromuovere la presa di coscienza e la comprensione delle problematiche legate al divariotra Nord e Sud del mondo. Tra questi progetti rientrano l’organizzazione di seminaried eventi divulgativi sul territorio romano ed in particolare presso l’Università sia azionipiù operative quali la collaborazione con la Facoltà di Ingegneria per l’installazione ela pubblicizzazione della raccoltà differenziata in Facoltà, iniziativa che nel 2008 fecedella Facoltà di Ingengeria l’unica Facoltà ad esser dotata di un prototipo di raccoltadifferenziata.

I progetti di ricerca sono volti ad approfondire le conoscenze tecnico scientifiche, odi eventuali altre discipline collegate, che siano in accordo con i principi e gli strumentidell’associazione. Ad esempio nel caso del progetto in Madagascar collegato a questolavoro di tesi è stato sviluppato un prototipo di turbina eolica ad asse verticale.

I progetti tecnici di cooperazione hanno l’obiettivo di fornire un contributo ratico perla risoluzione di una particolare esigenza espressa da una comunità del Sud del Mondo.

Le attività di cooperazione di ISF-Roma si propongono di realizzare su una realtà delSud del MOndo, progetti che seguano un “approccio esigenziale”, cioé che rispondano cioèalle necessità ed ai bisogni delle comunità direttamente interessate, e che siano precedutie motivati da una attenta analisi di tali bisogni.

L’attenzione principale è rivolta al trasferimento di tecnologie e di conoscenze in ambitotecnico-scientifico verso le comunità di beneficiari, sostenendo il concetto di “tecnologiaappropriata”, relativo cioè all’adeguatezza delle scelte tecnologiche rispetto al contestoambientale e socioculturale di destinazione. Per completezza in appendice è riportata laCarta dei Principi di ISF-Roma.

2.2. I PROTAGONISTI DEL PROGETTO 11

Tecnologie appropriate

Nella pratica dei progetti ISF-Roma cerca di avvalersi di tecnologie appropriate al con-testo. La terminologia tecnologie appropriate viene utilizzata in differenti ambiti e condifferenti sfaccettature. L’accezione che da ISF-Roma a questo termine è basata sui cinqueaspetti che seguono. La tecnologia dovrà essere innanzitutto utile, andando cioè a soddi-sfare una reale esigenza, in maniera efficace, risultando anche legata al contesto sociale,geografico ed economico. In secondo luogo, essa deve essere consapevole, ovvero determi-nata da un’accurata conoscenza della tecnologia e dei rischi che da essa derivano, dallaconoscenza del territorio e delle sue tradizioni, andando quindi a creare consapevolezzanella comunità che riceve tale tecnologia; dovranno quindi essere illustrati il funziona-mento, i rischi per gli individui e il territorio, le risorse utilizzate e dovrà inoltre essereprevista una formazione atta a generare tecnici responsabili della manutenzione. Inoltre,l’introduzione di tale tecnologia deve conferire autonomia alle comunità presenti nel con-testo d’intervento, generando una maggiore indipendenza decisionale e maggiore libertà,dando luogo ad un processo di autodeterminazione dell’individuo e dei popoli. Dovrà,altresì, essere una tecnologia armonizzante che non vada, cioé, ad intaccare la preesi-stente coesistenza degli insediamenti umani con gli elementi naturali, senza sfruttare oimmiserire l’ambiente, contribuendo anche ad eliminare eventuali dislivelli economici esociali, così come a livellare il divario tra ”il nord e il sud” del mondo. In ultimo, una tec-nologia appropriata dovrà necessariamente essere aperta, concetto che si lega in manierainscindibile al appropriatezza: una tecnologia proprietaria e chiusa non risulta, infatti,replicabile o adattabile ad un particolare contesto, crea dipendenza dai pochi che posseg-gono le conoscenze e, quindi, inconsapevolezza dell’essenza della tecnologia stessa, generaun sproporzione tra interessi economici di pochi e i bisogni non soddisfatti di molti.

Il concetto di coscientizzazione per ISF

ISF si propone di portare gli insegnamenti derivanti dalla ricerca pedagogica e politicadi Paulo Freire [5] alle popolazioni interessate dai suoi progetti. Coscientizzazione ecoscientizzare sono termini che ormai da tempo fanno parte del vocabolario associativo erappresentano uno dei fini ultimi di ogni progetto.

L’obiettivo della coscientizzazione è di potenziare le conoscenze e le risorse dei gruppi,facilitando un processo di apprendimento che diventa coscienza critica, transitiva e poten-zialità di liberazione. La coscientizzazione è una pratica diffusa in molti paesi, soprattuttoin Sudamerica e in Africa, centrata sulla fiducia nel "sapere" degli oppressi e sul ruoloproblematizzante del conduttore che educa e contemporaneamente apprende dialogando.

Un lavoro di coscientizzazione è tale se prevede un aumento della coscienza individualee di gruppo rispetto a uno specifico tema, problema o contesto. Non è quindi semplice-mente lavorare con i gruppi ascoltandoli, valorizzandoli, facendoli stare bene. D’altrocanto, una coscientizzazione che voglia far avanzare i livelli di coscienza di un gruppo de-ve avere un atteggiamento dialogico in cui anche ISF, nel ruolo di conduttore del dialogo,


può portare le proprie posizioni, soprattutto per problematizzare ciò che il gruppo pensa,porgli dubbi, spingerlo ad approfondire, evidenziare contraddizioni e conflitti latenti.

2.2.2 Vanona

Vanona è un’associazione malgascia basata a Fianarantsoa, fondata da Jean-Delphin Ran-driamarofara, suo attuale presidente. E’ il partner malgascio del progetto e ne è l’ideatoreiniziale. L’associazione ha come scopo la "formazione di cittadini integri e responsabili"(Vanona significa "integro e degno" in malgascio), e si occupa principalmente di formarei contadini e gli strati più disagiati della popolazione cittadina. I temi principalmenteaffrontati sono quelli dei diritti umani e civili, della protezione ed emancipazione dellefasce più deboli della popolazione (principalmente donne e bambini), della partecipazionee consapevolezza democratica, e dello sviluppo rurale. L’approccio utilizzato nei progettiè sempre quello di favorire e supportare la creazione di nuclei associativi locali autonominella ideazione, gestione e manutenzioni degli interventi necessari per lo sviluppo dellacomunità. Tutte le attività di Vanona hanno fini esclusivamente sociali e senza fini dilucro.

2.2.3 Mangwana

Mangwana è una associazione di promozione sociale basata a Lucca ed è il partner italianoche ha coinvolto ISF nel progetto. L’associazione è attiva in Madagascar con vari progettidi cooperazione dal 2006, sia nella regione di Fianarantsoa che in quella di Antananarivo.I progetti di Mangwana sono finanziati tramite raccolta fondi da donatori privati, fonda-zioni, o enti pubblici, come la Provincia di Lucca, il comune di Pisa e la Regione Toscana,ed hanno tutti finalità esclusivamente sociali e senza fini di lucro.

2.2.4 AMISNET

AMISNET (Agenzia Multimediale di Informazione Sociale) è un’agenzia radiofonica chepromuove e sostiene radio comunitarie, con contenuti, formazione e tecnologia, in Italiae nel sud del mondo. L’agenzia ha realizzato moltissimi progetti in aree difficili, come ilcentro multimediale di Hebron in Palestina, o come il sostegno e l’organizzazione di unarete di radio comunitarie in Congo. Nel contesto del progetto “Radio Vanona”, Amisnetè un partner “esterno”, coinvolto da Ingegneria Senza Frontiere con un ruolo di supportoall’autoformazione dei volontari ISF e di revisione del progetto, delle sue scelte e della suagestione. Amisnet svolge questo ruolo su base esclusivamente volontaria e non retribuita.

2.3. NASCITA ED EVOLUZIONE DEL PROGETTO 13

2.3 Nascita ed evoluzione del progetto

Il progetto Vao Vao Vanona, ideato da monsieur Delphin, ha come obiettivo finale lo svi-luppo della coscientizzazione e della partecipazione sociale, della consapevolezza dei dirittiumani e della cultura civica nella provincia di Fianarantsoa attraverso attività formativee culturali. Per raggiungere tale scopo, si è pensato ad uno strumento di comunicazionecapillare e penetrante come una radio comunitaria, ”fatta dagli agricoltori, per gli agricol-tori”. Tale strumento è pensato principalmente per lo scambio di informazioni, esperienzee competenze tra i cittadini accrescendo la loro preparazione, il loro grado di partecipa-zione alla comunità, la consapevolezza di se stessi e la loro conoscenza dei diritti umani.Solo con uno strumento del genere è possibile infatti raggiungere tutti i beneficiari a cuil’associazione Vanona aveva in mente di rivolgersi; si parla di circa 500.000 persone, tracui i beneficiari principali sono

• i rappresentanti e i diversi gruppi membri dell’associazione di tutta la regionedell’Haute Matsiatra;

• gli abitanti dei quartieri popolari e più poveri della città di Fianaranstoa;

• i giovani analfabeti o parzialmente alfabetizzati delle zone rurali;

• le popolazioni vulnerabili delle diverse comunità rurali (i Fokontany) e dei quartieripopolari delle città della regione.

All’inzio del 2009, l’associazione Mangwana raccoglie l’idea di monsieur Delphin e si met-te in contatto con l’associazione ISF; ai volontari ISF viene dunque proposta una col-laborazione tecnica per la progettazione, l’installazione e il monitoraggio della strutturaradiofonica, delle apparecchiature di bassa frequenza per lo studio e degli impianti ditrasmissione.

Tale proposta viene inizialmente accolta da ISF e si organizza, nello stesso febbraiodel 2009, una missione conoscitiva per la valutazione della fattibilità politico-sociale delprogetto, la conoscenza dei referenti locali e delle comunità coinvolte; inoltre, durante lamissione si è anche verificato il grado di consapevolezza politica e sociale e si è condivisocon tutti i partner i principi fondamentali che ISF porta avanti in ogni progetto.

In questo contesto e relativamente agli aspetti tecnici, all’associazione ISF è statochiesto dunque di progettare l’impianto di trasmissione ad alta frequenza, lo studio radio-fonico e i relativi sistemi informatici, le soluzioni energetiche più appropriate e sostenibiliper l’alimentazione della radio. Particolare attenzione è stata anche richiesta per la fa-se di start-up dell’emittente, cui ISF dovrà contribuire con seminari di formazione sullaproduzione di contenuti, e alla sostenibilità economica futura in autonomia del progetto.

Al rientro del referente di ISF, è iniziato un lungo lavoro di riflessioni sui temi emersidurante le riunioni nelle sedi di Vanona: i contenuti sociali del progetto e i delicati aspettipolitici del contesto in cui si va ad intervenire sono da sempre i principali spunti di ri-flessione con cui ISF valuta la propria partecipazione a progetti di cooperazione. Viene


quindi accettata la proposta avanzata da Mangwana e creato il gruppo di progetto ”Ma-dagascar”, coinvolgendo al suo interno oltre quella di Roma anche le sedi ISF di Firenzee Cosenza.

Vengono così prodotti i primi progetti preliminari per lo studio radiofonico e le primeipotesi realizzative riguardanti la parte ad alta frequenza, in collaborazione anche coni tecnici di Amisnet che da anni lavora nel campo delle radio comunitarie. Al contem-po, data la sua natura di associazione di volontariato, si sono organizzati eventi volti adivulgare il progetto nelle facoltà di Ingegneria dell’università ”La Sapienza” di Roma,di Firenze e di Cosenza, per favorire il coinvolgimento di nuovi volontari e donatori. Lapromozione del progetto passa anche attraverso la partecipazione a trasmissioni di diverseradio locali, il rilascio di interviste per giornali nazionali (come ilSole24Ore e Wired) el’organizzazione di eventi per la raccolta di fondi di finanziamento del progetto.

Nel marzo 2010 si è svolta una seconda missione in Madagascar, realizzata da 6 vo-lontari ISF, che si è occupata dello studio di fattibilità tecnico relativo alle varie ipotesirealizzative considerate per gli aspetti radiofonici ed energetici. Particolare attenzioneè stata posta alla verifica sul campo delle variabili orografiche, alla verifica dei costi dimercato in loco delle apparecchiature, allo studio delle opzioni energetiche disponibili inloco, delle competenze e delle abitudini consolidate nelle comunità di riferimento. ISF si èinoltre occupata di erogare una prima sessione di formazione informatica di base ai bene-ficiari, svolta su tre computer trashware ricondizionati dal gruppo di progetto e installaticon software libero.

A valle di questa missione, con le informazioni raccolte, si è conseguito un livello piùalto di conoscenze del territorio e si è iniziato una realizzazione delle ipotesi realizzativedello studio radiofonico e delle apparecchiature di trasmissione con dati più precisi. Uti-lizzando il software di simulazione di propagazione delle onde elettromagnetiche, RadioMobile, sono poi stati prodotti i quattro scenari che al momento sono al vaglio per larealizzazione finale delle strutture e del progetto.

Per continuare con l’opera di finanziamento del progetto, le associazioni Mangwanae ISF hanno partecipato in maniera congiunta a bandi regionali promossi dalle RegioniLazio e Toscana; durante tutto l’anno poi si sono organizzati ulteriori eventi, come cene efeste, per proseguire la promozione del progetto e continuare a raccogliere fondi necessarial sostentamento del progetto.

Nel marzo 2011 è stata organizzata un’ulteriore missione, a cui ho preso parte per-sonalmente, in cui si sono stati verificati gli scenari prodotti, principalmente per ciò cheriguardava l’orografia delle zone in cui si dovrebbero installare lo studio radiofonico e leantenne; si sono presi i riferimenti GPS dei singoli punti di interesse, per confrontarli conquelli utilizzati nelle simulazioni del programma, e sono stati installati i primi pannellifotovoltaici presso il centro civico di Ankofafa, attualmente in fase di completamento, epresso il villaggio di Ambalamarofotsi.

Capitolo 3

Radio Mobile Simulation Program

Introduciamo, ora, alcuni concetti basilari utilizzati nelle comunicazioni radio, che risul-teranno poi utili per descrivere il programma Radio Mobile e come un computer analizzae simula la propagazione e la copertura radio.

3.1 Principi di propagazione radio

Le comunicazioni radio utilizzano la propagazione di onde elettromagnetiche nello spaziolibero e vengono comunemente indicate come comunicazioni wireless, permettendo appun-to il trasferimento senza fili delle informazioni da opportuni trasduttori di sorgente finoa quelli destinatari che devono convertire segnali elettrici in elettromagnetici e viceversa,con frequenze delle onde che variano da alcuni kHz a centinaia di GHz e trasmissioni ditipo analogico o numerico. La figura 3.1 mostra lo schema generale di un sistema percomunicazioni radio.

La funzione di trasduzione è svolta dalle antenne che possono svolgere contestualmenteil duplice ruolo di antenna trasmittente o ricevente, in funzione della direzione in cuiavviene la comunicazione; i segnali radio risulteranno poi influenzati da alcuni parametriambientali come, ad esempio, l’orografia del terreno, eventuali ostacoli presenti (comeedifici, alberi, etc.) o fenomeni meteorologici, nella maggior parte dei casi imprevedibili.

I parametri fondamentali per il dimensionamento del collegamento saranno dunque:

• la potenza disponibile al trasmettitore, WdT ;

Figura 3.1: Schema di un collegamento radio

15

16 CAPITOLO 3. RADIO MOBILE SIMULATION PROGRAM

• la potenza minima che si deve ricevere, anche detta sensibilità, WRmin ;

• l’attenuazione disponibile del mezzo radio, Ad = WdTWdR

, dove WdR è la potenzadisponibile al ricevitore.

Il Guadagno di sistema sarà, allora, il rapporto

Gs =WdT

WRmin

e che espresso in dB risulta allora GsdB =WdTdBW- WRmindBW

e rappresenta il massimovalore di Ad che si dovrà superare per garantire il buon funzionamento del collegamento:

AddB ≤ Gsdb

La differenza in dB tra il guadagno di sistema e l’attenuazione disponibile è chiamataMargine di sistema, MdB = GsdB − AddB e indica l’eccesso di potenza trasmessa rispettoa quella minima indispensabile; tale margine dovrà poi risultare maggiore della somma(sempre in dB) dell’attenuazione supplementare, valore che raccoglie tutte le ulterioripossibili cause di attenuazione non incluse nel caso ideale:

AsdB ≤ MdB

Quando si comporta da trasduttore di sorgente, un’antenna risulta descritta dalla suafunzione di guadagno, che dipende dall’area A dell’antenna e dalla lunghezza d’onda λ:

GT = 4πA

λ2

ovvero dalla sua capacità di irradiare nello spazio in funzione della direzione, considerandocome riferimento un’antenna isotropa, cioè quell’antenna in grado di irradiare in tutte ledirezioni e per la quale si ha GT = 1; quando, invece, si comporta da trasduttore didestinazione, l’antenna è caratterizzata della sua area efficace

Ae = GRλ2

4π

ovvero la sua capacità di captare le onde elettromagnetiche presenti nello spazio circostan-te a determinate frequenze, che risulta strettamente legata all’area fisica dell’antenna ameno di un fattore di efficienza ρ. A partire da questo parametro, si può calcolare quantapotenza irradiata viene intercettata dall’antenna ricevente

WR = WdTGTAe

4πd2 = WdTGT

λ

4πd

2

= WdR [Watt]

che è proprio la potenza ricevuta.

3.1. PRINCIPI DI PROPAGAZIONE RADIO 17

L’attenuazione disponibile, alla luce dei risultati appena ottenuti, indica allora diquanto si riduce la potenza trasmessa e risulta pari a

Ad =WdT

WdR=

4πd

λ

2 1

GTGR

in cui il termine tra parentesi è detta attenuazione di spazio libero; esprimendo tutte lequantità in dB otteniamo la formula finale per il calcolo dell’attenuazione disponibile:

Ad(dB) = 32.4 + 20 log10 f (MHz) + 20 log10 d (Km)−GT (dB)−GR (dB)

che mostra la dipendenza dal quadrato della distanza, dovuta all’aumentare della super-ficie su cui si distribuisce la potenza irradiata.

Figura 3.2: Classificazione delle onde

Quando un’antenna trasmittente è posta in prossimità delle superficie terrestre, l’ondaelettromagnetica inviata può pervenire all’antenna ricevente seguendo diversi percorsi,come mostrato nella figura 3.2, ovvero:

• Onda diretta (o di spazio libero), che giunge al ricevitore lungo la congiungente ledue antenne, quando libera da ostacoli e quindi se le due antenne sono in visibilità.Possono presentarsi, in questo caso, dei fenomeni di rifrazione atmosferica che dannoluogo a cammini multipli atmosferici (onde rifratte) associati all’onda diretta;

• Onda ionosferica, lungo la traiettoria che dall’antenna trasmittente giunge alla io-nosfera (ovvero strati ionizzati generati dall’irradiazione solare a quote tra i 40 km equalche centinaio di km) e, dopo riflessione porta a terra. Solitamente è il contributodominante nella propagazione per frequenze tra 3 e 30 MHz e per lunghi percorsi,con attenuazione che diminuisce al crescere della frequenza;

• Onda riflessa dalla superficie, lungo una traiettoria che dall’antenna trasmittenteincide su una zona della superficie a distanza intermedia tra le 2 antenne, e, dopo


Figura 3.3: Ellissoide di Fresnel

riflessione, raggiunge l’antenna ricevente; è preferibile, comunque, parlare di ondadiffusa in quanto le superfici naturali non sono necessariamente piane e quindi dannoluogo a cammini multipli da diffusione superficiale. Se invece la diffusione è prodottada un ostacolo si parla di onda diffratta.

• Onda superficiale, lungo la superficie di separazione tra terreno o mare e l’atmosfe-ra, prevale per lunghe distanze ed è dovuto principalmente all’assorbimento terre-stre: quando, infatti, l’antenna si trova ad una distanza dal suolo inferiore a qual-che lunghezza d’onda, la crosta terrestre si comporta da conduttore, provocandoun’attenuazione supplementare che aumenta con l’aumentare della frequenza.

Per evitare quest’ultimo effetto di assorbimento terrestre, è opportuno posizionare le an-tenne ad una certa distanza dal suolo (si utilizzano tralicci o torri alti anche 50 metri o lesommità degli edifici) e si potrà quindi trasmettere per onda diretta, tenendo sempre inconto la curvatura della terra e, dunque, il concetto di orizzonte radio: quando si vanno aprogettare le torri di supporto per le antenne ed il loro puntamento, si dovrà considerareche il raggio terrestre sia pari a 4

3 volte quello reale dato che le onde elettromagnetiche chesi propagano si piegano lentamente verso il suolo, dove si ha indice di rifrazione maggiore.

Inoltre, bisognerà tenere in considerazione anche dei fenomeni di diffrazione, che devia-no in una zona d’ombra le onde radio che incontrano lungo il proprio cammino un ostacoloe si dovrà quindi considerare anche un margine di distanza tra la linea congiungente le dueantenne e tale ostacolo o il suolo; per ottenere tale distanza, si ricorre alle zone di Fresnele al corrispondente ellissoide tridimensionale che è possibile disegnare tra trasmettitore ericevitore radio. La dimensione e il diametro di tale ellissoide, in una posizione specifica,sono determinati dalla frequenza utilizzata per il collegamento e dalla distanza tra i duesiti; in particolare, risulta importante il raggio della zona di Fresnel per il calcolo delleperdite del segnale: il margine dovrà infatti essere almeno pari al raggio della prima zonadi Fresnel. Quando il segnale incontra un ostacolo in un qualsiasi punto del collegamento,come visibile in figura 3.3, si andrà a generare il cosiddetto multipath fading, ovvero unaserie di riflessioni e attenuazioni che causano ritardi e sfasamenti che influenzano, in modocostruttivo o distruttivo, il segnale che arriva al ricevitore; il fenomeno del multipath saràpresente anche quando i segnali incontrano bruschi cambiamenti dell’indice di rifrazione.

3.2. ANTENNE 19

3.2 Antenne

Un’antenna è definita come trasduttore elettromagnetico, ovvero un’interfaccia tra cam-pi elettromagnetici guidati tramite conduttori fino alla porta d’ingresso e la radiazioneelettromagnetica irradiata attraverso la porta di uscita nello spazio esterno tramite ondeelettromagnetiche; introduciamo, quindi, una breve panoramica sulle tipologie di antenne,classificate secondo la loro struttura e configurazione[10]:

• Antenne lineari: presentano una struttura filiforme, in generale di spessore finito(sottile) e a geometria variabile (rettilinea e non). Ad esempio, fanno parte di talecategoria i dipoli, le spire, le antenne a elica e le biconiche;

• Antenne ad apertura: presentano una porzione di superficie piana, detta bocca,attraverso cui avviene l’irradiazione delle onde elettromagnetiche; esempi tipici sonole antenne a tromba, a guida troncata o le microstrisce;

• Antenne a riflettore: sono composte da un illuminatore, ovvero un’antenna ad aper-tura, che irradia verso uno o più riflettori metallici con altissima direttività. Le piùcomuni sono le antenne a riflettore parabolico, a riflettore angolare o a riflettorefuori-asse;

• Allineamenti di antenne: sono configurazioni di antenne mono o bi-dimensionali, ditipo lineare o ad apertura, alimentate con opportuna distribuzione di ampiezza efase, che presentano elevata direttività e risultano facilmente riconfigurabili. Esempipiù comuni sono gli allineamenti di Yagi-Uda o quelli mono/bi-dimensionali a dipolirisonanti.

3.2.1 Antenne per Broadcast in FM

Sono differenti i tipi di antenne che è possibile utilizzare per trasmettere in broadcast conmodulazione FM, ma principalmente vengono utilizzati antenne come i dipoli semplicie ripiegati, sia per le loro caratteristiche di omnidirezionalità che per la loro semplicestruttura, che permette anche semplici progetti di autocostruzione.

Il dipolo semplice [11] è un’antenna costituita da un conduttore lineare alimentatoal centro, realizzato con due elementi conduttori di piccole dimensioni con due massemetalliche poste nelle estremità e la cui lunghezza totale è pari a metà della lunghezzad’onda

λ2

del segnale che si vuole trasmettere o ricevere.


Figura 3.4: Dipolo per trasmissione in FM

Dunque nel caso di broadcast FM, la lunghezza del nostro dipolo sarà nell’ordine1, 38÷1, 72 metri (dato che la lunghezza d’onda per l’intervallo 87÷108 MHz è di 2, 77÷3, 44 metri), con un’impedenza di caratteristica di 72Ω; date queste lunghezze, i dipolisono normalmente disposti orizzontalmente al terreno o a formare una V invertita conun angolo di circa 60º, in quest’ultimo caso il dipolo presenta un’impedenza di circa 50Ω

(adatta ad un tipico cavo coassiale) e una maggiore omnidirezionalità rispetto al dipolosteso in orizzontale che irradia principalmente in sole 2 direzioni. Le antenne a dipolohanno un diagramma di radiazione quasi perfettamente omnidirezionale, all’incirca comequello mostrato in figura 3.5 e il rapporto avanti/dietro sarà dunque pari a zero, ovverole direzioni di massima irradiazione sono due e diametralmente opposte, mostrando unguadagno rispetto all’antenna isotropica di 2,15 dB. I dipoli solitamente sono posizionatipreferenzialmente su alti tralicci o in cima a colli o montagne per ottenere una maggiorecopertura spaziale sfruttando l’omnidirezionalità senza interferenze dovute alla presenzadi ostacoli fisici.

Figura 3.5: Diagramma di radiazione di un dipolo semplice

3.2. ANTENNE 21

Per quanto riguarda, invece, i dipoli ripiegati (figura 3.6), sono particolari dipoli co-struiti congiungendo gli estremi del dipolo semplice con un conduttore parallelo al dipolostesso, ad una certa distanza da esso; l’impedenza caratteristica in questo caso crescefino a circa 300Ω: se la distanza s è abbastanza piccola e i diametri d1 e d2 sono uguali,allora l’impedenza nel punto di alimentazione sarà pari a quattro volte quella del singolodipolo, ovvero circa 292Ω, in quanto la corrente circola parallela sui due conduttori e sidistribuisce in parti uguali su entrambi.

Figura 3.6: Schema dipolo ripiegato

Il diagramma di irradiazione in questo caso è praticamente uguale a quello del dipolosemplice, perché sia la distanza che lo sfasamento tra le due antenne sono praticamentezero e, in sostanza, si può pensare al dipolo ripiegato come ad una schiera formata da duedipoli quasi coincidenti; presenta una resistenza elevata che garantisce un’alta efficienzaanche in presenza di perdite e la costruzione meccanica conferisce notevole robustezza al-l’assamblaggio, risultando più solido di altre antenne: piegando opportunamente un unicoprofilato metallico, non necessariamente materiale di prima scelta, si ottiene un’ottima erobusta antenna, facile anche da autocostruire e replicare.

3.2.2 Antenne per ponti radio

Uno dei principi fondamentali su cui si basa la tecnica dei ponti radio terrestri è che ledue antenne siano in visibilità ottica, sempre tenendo in conto la propagazione troposfe-rica secondo cui il raggio seguirà, come già detto, una traiettoria incurvata verso il basso;altro aspetto fondamentale è legato ai principi dell’ottica geometrica, anche se in realtàl’onda che si propaga “occupa” un certo spazio e occorre accertarsi, attraverso il primoellissoide di Fresnel, che non ci siano ostacoli che possano compromettere il collegamento.Se due punti non sono in visibilità ottica diretta, è possibile utilizzare anche dei ripetitoripassivi, ovvero degli specchi riflettenti opportunamente ubicati, che però introduce ulte-riore attenuazione in funzione delle frequenze utilizzate, delle distanze e della superficiedegli specchi; naturalmente, si dovrà sempre tenere in conto l’attenuazione supplementa-re introdotta dal canale radio reale, dovuta principalmente alle distorsioni introdotte dacammini multipli e riflessioni, all’attenuazione dovuta a fenomeni atmosferici in tratta ealle interferenze con altri sistemi radio presenti nelle vicinanze.


Figura 3.7: Diagramma di radiazione di un paraboloide di rivoluzione

Per questo tipo di collegamenti, infatti, l’interferenza con altri sistemi radio è unaspetto molto sensibile e si concentra su due tipologie:

• interferenza isocanale, presente quando coesistono portanti radio trasmesse sullostesso canale e discriminate solo per la polarizzazione;

• interferenza da canale adiacente, presente quando vengono utilizzati più canali ap-partenenti alla stessa gamma, in particolare quelli che sono allocati nella bandaimmediatamente prima e quella immediatamente dopo il canale d’interesse.

Dal punto di vista della progettazione [12], dunque, sarà indispensabile una scelta accuratadei canali da utilizzare, in funzione di quelli già attivi nella zona di interesse.

Date le caratteristiche di tali collegamenti, le antenne utilizzate sono molto direttive eprincipalmente sono quelle a paraboloide di rivoluzione che, grazie alla particolare formageometrica, sono in grado di trasformare l’onda elettromagnetica emesse dall’illuminatoreposto nel fuoco, in un’onda piana nella direzione desiderata; il guadagno per tali antennerisulta pari a

GdB = 10 logπ2

λ2D2η

dove D è il diametro dell’apertura del paraboloide e η rappresenta l’efficienza d’antenna(0, 5÷0, 65), da cui risulta che il guadagno aumenta all’aumentare delle dimensioni e dellafrequenza utilizzata. Il diagramma di radiazione tipico di un’antenna parabolica risultaquindi molto direttivo, come si può notare in figura 3.7.

Altra tipologia di antenne molto utilizzata per i ponti radio è la famiglia delle Yagi-Uda, ovvero schiere di tipo end-fire, nelle quali l’irradiazione avviene lungo la direttricedella schiera stessa. La particolarità delle antenne Yagi-Uda consiste nel fatto che uno so-lo degli elementi è alimentato direttamente dalla linea, che viene detto “elemento attivo”,mentre tutti gli altri sono alimentati per induzione da quest’ultimo. In linea di massima

3.2. ANTENNE 23

Figura 3.8: Diagramma di radiazione di un’antenna Yagi a 6 elementi

quindi nelle antenne Yagi-Uda lo sfasamento tra le correnti nei vari dipoli è dettato dalladistanza tra di essi. Poiché è lo sfasamento delle correnti che determina la forma e l’am-piezza dei lobi di radiazione, per ottenere il risultato che si vuole ci sono due possibilimaniere:

• si fanno tutti gli elementi lunghi mezz’onda e si distanziano in maniera variabilesecondo necessità;

• si mantiene costante la spaziatura e si fanno gli elementi un po’ più lunghi, peraggiungere uno sfasamento induttivo, oppure un po’ più corti, per introdurre unosfasamento capacitivo.

Attualmente entrambi i metodi sono spesso applicati contemporaneamente, facendo cosìelementi di lunghezza diversa e a spaziatura variabile. Nelle antenne end-fire, si possonoottenere lobi simmetrici (cioè con rapporto avanti/indietro circa pari ad uno) spaziandogli elementi di circa mezza lunghezza d’onda; se invece si spaziano gli elementi di circa unquarto d’onda, i lobi risultano molto asimmetrici, con una marcata differenza tra avantied indietro, però il lobo principale è largo circa il doppio che nel caso precedente (inpratica, è come se i due lobi principali si affiancano diventando uno solo). Per questotipo di antenne, dunque, il tipico diagramma di radiazione sarà come quello in figura 3.8,valutato per un’antenna a 6 elementi.

Dunque, per la progettazione, qualunque sia la tipologia di antenna utilizzata, andrà inprimo luogo verificata la visibilità ottica, cercando eventuali ostacoli intermedi, e stabilitala quota ottimale a cui posizionare le antenne; solo dopo si potrà scegliere la gammadi frequenza da utilizzare in funzione della distanza del collegamento che tipicamenterisultano:

• 18 GHz per distanze fino a 10 Km;


• 15 GHz da 10 fino a 20 Km;

• 13 GHz da 20 fino a 35 Km;

• 7/11 GHz da 35 fino a 60 Km;

• 4 GHz da 50 fino a 80 Km.

Successivamente si potranno scegliere i canali più opportuni per evitare interferenze conaltri sistemi attivi e si calcoleranno, a questo punto, l’attenuazione di tratta in spaziolibero a cui si somma l’ulteriore attenuazione introdotta dai sistemi in guida d’onda, ilmargine per fadings supplementari e i guadagni per le due antenne di trasmissione ericezione.

3.3 Radio Mobile: descrizione e uso

Radio Mobile è un programma freeware di simulazione della propagazione radio, svilup-pato da Roger Coudé [6], utilizzato per stimare la copertura radio offerta da una stazioneradio base, da un ripetitore o da intere network radio complesse; il programma utilizza unmodello predittivo di propagazione noto come Longley-Rice Model (Irregular Terrain Mo-del), sviluppato alla fine degli anni ’60 presso l’Institute for Telecommunications Science(ITS) [7], molto utile nel range di frequenze tra i 20 MHz e i 20 GHz.

Figura 3.9: Radio Mobile

Ad oggi, l’ultima versione disponibile del programma è la 11.0.5 per sistemi operativiWindows (figura 3.9), scaricabile gratuitamente dal sito del produttore e conta una atti-vissima comunità di utilizzatori e collaboratori: scritto originariamente in FORTRAN, èstato successivamente tradotto in C++ per poter sfruttare le DLL (Dynamic Link Library)

3.3. RADIO MOBILE: DESCRIZIONE E USO 25

ed introdurre numerosi miglioramenti, grazie anche alla collaborazione di altri radioama-tori e programmatori. Sono stati, infatti, resi disponibili anche pacchetti auto-installantiscaricabili dal sito di altri radioamatori che vanno a semplificare le operazioni di instal-lazione; inoltre, il programma risulta compatibile anche con i sistemi Linux, mediantel’utilizzo di WINE, e in particolare col sistema Ubuntu 10.10 da me utilizzato durantetutto il progetto.

3.3.1 Parametri di input

Il programma prende in considerazione le principali grandezze della radiopropagazionecome parametri di input:

• posizione geografiche di trasmettitore e ricevitore;

• potenza del trasmettitore;

• frequenza utilizzata in trasmissione;

• tipo di antenna e relativo pattern, per trasmettitore e ricevitore;

• perdite di linea in trasmissione, inclusi eventuali filtri e multicoupler;

• guadagni delle antenne;

• dati di elevazione e orografia del terreno.

Per disegnare una mappa con la copertura desiderata, è indispensabile iniziare definendoi 3 gruppi di parametri radio principali:

1. Net: definisce una serie di parametri operativi da applicare ad un determinatogruppo di apparati radio, come ad esempio la banda di frequenza che la rete utilizzae i rapporti che intercorrono tra le varie unità e i vari sistemi che appartengono allarete;

2. System: specifica i parametri operativi delle singole unità radio, impostando lapotenza in trasmissione, sensitivity del ricevitore, le perdite di linea e i parametrilegati al sistema di antenna utilizzato (altezza, tipo, pattern e guadagno), sia chesiano stazioni radio base, dispositivi radiomobili o palmari;

3. Unit: ogni dispositivo radio è da considerarsi un’Unità del sistema e tutte le stazionibase, i ripetitori, dispositivi mobili e palmari saranno geo-localizzati sulla mappa me-diante i sistemi di coordinate geografiche che il programma riesce a gestire (descrittepiù avanti).

Questi tre parametri risultano legati tra loro in quanto un’unità può avere solo una po-sizione specifica sulla mappa e può essere assegnata ad un solo sistema alla volta, ognisistema è poi specifico di una Network e può comunque gestire più unità. Come per la


maggior parte dei parametri che il programma prende in input, tali parametri principalipossono essere rinominati per una maggiore usabilità dell’utente finale e permettere diinterpretare meglio i singoli elementi delle reti, dei sistemi e delle unità.

Analizziamo più nel dettaglio le caratteristiche del programma e le funzioni che essomette a disposizione per la realizzazione delle simulazioni di copertura.

3.3.2 Sistemi di coordinate geografiche

Un sistema di coordinate geografiche è un sistema che permette di specificare ogni luogosulla Terra con un insieme di numeri, solitamente una terna di valori: uno rappresenta laposizione verticale e due o tre dei numeri rappresentano la posizione orizzontale. RadioMobile può operare utilizzando 4 diversi tipi di sistemi di coordinate per collocare sulterritorio sia le stazioni base trasmittenti che i ricevitori:

• Latitudine e Longitudine: la latitudine geografica (Lat o φ) di un punto sulla super-ficie terrestre è l’angolo tra il piano equatoriale e una linea che passa per quel puntoed è normale alla superficie di un ellissoide di riferimento che approssima la formadella Terra. Questa linea passa a pochi chilometri dal centro della Terra, tranneai poli e l’equatore dove passa attraverso il centro della Terra. linee che uniscono ipunti del cerchio stesso traccia latitudine sulla superficie della Terra chiamato pa-ralleli, in quanto sono parallele all’equatore e tra di loro. L’equatore è il parallelodi latitudine 0°, piano fondamentale di tutti i sistemi di coordinate geografiche, chedivide il globo in emisferi settentrionale e meridionale. La Longitudine (Long o λ),analogamente, è l’angolo est o ovest da un meridiano di riferimento ad un altro me-ridiano che passa per il punto considerato. Tutti i meridiani sono metà di ellissi checonvergono ai poli nord e sud: una linea che passa nei pressi del Royal Observatorydi Greenwich (vicino Londra) è stato scelto internazionalmente come meridiano diriferimento, il Primo Meridiano.

• Maidenhead Locator System (ex QRA): sistema di coordinate geografiche utilizzateda radioamatori, ideato originariamente nel 1980 dal Dr. John Morris e un gruppodi responsabili europei del VHF, riuniti a Maidenhead (Inghilterra), che soppiantail vecchio sistema QRA locator con uno utilizzabile anche al di fuori dell’Europa. Ilsistema converte latitudine e longitudine in una breve stringa di caratteri, mostran-do quindi un limitato livello di precisione al fine di limitare la quantità di caratterinecessari per la sua trasmissione: la codifica scelto utilizza coppie alternati di let-tere e cifre (ad esempio, BL11bh16) e, in ogni coppia, il primo carattere codificalongitudine e il secondo carattere codifica latitudine.

• Universal Transverse Mercator (UTM): sistema di coordinate geografiche basato sul-la proiezione cartografica trasversa di Mercatore, ovvero costruito sulla proiezionenormale di Mercatore, ma prendendo la tangente a un meridiano e non all’equatore;


si ottiene così una rappresentazione di posizione orizzontale, totalmente indipenden-temente dalla posizione verticale. Tale sistema suddivide la superficie terrestre inuna serie di sessanta zone, tra le latitudini 80°S e 84°N e ciascuna di 6° di longitudine,mantenendo abbastanza basso il livello di distorsione delle varie zone.

• Military Grid Reference System (MGRS): standard di geocoordinate in uso ai mi-litari della NATO per l’individuazione di punti sulla terra con precisione variabiletra i 10 Km e 1 m. Deriva direttamente dall’UTM e dal sistema UPS (UniversalPolar Stereographic), ma utilizza una convenzione diversa per etichettare le diversezone: una stringa di lettere e cifre individua il punto (ad esempio 4QFJ12345678)ed è composta da tre parti

– 4Q: Grid Zone Designator (GZD), rappresenta una zona ottenuto intersecandouna zona dell’UTM e una porzione di latitudini, ottenendo così un poligonogrande circa 6° x 8°;

– FJ: identificativo per un quadrato di 10 Km2 in cui è suddivisa la zona UTM;

– 12345678: presi sempre in numero pari, stabiliscono la precisione che si intendeutilizzare.

Di default, il programma è impostato sul sistema LatLong e QRA, ma è possibile accedereal pannello “Coordinates” nel menu Option per impostare un diverso formato di inseri-mento della localizzazione del punto e della zona su cui vogliamo operare, come visibilein figura 3.10; sempre nello stesso pannello è possibile selezionare cosa visualizzare nellastatus bar collocata in basso a destra nella finestra principale del programma, in modo daavere sempre disponibili i valori di latitudine e longitudine quando muoveremo il cursoreall’interno della mappa.

Figura 3.10: Scelta del sistema di coordinate geografiche

3.3.3 Elevation Data e Elevation Maps

Alla fine degli anni ’40, i dati d’elevazione erano generati attraverso le foto aeree ed eranodisponibili in formato cartaceo, in mappe con scala 1:50.000 e con linee di contorno del-l’elevazione suddivise in intervalli di circa 10-20 m; col passare del tempo, la crescita delle


città e i cambiamenti che ha subito l’ambiente, le mappe cartacee sono state regolarmenteaggiornate fino agli anni ’80, quando vennero sviluppate le prime mappe elettroniche chepotevano quindi essere utilizzate con i computer.

Digital Terrain Elevation Data (DTED)[13]

DTED Livello 1 è uno dei due archivi realizzati da vari Enti cartografici internazionalinell’ambito del programma Multinazionale Digital LandMass System (DLMS) per la ra-dar predizione/simulazione: è un modello matematico del terreno, con passo della grigliadi 3 secondi d’arco, costituito originariamente digitalizzando le curve di livello della car-tografia IGM alla scala 1:25.000 e 1:50.000[14]. Questo modello viene oggi utilizzato per iprocessi di orto-rettificazione delle immagini satellitari, per la realizzazione di rappresen-tazioni orografiche del terreno: consiste in una matrice, descrittiva dell’orografia, di puntiintervallati ogni 3 secondi d’arco (approssimativamente 90 metri) e i dati sono organizzatiin celle geografiche di 1° per 1°; tuttavia, pur possedendo questa elevata accuratezza, nellezone di montagna è possibile che il programma non sia in grado di identificare tutti ipicchi presenti nella zona visualizzata.

Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) [15]

Da un progetto congiunto della NASA, della National Geospatial-Intelligence Agency(NGA) e delle agenzie spaziali tedesca e italiana, nel febbraio del 2000 ha preso vitala Shuttle Radar Topography Mission, che ha prodotto il modello digitale di elevazione(DEM) della Terra più completo e a più alta risoluzione attualmente disponibile, riuscen-do a coprire dai 56° S ai 60° N. Durante la missione, durata 11 giorni, lo Space ShuttleEndeavour ha usato due antenne radar per l’acquisizione dei dati interferometrici, orga-nizzando i modelli di elevazione in “mattonelle” che coprono una zona larga un gradoin latitudine per un grado in longitudine e post-elaborati in dati topografici digitali conrisoluzione di 1 secondo d’arco (circa 30 metri) per il territorio degli USA e risoluzione di3 secondi d’arco per il resto del globo; ogni zona viene denominata in base ai propri angolisud-ovest, da cui si ottiene ad esempio che “n45e006” è la zona che si estende da 45°N 6°Ea 46°N 7°E. La NASA ha recentemente rilasciato la versione 2 dei dati digitali topograficidella SRTM, risultato di un sostanziale miglioramento della versione precedente da partedell’NGA che ha meglio definito le delle coste e i bacini idrici, pur presentando ancoraalcune aree di dati mancanti che vengono integrate con i dati del sistema DTED.

Utilizzo degli Elevation Data

Dunque, Radio Mobile può avvalersi di entrambi i tipi di Elevation Data e, se scaricati inlocale, dovrà essere impostato il path della cartella dove tali dati risiedono per permettereal programma di generare le mappe; inoltre, è possibile indicare al programma di cercareautomaticamente su internet (se si dispone di una connessione) per scaricare i file necessari


a calcolare il collegamento o la copertura richiesta. Le mappe saranno quindi disegnatein una scala di colori ed è presente una legenda, nell’angolo in alto a destra della mappa,che mostra le corrispondenze tra il colore e l’elevazione della zona; è anche possibileottenere una mappa in scala di grigi, decisamente preferibile quando si effettua lo studiodella copertura in quanto presenta un maggiore contrasto tra il colore delle elevazioni ei colori utilizzati per il livello di segnale nel punto, dato che anche quest’ultimo risultapre-impostato alla stessa scala di colori. Per quanto riguarda poi fiumi e corsi d’acqua,alte colline e montagne possono essere facilmente identificati sulla mappa, dato che i fiumisono visualizzati come una trincea o un piccolo avvallamento, mentre delle montagne sinotano i picchi e i pendii.

3.3.4 Impostazioni dei parametri

Per la realizzazione di una mappa occorrerà, innanzitutto, impostare il tipo di ElevationData da utilizzare e, nel nostro caso, sono stati i file SRTM che erano stati già salvati inlocale; per evitare eventuali zone di assenza dei dati, comunque, è possibile selezionaredal menu Option → Internet → SRTM l’opzione per scaricare da internet e mantenerein locale i file mancanti, in modo da poterli consultare anche in modalità off-line.

Figura 3.11: Map Propierties

Il passo successivo sarà quello di specificare i parametri relativi alla centratura dellamappa sulla zona di interesse, dal menu File → MapProperties (figura 3.11) in cuirisulta possibile utilizzare diversi metodi: inserire le coordinate in Lat e Long o gli altritipi di coordinate visti in precedenza, selezionare il nome di una città, selezionare unazona direttamente dalla mappa del globo o, se già inserita nel programma, selezionareun’unità; a questo punto è utili selezionare i due box Adjust Unit Elevation e Force greyscale in modo da avere le unità posizionate correttamente sfruttando l’elevazione corretta(alternativamente si può inserire manualmente) e la mappa in scala di grigi che, come già


detto, consente una migliore lettura della stessa quando si effettua la copertura, lasciandola scala di colori per i livelli di segnale. Andranno poi specificate le dimensioni dellamappa, inserendo larghezza e altezza in pixel per definire la risoluzione che in fase distampa si vuole ottenere, considerando sempre che maggiore sarà tale risoluzione maggiortempo sarà impiegato il processore per i calcoli e si avranno tempi più lunghi per ilcalcolo della copertura; andrà poi settata anche l’altezza della mappa in km e la larghezzaverrà calcolata dal programma per mantenere ratio e prospettiva corretti. Infine, saràopportuno selezionare il box Ignore missing file per evitare che, durante l’estrazione dellamappa o l’elaborazione della copertura, il programma si blocchi in corrispondenza deidati mancanti di una zona; a questo punto si è pronti per estrarre la mappa di elevazionedella zona di intervento.

Network

Come già anticipato, una Network contiene la collezione di punti che rappresentano tuttele unità del gruppo radio considerato, definendo al contempo le relazioni che legano le varieunità e i vari sistemi considerati; naturalmente, una stessa unità può essere utilizzata inpiù di una Network, che può quindi essere vita come un singolo “progetto di copertura”: adesempio, un’unità radio mobile potrà avere stessa potenza trasmessa e stessa sensitivitysia in UHF che VHF, ma le antenne utilizzate e le loro perdite saranno caratteristichedella Network specifica. Di default, il programma definisce un database quando si creaun nuovo progetto con 25 Network, 50 Unit e 25 System, visibili nella finestra del menuTools → NetworkManager e dove sono anche visualizzati tutte le relazioni tra le classi:in questo modo, è semplice accorgersi di eventuali errori che si possono compiere nelassegnare un’unità ad un sistema o ad una network.

Figura 3.12: Networks Propierties


Aprendo ora il menu File → Network Properties sarà possibile definire i parametrida utilizzare per la Network da creare:

• Range di frequenze (in MHz);

• Polarizzazione delle antenne;

• Modalità di variabilità del collegamento, in base al tipo definito (spot, accidental,mobile, broadcast) e con le percentuali di fuori servizio;

• Perdite aggiuntive, da includere se operiamo in zone con alte densità di città oforeste (si hanno diversi valori di umidità e maggiore presenza di alberi/edifici);

• Conducibilità della superficie, conducibilità e permettività relativa del terreno;

• Zona climatica.

Topologia della rete

La topologia, in questo caso, si riferisce al sistema nel suo complesso, al metodo di co-municazione tra i membri e all’architettura della rete radio; il programma può gestire lasimulazione per tre diverse topologie di rete:

• Voice net (Command/Subordinate/Rebroadcaster): tipica topologia utilizzata perle reti voce, cellulari, broadcast radio, ecc.;

• Data net, Star Topology (Master/Slave): presenta una stazione “master”, che comu-nica con un certo numero di stazioni “slaves” che rispondono solo quando l’informa-zione inviata è per loro;

• Data net, Cluster (Node/Terminal): simile ad una rete Ethernet composta da router,ogni unità radio ha la possibilità di comunicare con ogni altra unità del sistema.

Nel nostro caso, quindi, la tipologia adatta a descrivere il nostro sistema è proprio laprima, che selezioneremo nell’apposito pannello Networks Propieries → Topology.

Membership

Entrando nel pannello Membership, in primo luogo, si dovranno definire tutte le unitàattive che fanno parte di una rete specifica, spuntando l’apposito check-box dell’unitàdesiderata: una singola unità, come già detto, può essere inclusa in più di una rete e iparametri di tale unità potranno essere definiti all’interno delle diverse reti attive; inoltre,è possibile determinare alcuni parametri relativi all’antenna che l’unità adotta (altezza dalsuolo e direzione di puntamento dell’antenna) e il ruolo che l’unità svolge all’interno delsistema tra Command, Subordinate o Rebroadcaster (dato che abbiamo scelto la topologiaVoice Networks).


Figura 3.13: Pannello delle Membership

Systems

Un sistema definisce gli specifici parametri operativi per un’unità radio, ovvero:

• Potenza in uscita del trasmettitore (in Watt);

• Sensibilità del ricevitore (in V);

• tipo, guadagno e pattern dell’antenna;

• perdite di linea, cavità e connettori.

Per quanto riguarda il tipo di antenna, Radio Mobile dispone di una libreria contenentei dati delle antenne più comuni, tra le quali antenne omnidirezionali, a cardiode, ad ellisse,antenna Yagi o antenne Corner Reflector, con i rispettivi pattern di radiazione, mentreper i valori di guadagno si dovrà fare riferimento alle specifiche fornite dal costruttore: apartire dai data sheet delle antenne, si dovrà indicare il valore esprimendolo in dBi (ovve-ro il guadagno relativo rispetto ad un radiatore isotropico) o in dBd (guadagno relativo,rispetto ad un dipolo). In questo pannello si deve anche definire l’altezza dell’antenna chesi applica all’intero sistema, sebbene sia poi modificabile in fase di calcolo della coper-tura per adattarla a situazioni particolari, e le perdite di linea, in dB/m, che variano infunzione della frequenza utilizzata e dei metri di cavo utilizzato; tutti i parametri inseritiin tale pannello, potranno poi essere memorizzati nel database del programma per essereriutilizzati anche in altri progetti di network e copertura.


Figura 3.14: Pannello Systems

Units

Come già detto, il programma definisce Unità ogni elemento radio in una ben specificataposizione geografica e sulla mappa: sono quindi inclusi le Base Station, i ripetitori e tuttigli elementi mobili; di default il programma nomina le unità in maniera progressiva daUnit1 fino a Unit50 ma è opportuno, fin dall’inizio, rinominare le singole unità in mododa avere rendere ben chiaro il ruolo svolto all’interno della network da tale unità.

Dal menu File → Unit Propieties accediamo, quindi, al pannello che ci permette diimpostare i parametri di geolocalizzazione delle singole unità, con la possibilità di inserirele coordinate geografiche in formato latitudine e longitudine come numeri positivi e nega-tivi, con la convenzione che latitudini Nord sono indicati da numeri positivi mentre quelleSud con valori negativi e, allo stesso modo, le longitudini Est saranno numeri positivimentre quelle Ovest con valori negativi; l’elevazione dell’unità radio sarà automaticamen-te calcolata dal programma sulla base dei dati della mappa di elevazione utilizzata, unavolta che l’unità è stata posizionata. Per rendere più chiaro il ruolo della singola unitàsulla mappa è poi possibile definire un’icona, a scelta tra quelle offerte dal programma, eun’etichetta personalizzabile in dimensione, posizione e colore.


Figura 3.15: Pannello Units

3.4 Disegno di una mappa di copertura

Dopo aver impostato tutti i parametri delle Networks, dei Systems e delle Units, il passosuccessivo è quello di creare una mappa di copertura radio che verrà aggiunta sulla map-pa della zona di intervento; innanzitutto, è consigliabile passare ad una visualizzazionein scala di grigi della mappa d’elevazione per evitare di confondere i colori delle altezzecon quelli che si riferiscono ai livelli di intensità del segnale. Naturalmente, il risultato inscala di grigi può essere modificato in contrasto, luminosità e azimut della luce (ovvero,la direzione dell’illuminazione prodotta da un sole virtuale e che produce diversi tipi diombre sul terreno), in quanto il risultato generato dal programma potrebbe nasconderedei dettagli o non mostrare alcuni elementi che invece potrebbero aiutare nella letturadella mappa. In più, il programma permette ulteriori opzioni, come ad esempio la visua-lizzazione dei nomi delle principali città della zona analizzata, delle linee di contorno avari intervalli (da 10 a 500 metri) e la creazione di una mappa della zona in 3D.

A questo punto, siamo pronti per creare la nostra mappa di copertura: dal menuTools → RadioCoverage possiamo decidere che tipo di mappa di copertura vogliamocreare, a scelta tra Single Polar e Combined Cartesian.

Single Polar La modalità Single Polar calcola la copertura utilizzando linee radialicentrate in ciascuna stazione base selezionata; man mano che la distanza dal centro au-menta, la distanza tra i raggi aumenta e diminuisce di conseguenza la risoluzione dellacopertura: è un metodo molto rapido del calcolo della copertura, ma la risoluzione po-trebbe non essere soddisfacente. Tale tipo di copertura è disponibile per ciascuna dellestazioni radio base selezionate come Command e incluse nella Network che stiamo con-siderando; da notare che se un’unità non risulta abilitata il programma non consente il

3.4. DISEGNO DI UNA MAPPA DI COPERTURA 35

disegno della mappa di copertura.

Figura 3.16: Pannello impostazioni Single Polar

Dovremo, dunque, selezionare la direzione del collegamento e potremo scegliere tra“da stazione base a ricevitore mobile”, “da trasmettitore mobile a stazione base” o ancheil “caso peggiore” tra i due precedenti; si potranno poi selezionare diverse opzioni per ilplot della copertura, figura, sempre per rendere più leggibile la mappa che si produrrà edi default il programma utilizzerà uno schema ad arcobaleno di colori per rappresentare ilrange di livelli di segnale. Altro parametro da impostare sarà quello relativo all’unità dimisura della soglia del ricevitore, a scelta tra S-unit, dBm, V o dBV/m: quest’ultimaè proprio quella utilizzata maggiormente per il broadcast di un’emittente radiofonica;inoltre dovremo settare la lunghezza dei raggi, in modo da avere una rappresentazionesenza sovrapposizioni nel caso siano presenti diversi ripetitori, e il valore dell’angolo chevogliamo visualizzare con il passo da utilizzare (potendo scendere fino a 0.1°, ma perdendoin velocità di calcolo). Infine, sarà possibile se necessario modificare l’altezza dell’antennao utilizzare quella che era stata definita per l’intero sistema e si potrà finalmente ottenerela mappa di copertura a singolo polo, visibile nella figura 3.17.


Figura 3.17: Esempio di una mappa di copertura Single Polar


Combined Cartesian In questo caso il programma utilizza un metodo “rettangolareX-Y” per il calcolo della copertura, con il vantaggio rispetto al metodo precedente che larisoluzione della copertura non cambia all’interno della mappa, a scapito di un maggioretempo impiegato per disegnare la mappa. Bisognerà, allora, selezionare le unità radio chedesideriamo utilizzare per fornire la copertura radio combinata: è possibile selezionare unoo più siti per dare una copertura da un singolo sito o da diversi in maniera combinata. Lacopertura sarà calcolata in sequenza per ciascuna delle unità specificata come Command ;i modelli di antenna per ogni stazione base sono impostati sui valori di default del sistema,ma possono essere cambiati qui se lo si desidera per ciascuna stazione mediante il checkbox“Use network antenna”, così come le altezze delle singole antenne.

Figura 3.18: Pannello impostazioni Combined Cartesian

Può risultare utile impostare il colore di sfondo dell’etichetta di un ripetitore, in modoche sia più facile da identificare se sono presenti molti ripetitori nella nostra mappa;selezioniamo, quindi, la rete e l’unità mobile, ovvero la stazione ricevente, e infine ladirezione del collegamento, che potrà essere dalla base al ricevitore o il viceversa. Comeper il metodo precedente, anche tale metodo di copertura può utilizzare quattro diverseunità di misura per la soglia del ricevitore (S-unit, dBm, V o dBV/m) e anche quibisognerà specificare l’intervallo di livelli di segnale per le unità selezionate: può essereimpstato un livello minimo o un intervallo di valori; infine, andrà modificata la risoluzioneda adottare per il disegno della copertura in quanto è impostata a 5 pixel di default, manon consente di ottenere una buona qualità dell’immagine: valori di 1, 2 o 3 pixel sonopiù indicati anche se in questo modo aumenterà il tempo di calcolo della copertura; infigura 3.19 è stato usato ad esempio un valore di 2 pixel, che mostra una netta differenzadi risoluzione rispetto alla copertura calcolata con il metodo Single Polar.


Figura 3.19: Esempio di una mappa di copertura Combined Cartesian

Merge di una mappa geografica

Una volta che la mappa di copertura è stata prodotta, a questa può essere combinata osovrapposta una mappa geografica per aumentare la comprensione della zona che è statastudiata; è necessario avere un accesso ad internet, in quanto i dati vengono tutti scaricatida siti che forniscono le mappe geografiche: dal menu Edit → Merge P icture, selezio-niamo la modalità che il computer dovrà utilizzare per combinare “matematicamente” lamappa estratta dai dati di elevazione e quella scaricata da internet, scegliendo tra Copy(copia), Add (aggiungi), Multiply (moltiplicare) e Bitwise (bit a bit).

Link Punto - Punto

Radio mobile permette anche di creare dei collegamenti punto-punto, utilizzati ad esem-pio per il link diretto tra ripetitori, per i quali vengono utilizzati solitamente antenne ebande di frequenza differenti: si riesce infatti a prevedere il livello di segnale ricevutodi tali collegamenti, sfruttando anche alcune unità già presenti nelle network usate perla copertura. Gli input sono sostanzialmente identici a quelli utilizzati nel calcolo dellacopertura: bisognerà creare una nuova network per andare a modificare i parametri di


Figura 3.20: Merge di una mappa geografica

sistema (guadagni e perdite) e delle antenne (pattern molto più direttivo), impostandol’opportuna banda di frequenza da usare nel link punto-punto e utilizzando le stesse unitàche avevamo già definito; dal menu File → Network Properties, spostiamoci nel pannel-lo Membership per selezionare le unità che compongono il link e creiamolo con il comandonel menu Tools → RadioLink.

Figura 3.21: Collegamento Punto-punto

Una volta creato il collegamento, è utile premere il pulsante Swap (viene invertito ilruolo delle unità da trasmettitore a ricevitore e viceversa) per accertare che in entrambele direzioni del link non si incontrino delle ostruzioni che risultano significative in unadirezione piuttosto che nell’altra. Nella finestra del collegamento punto-punto, vengonomostrati alcuni parametri che aiutano a comprendere meglio la bontà del collegamento:


• Azimut: calcola l’azimut dell’antenna dal trasmettitore al ricevitore, sulla base dellecoordinate dei due siti e relativo al Nord geografico;

• Pathloss: perdite di percorso in dB tra i due siti;

• Elevation Angle: angolo con cui il segnale esce dall’antenna trasmittente;

• E-field: calcola il livello del segnale in dBV/m;

• Obstruction: identifica il primo ostacolo incontrato dal segnale che, solitamente, èquello che ha maggiore impatto nel ridurre il livello del segnale;

• Receive Level (in dBm o in V): valore del segnale ricevuto;

• Worst Fresnel: distanza minima zona di Fresnel calcolato con il numero di zona diFresnel;

• Distance: distanza in Km tra trasmettitore e ricevitore;

• Rx Relative: livello di segnale che supera il valore di soglia, corrispondente almargine di sistema.

Capitolo 4

VSAT

Dal lancio dei primi satelliti commerciali, negli anni ’60, i satelliti per i servizi di comuni-cazione si sono evoluti in maniera significativa in dimensioni e potenza e ciò ha permessouna conseguente riduzione delle dimensioni e dei costi delle stazioni di terra, con un con-seguente aumento di numero; si è passati infatti dalle grandi stazioni di terra INTELSATStandard A, equipaggiate con antenne larghe anche 30 metri, a piccole stazioni con an-tenne nell’ordine di 0, 6÷2, 4 metri, che sono diventate molto popolari prendendo il nomedi VSAT (Very Small Aperture Terminal). La liberalizzazione del mercato, iniziata negliStati Uniti e successivamente avvenuta anche in altre regioni del mondo, ha dato il via alsuccesso delle reti VSAT per le applicazioni aziendali e commerciali e oggi la tecnologia dicomunicazione satellitare sta diventando la scelta principale per una vasta tipologia di co-municazioni, come quelle legate al commercio, ai network di distribuzione, al multicastingIP, alla connessione alle dorsali di comunicazione (backbone), alla distribuzione broadcasttelevisiva e alla comunicazione classica voce/dati, in tutte quelle situazioni dove la connet-tività terrestre è insufficente oppure inesistente. Oggi è possibile, con un unica soluzionein tecnologia VSAT, offrire connettività per le applicazioni multimediali che richiedonomolta banda disponibile ed affiancare o sostituire le infrastrutture terrestri dedicate allacomunicazione, per coprire aree geografiche remote o eccessivamente ampie.

Le soluzioni VSAT offrono il supporto nativo per i più importanti standard di comu-nicazione come IP, ATM, Frame Relay, ISDN e Signaling System 7. Questa famiglia diprodotti integrati, oltre ad offrire efficenti soluzioni come TDMA (Time Division MultipleAccess) e BoD (Band on Demand), permette di eliminare la necessità di hardware ag-giuntivo, riducendo i costi per installazione e garantendo maggiore gestibilità del sistemaed un migliore interfacciamento con le reti terrestri presenti. La piattaforma VSAT può,quindi essere integrata direttamente in tipologie di rete diverse, supportando connessionidi tipo Mesh, Star e Virtual Star. La flessibilità di questa soluzione permette di realizzarepostazioni satellitari dal costo contenuto ma dalle ottime prestazioni, essendo integrate inun unica soluzione sia il terminale satellitare che un Gaetway ad alta velocità. Supportadiferenti tipologie di antenna e di trasmettitori satellitari, con la possibilità di personaliz-zare e gestire tutti i parametri della connessione e delle portanti satellitari, come bit rates

41

42 CAPITOLO 4. VSAT

variabili, livelli di potenza in antenna, correzione d’errore FEC (Forward Error Correction)tutti variabili diversamente per ogni portante (carrier) presa in considerazione.

4.1 VSAT Network

La struttura di tale rete, al livello più alto, presenta delle stazioni satellitari che gesti-scono collegamenti con grosse capacità, dette trunking station, utilizzate principalmenteall’interno di reti telefoniche che interconnettono diversi paesi anche di differenti conti-nenti; queste stazioni necessitano di importanti opere civili per l’installazione e hannoperciò costi nell’ordine dei 10 milioni di dollari, garantendo una capacità di collegamentodell’ordine di poche migliaia di canali telefonici, ovvero circa 100 Mbps. Al livello piùbasso della rete si trovano, invece, le stazioni VSAT che non possono operare diretta-mente con collegamenti satellitari ad alte capacità, ma che risultano molto economici edi facile installazione, con bit rate nell’ordine dei 32 ÷ 2048 kbps; l’utente potrà quindicollegare al dispositivo VSAT i propri terminali di comunicazione, come ad esempio untelefono, un computer o un’intera rete privata aziendale, accedendo direttamente alla retesatellitare e bypassando gli operatori di rete pubblica: proprio questo è il motivo per cuiin alcune regioni del mondo, ed in particolare in Europa, sono state applicate politicheconservatrici da parte degli operatori nazionali di telecomunicazioni che si opponevanoalle liberalizzazioni nell’ambito delle comunicazioni satellitari e hanno frenato lo sviluppoiniziale delle reti VSAT.

Figura 4.1: Esempio di una rete VSAT

Le unità VSAT utilizzano collegamenti con satelliti geostazionari (o geosincroni), ov-vero satelliti orbitanti sul piano equatoriale della terra ad un’altitudine di 35790 Km dallasuperficie terrestre, con un periodo di rivoluzione pari ad un giorno siderale: a tale quotail periodo orbitale è pari a quello della rotazione della terra e il satellite può osserva-re quasi un intero emisfero terrestre, poiché l’ampiezza del suo orizzonte equivale ad un

4.1. VSAT NETWORK 43

cerchio con un diametro di circa 18’000 chilometri, sempre centrato sull’equatore, e checorrisponde a 81,4° di latitudine o longitudine in ogni direzione. Inoltre, mentre il satellitepercorre la sua orbita circolare, esso è visto come fisso da qualsiasi stazione posta a terrae, per questo motivo, potrà essere utilizzato 24 ore su 24 come ricetrasmettitore per tuttele unità VSAT all’interno della sua area di copertura a terra, semplificando le apparec-chiature utilizzate e la loro l’installazione; dunque, sarà possibile ritrasmettere tramite ilsatellite un segnale inviato da un’unità VSAT ad un’altra, creando cioé una rete mesh(figura 4.2), dove bisognerà tenere in conto alcune limitazioni:

• si avranno circa 200 dB di attenuazione della potenza in uplink e downlink, a causadella distanza da e verso un satellite geostationario satellitare;

• le potenze del trasponder del satellite sono limitate (dell’ordine di poche decine diwatt);

• si hanno ridotte dimensioni dell’unità VSAT, che limitano la sua potenza in tra-smissione e la sua sensibilità di ricezione.

Figura 4.2: Rete VSAT Mesh

A causa di ciò, alcuni segnali ricevuti all’unità VSAT potrebbero non soddisfare laqualità richiesta dai terminali dell’utente: la soluzione è quindi di passare ad una con-figurazione della rete a stella, introducendo una stazione hub con antenne più grandi(4 ÷ 11metri) che offrono un guadagno superiore e un trasmettitore più potente, sonoquindi in grado di ricevere e ritrasmettere adeguatamente tutti i segnali trasmessi dalleunità VSAT verso le stesse; i collegamenti dall’hub alle unità VSAT vengono chiamatioutbound link, mentre quelli dalle unità VSAT all’hub sono gli inbound link : entrambiquesti collegamenti sono formati da un uplink e un downlink. Esistono due tipologie direti a stella: la prima permette alle unità VSAT sia di ricevere che di trasmettere edè detta rete two-way (figura 4.3), la seconda invece è detta one-way in quanto sono lestazioni hub a trasmettere i segnali e le unità VSAT possono soltanto ricevere (figura 4.4).

Dunque, in base alla topologia di rete utilizzata, ogni utente potrà essere raggiunto indue modi:

44 CAPITOLO 4. VSAT

Figura 4.3: Rete VSAT Star Two-way

• con collegamenti diretti da VSAT a VSAT, passando direttamente dal satellite, nelcaso di rete mesh;

• con un doppio hop via satellite, nel caso di rete a stella, con un primo salto da VSATall’hub e un secondo nodo dall’hub fino all’unità VSAT di destinazione.

In conclusione, le topologia mesh è da preferirsi per tutte le situazioni in cui si hannoesigenze di economicità, mentre la topologia a stella introduce costi aggiuntivi per larealizzazione delle stazioni hub e per le maggiori potenze utilizzate in trasmissione daesse, che garantiscono una maggiore qualità generale per gli utenti; d’altro canto, però, lereti mesh hanno il vantaggio di un minore ritardo di propagazione in quanto si avrà un solohop, quindi 0,25 secondi, contro i due hop utilizzati per le reti a stella che introducono0,50 secondi di ritardo, dato particolarmente interessante per i servizi di telefonia e ditrasmissione dati in tempo reale.

4.1.1 Applicazioni e tipi di traffico

Le reti VSAT interessano sia applicazioni di tipo civile che di tipo militare. Per quantoriguarda le applicazioni civili, si differenziano in base alla tipologia di rete utilizzata:

• Reti One-way

– Broadcast di news e di informazioni sui mercati azionari

– Formazione a distanza

– Pubblicità mirate a specifici luoghi di destinazione

– Distribuzione di video o di programmi TV

– Diffusione di musica e pubblicità all’interno di negozi


Figura 4.4: Rete VSAT Star One-way

• Reti Two-way

– Transazioni informatiche interattive

– Videoconferenze a basso bitrate

– Query su database

– Gestione di transazioni bancarie, sportelli automatici, POS, negozi

– Sistemi di prenotazione

– Controllo di processi remoti distribuiti e telemetria

– Telemedicina

– Comunicazioni vocali

– Satellite News Gathering (SNG)

Come si può notare, la maggior parte dei servizi supportati da reti two-way riguardatraffico dati interattivo, in cui i terminali degli utenti sono per lo più personal compu-ter, ad eccezione delle comunicazioni vocali e del SNG (stazioni mobili satellitari per letrasmissioni in diretta di news), per i quali sono comunque accettabili i ritardi introdotti.

A seconda del servizio, poi, il flusso di traffico tra l’hub e le unità VSAT potrà averecaratteristiche ed esigenze diverse:

1. Broadcast o data transfer, ad esempio che appartiene alla categoria dei servizi one-way, tipicamente consente il trasferimento di file dati (download e distribuzione didati in rete) con dimensioni al di sotto di 100 Mbyte; questo tipo di servizio non èsensibile al ritardo, ma richiede una elevata integrità dei dati che sono trasferiti.

46 CAPITOLO 4. VSAT

2. Interactive Data è invece un servizio two-way, corrispondente a diverse transazioni(bancarie o di trasferimento fondi, ad esempio) al minuto per ogni terminale, conpacchetti di circa 50÷ 250 byte sui link in entrata e in uscita. Il tempo di rispostarichiesto è tipicamente di pochi secondi.

3. Inquire/response è anch’esso un servizio two-way, simile al precedente, ma in cuiil numero di transazioni al minuto e per terminale è decisamente superiore (pre-notazioni aeree o alberghiere e query su database) e gestisce pacchetti in entrata(tipicamente dell’ordine di 30 ÷ 100 byte) più corti di quelli in uscita (tipicamente500÷ 2000 byte); anche in questo caso, il tempo di risposta richiesto è di solito unpaio di secondi.

4. Supervisory control and data acquisition (SCADA) è un altro servizio two-way chegestisce una transazione al secondo o al minuto terminale. I pacchetti in ingresso(tipicamente 100 byte) sono più lunghi rispetto ai pacchetti in uscita (tipicamente10 byte). Il tempo di risposta richiesto varia da pochi secondi a qualche minuto.La cosa più importante è l’alto livello di sicurezza dei dati e il basso consumo dienergia del terminale. Esempi di applicazioni sono il controllo e il monitoraggio deigasdotti, piattaforme offshore, utenze elettriche e le risorse idriche.

4.1.2 Dati/voce/video

A seconda delle sue esigenze, il cliente può decidere di trasmettere un tipo di segnale o unmix di diversi segnali. Dati e voce vengono trasmessi in formato digitale, mentre il videopuò essere analogico o digitale. Quando digitale, sul segnale video si applicano tecnichedi compressione per ridurre l’occupazione della banda.

1. I sistemi VSAT sono nati inizialmente per la trasmissione dati, offrendo dei bitratetipici di 50 ÷ 64 Kbps utilizzando l’interfaccia RS-232, ma anche standard RS-422per bitrate inferiori ai 20 Kbps e standard V35 e X21 per bitrate più elevati. Ladistribuzione dei dati può essere implementata in combinazione con la trasmissionevideo, usando per esempio lo standard DVB-S.

2. Le comunicazioni vocali possono naturalmente avvalersi solo di reti two-way, perpoter sfruttare la bidirezionalità, e possono essere eseguite anche con bitrate bassiutilizzando la codifica del segnale vocale: i bitrate tipici infatti sono nell’ordine di4, 8÷ 9, 6 Kbps. Anche in questo caso, i segnali trasmessi possono essere combinaticon la trasmissione di dati ottenendo, ad esempio, la trasmissione di 4 canali vocalimultiplati con un canale dati in un singolo segnale a 64 Kbps. Sulle reti VSAT,le comunicazioni vocali devono comunque tener conto dei ritardi associati sia allacodifica (circa 50 msec) che a quello introdotto dal collegamento satellitare (circa500 msec nel caso di doppio hop) e quindi non risulta la soluzione più adatta a tale


tipo di trasmissione se non per le zone in cui non sono disponibili linee telefonicheterrestri o per applicazioni in mobilità.

3. Sul link in uscita dall’hub diretto all’unità VSAT, le comunicazioni video utilizzano inormali standard TV (NTSC, PAL e SECAM) in combinazione con la modulazioneFM, oppure possono essere implementati usando lo standard Digital Video Broad-casting by Satellite (DVB-S), eventualmente in combinazione con la distribuzione didati. Sul link in entrata, viceversa, a causa della limitata potenza dell’unità VSATin uplink, la trasmissione video è fattibile unicamente a basso tasso, eventualmentesotto forma di trasmissione di immagini in slow-motion e utilizzando la codifica e lacompressione dei video.

4.1.3 Assegnazione “a richiesta” o “fissa” delle risorse

Le stazioni terrestri di una rete VSAT comunicano tramite il satellite per mezzo di portantimodulate, a ciascuna delle quali viene assegnata una parte delle risorse offerte dal satellitein termini di banda. Tale assegnazione può essere definito una volta per tutte, ovvero conassegnazione fissa (Fixed Assignment), o anche in base alle richieste delle singole unitàVSAT a seconda del traffico che devono trasmettere, ovvero con assegnazione a richiesta(Demand Assignment).

Nel primo caso, applicabile sia ad una rete mesh che ad una a stella, la banda delsatellite è suddivisa in egual misura da tutte le stazioni, qualunque sia la richiesta ditraffico di ognuna di esse; si può quindi verificare, in un certo istante, che il trafficogenerato da una singola stazione sia maggiore della capacità assegnatale e dunque sidovrà memorizzare o rifiutare tale richiesta di traffico. In questo modo però si andrà adaumentare il ritardo nella trasmissione dell’informazione o si bloccheranno le eventualiconversazioni, nonostante ci possano essere altre stazione che in quel momento hannodisponibilità di banda: la rete non sarà quindi sfruttata in maniera ottimale.

Al contrario, con l’assegnazione a richiesta, un’unità VSAT condivide una parte va-riabile della risorsa totale del satelliti, andando ad utilizzare solo la capacità che è stret-tamente necessaria alla propria trasmissione, lasciando quella in eccesso ad altre stazioniVSAT; naturalmente, questa quota variabile può essere utilizzata sempre nei limiti del-la capacità complessiva del satellite. La domanda di assegnazione è effettuata con dellerichieste trasmesse dalla singola stazione VSAT, trasmesse su un canale specifico di segna-lazione o insieme ai messaggi di traffico, alla stazione hub o ad una stazione di controllodel traffico, qualora la gestione dell’assegnazione fosse centralizzata, o trasmesse versotutte le altre unità VSAT se l’assegnazione domanda è di tipo distribuito.

Nel caso di gestione centralizzata, la stazione hub o la stazione di controllo di trafficorispondono assegnando al VSAT la risorsa appropriata, sia essa una banda di frequenza oun intervallo temporale. Con la gestione distribuita, invece, l’inconveniente sarà che tuttele stazioni VSAT dovranno tenere traccia delle risorse occupate e di quelle disponibili,

48 CAPITOLO 4. VSAT

ovvero si avrà un migliore utilizzo della risorsa satellite e un numero maggiore di stazionia condividere tale risorsa, ma a scapito di un costo maggiore del sistema e un ritardonella connessione set-up: quindi, un investimento iniziale più elevato è compensato da unritorno maggiore sugli investimenti.

4.2 Bande di frequenza

Le reti VSAT sono tenute ad operare all’interno della cosiddetta Fixed Satellite Service(FSS) definita all’interno dell’ITU, con l’unica eccezione nel caso in cui i dati vengonotrasmessi insieme con il broadcast di programmi televisivi o audio, che vengono definitiall’interno del cosiddetto Broadcast Satellite Service (BSS). L’FSS prende in considera-zione tutte le comunicazioni via satellite tra stazioni situate in “specifici punti fissi” sullaterra, compreso le stazioni trasportabili o le “fly-away” (utilizzate per l’Satellite News Ga-thering). Le fasce più comunemente utilizzate per applicazioni commerciali sono quelleassegnate all’FSS in banda C (4÷ 8 GHz) e Ku (12÷ 18 GHz), la banda X (8÷ 12 GHz)è invece utilizzata da sistemi militari; alcune reti VSAT commerciali utilizzano la bandaKa (26 ÷ 40 GHZ) ma la maggior parte di quelle che si trovano in questa banda sonoancora reti sperimentali.

La selezione di una banda di frequenza per il funzionamento di una rete VSAT di-pende, in primo luogo, dalla disponibilità di satelliti che coprono la regione in cui la reteVSAT deve essere installata. Successivamente, sarà da considerare l’eventuale problemadi interferenza con altri sistemi presenti nella zona, che può causare la ricezione di por-tanti indesiderate insieme al segnale realmente trasmesso, sotto forma di rumore che siaggiunge al rumore termico.

L’interferenza rappresenta il maggior problema con le reti VSAT a causa delle piccoledimensioni dell’antenna che mostrano, dunque, un diagramma di radiazione con un fasciodi grandi dimensioni; infatti, la potenza a 3 dB del fascio di un’antenna è legata al prodottodel suo diametro e alla frequenza dall’equazione:

θ3dB =70 c

D f(gradi)

dove D (in metri) è il diametro dell’antenna, f (Hz) è la frequenza e c = 3 ∗ 108 (m/s)

è la velocità della luce: pertanto, minore sarà il diametro dell’antenna, maggiore saràl’apertura del fascio e chiaramente sarà più probabile ricevere portanti interferenti, datol’alto guadagno dell’antenna.

Naturalmente, tale interferenza ha maggiore rilevanza in banda C rispetto alle altrebande a più alta frequenza per due ragioni principali: in primo luogo, non esiste unalegislazione che regola l’allocazione esclusiva di FSS in banda C e, in secondo luogo, dateil diametro dell’antenna delle stazioni terrestri, l’interferenza è più rilevante in banda Cche in quella Ku, dato che l’apertura del fascio è inversamente proporzionale alla frequenza.Ad esempio, per un antenna da 1,8 metri si avrà un angolo di apertura del fascio di 3° a

4.3. STAZIONI TERRESTRI VSAT 49

4 GHz, e solo di 1° a 12 GHz: ciò significa che è più probabile che l’antenna riceva segnaliin downlink dai satelliti adiacenti a quello desiderato in banda C piuttosto che in bandaKu, soprattutto dato si ha un gran numero di satelliti in banda C ed essi sono moltovicini tra loro; per ovviare a tale vicinanza, allora, si utilizza spesso una separazioneangolare di 3° per i satelliti in banda C, paragonabile al fascio dell’antenna VSAT. Lostesso problema si verifica in uplink, dove un’antenna VSAT essendo piccola di diametrotrasmette la propria portante in un angolo più ampio in banda C che in quella Ku equindi genera più interferenza dei sistemi satellitari adiacenti; tuttavia, questo non è unproblema rilevante dato che la potenza di trasmissione dalla stazione VSAT è piuttostodebole. Infine, bisogna anche tenere in conto che in banda C e alcune piccole porzionidi banda Ku sono condivisi con ricetrasmettitori terrestri a microonde, altra possibilefonte di interferenza, mentre nella restante parte della banda Ku è garantita l’assenza diricetrasmettitori a microonde.

Dunque, se anche con antenne di dimensioni contenute si incontrano interferenze dasistemi adiacenti, possono essere applicate tecniche di spread spectrum (allargamento dellospettro), ovvero una tecnica che consiste nell’allargare lo spettro della portante in unabanda maggiore rispetto a quella effettivamente richiesta per la trasmissione dell’infor-mazione: in questo modo è possibile non solo contrastare le eventuali interferenze ma èanche possibile utilizzare un accesso al canale del satellite di tipo CDMA (Code DivisioneMultiple Access). Tuttavia, a causa di un utilizzo maggiore della banda, questo siste-ma è meno efficiente se confrontato con altre tecniche di accesso multiplo come l’FDMA(Frequency Division Multiple Access) o il TDMA (Time Division Multiple Access) chepotranno essere usati nei casi in cui l’interferenza non è troppo grave.

Un’altra delle caratteristiche da tenere in considerazione è l’attenuazione pioggia, inquanto bisogna includere nel progetto della rete un certo margine per contrastare la quan-tità di potenza delle portanti persa in fase di ricezione; tale margine aumenta il costo dellestazioni di terra, rendendo proibitive le spese per fornire potenza sufficiente alla portantedurante un grande temporale. Un progetto in banda Ku, ad esempio, prevederà semprebrevi interruzioni del servizio mentre un grande vantaggio della banda C è che non èinteressata dai fenomeni atmosferici per quanto riguarda l’attenuazione.

Infine, anche il costo delle apparecchiature è rilevante per la scelta tra le due ban-de: sebbene la tecnologia utilizzata in banda C è in generale più economica, le maggio-ri dimensioni delle antenne la rendono più costosa di quella in banda Ku, a parità diperformance.

4.3 Stazioni terrestri VSAT

4.3.1 Stazioni VSAT

Un’unità VSAT è composta da due parti distinte, una interna (IDU o indoor unit), chefunge da interfaccia verso i terminali dell’utente o una LAN, e una esterna (ODU o outdoor

50 CAPITOLO 4. VSAT

unit) che invece è la parte che riceve il segnale dal satellite, come è possibile vedere nellafigura 4.5.

Figura 4.5: Stazione di terra VSAT

Per quanto riguarda l’ODU, esso è composto da un’antenna (figura 4.6) e da com-ponenti elettronici quali: un amplificatore di trasmissione, un ricevitore a basso rumore,un mixer up-converter (che effettua la traslazione della frequenza del segnale da bandabase a radiofrequenza) e il down-converter (che esegue l’operazione inversa), e infine ilsintetizzatore di frequenza (che genera un range di frequenze a partire da un oscillatore).

Figura 4.6: Tipica antenna per VSAT

Per caratterizzare correttamente i componenti, saranno dunque fondamentali i seguentiparametri:

• le bande di frequenza di trasmissione e ricezione;

• l’EIRP, che determina le prestazioni dell’uplink a radiofrequenza;

• la figura di merito GT , che determina le prestazioni del downlink a radiofrequenza;

• la variazione del guadagno del lobo secondario dell’antenna, che determina i livellidi interferenze prodotte e ricevute dall’antenna.

Tra i parametri andranno anche tenuti in conto la temperatura di funzionamento, il caricodel vento in condizioni operative e in condizioni limite, la pioggia e l’umidità.

Per ciò che riguarda l’IDU (figura 4.7), invece, vengono utilizzati schemi di modu-lazione coerente, come ad esempio il BPSK (Binary Phase-Shift Keying) che consiste

4.3. STAZIONI TERRESTRI VSAT 51

nell’associare alle due cifre binarie 1 e 0 due valori diversi di fase della portante, o la QP-SK (Quadrature Phase-Shift Keying) che utilizza invece quattro punti di costellazione,due per simbolo trasmesso.

Figura 4.7: Tipico InDoor Unit

Per ottenere prestazioni accettabili, la velocità di trasmissione della portante dovràessere maggiore di 2,4 Kbps, in caso contrario il rumore di fase diventa un problema. Pervalori di velocità di trasmissione inferiori, si adopera invece la FSK (Frequency Shift Key-ing) che è una tecnica di modulazione numerica di frequenza, in cui il segnale modulantecontenente l’informazione alterna la frequenza della portante istantanea in uscita fra duefrequenza definite.

4.3.2 Stazioni HUB

A parte le dimensioni e il numero di sottosistemi, c’è poca differenza funzionale tra unhub e un’unità VSAT: la differenza principale è che l’unità interna di una stazione hubè connessa ad un computer host o ad una rete pubblica commutata o ancora a lineeprivate, a seconda che l’hub sia di tipo dedicato o condiviso. Come si può notare nellaFigura 4.8, la stazione hub è dotato di un sistema di gestione della rete (NMS), un mini-computer o work station utilizzato per funzioni operative e amministrative, collegato aogni VSAT della rete per mezzo di circuiti virtuali permanenti: messaggi di gestionevengono costantemente scambiate tra l’NMS e le unità VSAT, andando ad utilizzare lerisorse di rete insieme con il traffico normale.

Le funzioni operative degli hub riguardano la gestione della rete, fornendo anche la ca-pacità di riconfigurare la rete in modo dinamico aggiungendo o eliminando stazioni VSAT,portanti e interfacce di rete; l’hub svolge, inoltre, funzioni di monitoraggio e controllo delleprestazioni e dello stato dell’hub, di ogni stazione VSAT e di tutte le porte dati associatealla rete. Ciò comporta la presenza di strumenti di gestione che forniscano in tempo realel’assegnazione e la connettività delle stazioni VSAT, e strumenti di gestione e controllodi nuove installazioni e configurazioni. Il software di controllo della rete permette l’al-locazione dinamica delle risorse per le singole unità VSAT che presentano flusso di dati

52 CAPITOLO 4. VSAT

Figura 4.8: Sottosistemi HUB

intermittente con picchi di traffico e di unità VSAT che potrebbero trasmettere saltuaria-mente, dove tali operazioni di allocazione e riallocazione vengono eseguite direttametnedal software senza l’intervento di operatori. Sarà la NMS che provvederà ad informarel’operatore solamente in caso di saturazione delle risorse o quando si creano disservizitali per cui gli utenti non possono accedere al servizio; la NMS gestisce anche tutti gliaspetti relativi agli allarmi e alla diagnosi di guasto: in caso di eventuali interruzioni dialimentazione alle stazioni VSAT, l’NMS provvede a scaricare tutti i parametri softwaree di sistema più importanti per riavviare le singole unità.

Le funzioni amministrative, invece, riguarderanno l’inventario delle apparecchiature, iregistri di utilizzo della rete, la sicurezza e la fatturazione. La NMS tiene conto di tuttele stazioni VSAT installate e operative, la configurazione delle apparecchiature all’internodell’hub e di ogni stazione VSAT, e la configurazione delle porte di ogni interfaccia direte. Queste informazioni sono disponibili su richiesta dell’operatore, insieme alle infor-mazioni statistiche su traffico, numero di errori, tempo medio dei ritardi di trasmissionedei dati, ecc. Tali dati, poi, possono essere analizzati e stampati su una base giornaliera,settimanale o mensile, oltre ad essere costantemente backuppati per riferimenti futuri,costituendo così la base per l’analisi del traffico, degli andamenti delle prestazioni e ladistribuzione dei costi basata su utilizzo.

Capitolo 5

Copertura radio

A valle degli incontri coi partner del progetto, le associazioni Vanona e Mangwana, e dellemissioni conoscitive effettuate dai volontari di ISF, sono state analizzate diverse ipotesisulla collocazione dello studio radiofonico con la parte a bassa frequenza (mixer, personalcomputer, microfoni, lettore cd, lettore mp3, ecc.) per la produzione, la registrazione ela messa in onda dei contenuti. La nascita di una nuova emittente radiofonica, infatti,potrebbe dover affrontare l’ostruzionismo da parte del governo centrale a causa dell’attualesituazione socio-politica del Paese e le tensioni che una forma di comunicazione così incisivae a larga scala può scatenare.

Sono stati quindi individuati tre possibili siti che riuscissero a soddisfare i requisitirichiesti sia in termini di esigenze logistiche (accessibilità, locali adatti all’installazionedei componenti dello studio) e di sicurezza (per il personale che opera nella radio, per leattrezzature e gli impianti e per l’intera associazione Vanona) che per le esigenze tecnicheche ISF ha fatto presente (installazione delle antenne, caratteristiche orografiche dellazona, disponibilità di energia elettrica, ecc.):

• il centro polifunzionale di Ankofafa (quartiere di Fianarantsoa), che ospiterà la sedeprincipale dell’associazione Vanona a Fianarantsoa; attualmente in costruzione, oltreall’eventuale studio radiofonico comprenderà diversi stabili adibiti a sala conferenze,sala multimediale con computer e collegamento ad internet e alcune abitazioni cheospiteranno gli addetti alla radio e alla sicurezza del centro.

• il centro civico di Ambalamarofotsi (comunità contadina nei pressi del villaggio diBefeta), già attivo come luogo di incontro dell’associazione Vanona e altre associazio-ni ad essa connesse, centro di accoglienza per indigenti e che avrebbe a disposizioneun ulteriore locale per installare lo studio radiofonico.

• l’attuale sede dell’associazione Vanona a Ranomafana (villaggio a circa 60 km daFianarantsoa), che attualmente ospita unicamente un centro di sperimentazioneagricola ma che ha comunque le strutture adatte per l’installazione della parte abassa frequenza.

53

54 CAPITOLO 5. COPERTURA RADIO

Naturalmente, tutte le considerazioni di carattere tecnico sono state effettuate basando-si sulla normativa vigente definita dall’Office Malagasy d’Etudes et de Régulation desTélécommunications (OMERT)[21], l’autorità malgascia che regola la ripartizione dellefrequenze e definisce le caratteristiche tecniche per gli apparati e le relative misure disicurezza nelle telecomunicazioni. Il valore più interessante per il nostro progetto è quellodella potenza massima che è possibile irradiare da una singola antenna, pari a un valoremassimo di 500W.

5.1 Scenario I: studio radiofonico ad Ankofafa

Il primo scenario prevede l’installazione dello studio radiofonico presso il Centro Civico diFianarantsoa. A causa dell’orografia particolare del luogo, circondato da un gran numerodi colline, nel caso in cui si installasse un’antenna per il broadcast in tale centro (sutraliccio o sul tetto), la copertura dal segnale radio coprirebbe solo una piccola partedell’obiettivo prefissato per il progetto (figura 5.1).

Figura 5.1: Copertura con antenna posta sul Centro polifunzionale di Ankofafa

Dunque, per ampliare tale zona di copertura risulta indispensabile creare un ponteradio che trasmetta il segnale dallo studio ad un ripetitore che provvederà, poi, ad effet-tuare il broadcast su una zona più vasta; è stato dunque ricercato un sito opportuno perl’installazione di tale ripetitore e tra le varie opzioni disponibili è stata scelta una collinanella parte sud-ovest della città di Fianarantsoa, dove sono già installate le antenne delleemittenti radiofoniche che trasmettono in città.

Il collegamento point-to-point, lungo circa 4,83 km, è stato progettato utilizzandoun’antenna direttiva con guadagno di 6 dBi, potenza in trasmissione di 1W e frequenza

5.1. SCENARIO I: STUDIO RADIOFONICO AD ANKOFAFA 55

nell’intorno dei 4 GHz; in questo modo, le due antenne posizionate ad un’altezza dicirca 15 metri dal suolo (una all’interno del centro civico e una su un traliccio sullacollina) risultano in visibilità ottica, come mostra la figura 5.2 e il segnale viene ricevutocorrettamente.

Figura 5.2: Collegamento point-to-point tra lo studio di Ankofafa e il ripetitore

Il segnale ricevuto transiterà quindi in un transponder, dispositivo che effetuerà unatrasposizione della frequenza dai 4 GHz alla banda FM, e il segnale verrà successivamenteritrasmesso in broadcast per mezzo di un’antenna omni-direzionale (un dipolo FM a largabanda) con guadagno 3 dBi e potenza di 500 W, come da norme dell’OMERT. In questomodo, la zona di copertura (figura 5.3) si estende fino a coprire tutta l’area della cittàdi Fianarantsoa, il comune di Befeta e i villaggi vicini con livelli di segnale accettabili,che si attestano sui -74 dBm su quasi tutto l’altopiano e scendono fino a -90 dBm (sogliatipica del ricevitore) nelle zone più lontane. Purtroppo, però non viene ancora soddisfattala richiesta totale del progetto in quanto non si ha copertura della zona di Ranomafana,a est, che risulta difficile da raggiungere in quanto si trova alle pendici dell’altopiano,immerso nella foresta pluviale.

Per ovviare a tale problema, si è dunque pensato di collocare un ulteriore ripetitoreal bordo est dell’altopiano, in un luogo che fosse sia in visibilità ottica con studio oripetitore, sia abbastanza sicuro da poter installare un traliccio con tutto il materialenecessario. A seguito di una ricerca di un picco nella zona col programma Radio Mobileed effettuando un sopralluogo durante l’ultima missione, è stato possibile individuare ilsito ottimo; l’unico problema che si è presentato riguardava il fatto che tale sito nonrisultava in visibilità ottica con lo studio radiofonico. Si è pensato, dunque, di creareil collegamento point-to-point con il traliccio che ospita già il ripetitore, sulla collina asud-ovest di Fianarantsoa in visibilità ottica, come possibile vedere in figura 5.4.


Figura 5.3: Copertura del broadcast dalla collina a sud-ovest di Fianarantsoa

Figura 5.4: Collegamento point-to-point tra il ripetitore di Fianarantsoa e il ripetitoreper la zona di Ranomafana

Il collegamento, in questo caso, sarà di circa 36 km e sarà quindi possibile utilizzareun’antenna direzionale simile a quella usata per l’altro ponte radio, ma con frequenzaleggermente diversa (sempre nell’intorno dei 4 GHz) per evitare interferenze e un guada-gno che in questo caso risulta di 1 dBi. Ricevuto in questo modo il segnale, medianteun dipolo a banda larga (con potenza massima d’emissione sempre di 500 W) sarà pos-sibile ritrasmettere in broadcast le trasmissioni radiofoniche, coprendo anche la città diRanomafana e buona parte delle zone limitrofe (figura 5.5).

5.1. SCENARIO I: STUDIO RADIOFONICO AD ANKOFAFA 57

Figura 5.5: Copertura con broadcast dal ripetitore per la zona di Ranomafana

Con tali scelte tecniche e logistiche, si riesce ad ottenere una copertura del territoriodi intervento quasi totale per la città di Fianarantsoa, la regione centrale dell’altopianoe la zona di Ranomafana, fino quasi alla zona costiera (figura 5.6). Tale scenario, dun-que, soddisfa pienamente le richieste dei partner di progetto, le normative riguardanti leemissioni e la sicurezza degli impianti che verrebbero installati.

Figura 5.6: Copertura totale dello scenario 1


5.2 Scenario II: studio radiofonico ad Ambalamarofotsi

In questo secondo scenario, invece, è prevista l’installazione presso il centro civico diAmbalamarofotsi. Come nel caso precedente, nel caso in cui l’antenna venisse installatasul tetto dell’edificio non si avrebbe una copertura elettromagnetica in linea con le richiestedel progetto, come mostra la figura 5.7 con il calcolo della copertura effettuata con ilprogramma Radio Mobile.

Figura 5.7: Copertura con antenna posta sul Centro civico di Ambalamarofotsi

Anche in questo caso, quindi, si è ritenuto indispensabile progettare il sistema inse-rendo dei ponti radio che consentano di raggiungere dallo studio i siti da cui effettuare ilbroadcast, per aggirare le limitazioni derivanti dall’orografia del territorio. Si è così indi-viduata un’altura nei pressi di Befeta, a circa 10 km a sud dal villaggio, la cui posizioneè risultata congeniale in quanto dominava le vallate e le colline circostanti.

Il collegamento point-to-point è stato quindi progettato utilizzando anche in questocaso un’antenna direttiva con una potenza di emissione pari a 30 dBm e un guadagno di6 dBi, dunque un EIRP di 1,26 W; le due antenne, fissate su tralicci alti 15 metri dalsuolo, opereranno nell’intorno dei 4 GHz e risultano in visibilità ottica come si evincedalla figura 5.8.

Si richiede, quindi, l’utilizzo di un dispositivo transponder per poter traslare il segnalealla corretta frequenza per la ritrasmissione in broadcast, irradiando attraverso un dipoloFM a banda larga, che mostra un diagramma di radiazione omni-direzionale, con guadagno3 dBi e potenza di 500W. In questo modo, l’area coperta (figura 5.9) risulta molto estesa,coprendo il comune di Befeta e i villaggi vicini con livelli di segnale molto alti (nell’ordine

5.2. SCENARIO II: STUDIO RADIOFONICO AD AMBALAMAROFOTSI 59

Figura 5.8: Ponte radio tra lo studio radiofonico di Ambalamarofotsi e il ripetitore

di −54÷−62 dBm), fino a raggiungere la città di Fianarantsoa e zone limitrofe con livelliaccettabili (−66÷−78 dBm).

Figura 5.9: Copertura del broadcast dalla collina a sud-ovest di Fianarantsoa

Il secondo ponte radio sarà necessario anche in questo scenario per soddisfare la ri-chiesta di copertura del progetto, ma data la posizione dello studio nel villaggio nonera possibile individuare un sito che fosse in visibilità ottica e che contemporaneamentepermettesse di raggiungere la zona di Ranomafana. Si è pensato dunque di sfruttare il


traliccio sulla collina a sud di Befeta che ospita già il primo ponte radio e l’antenna per ilbroadcast e che risulta in visibilità ottica, data l’altezza e la posizione, con il sito ottimoindividuato per il primo scenario per la copertura della zona di Ranomafana.

Figura 5.10: Collegamento point-to-point tra il ripetitore di Befeta e il ripetitore per lazona di Ranomafana

L’antenna direzionale utilizzata per tale ponte radio avrà le stesse caratteristiche dellaprecedente; ricordando di utilizzare una frequenza sempre in banda dei 4 GHz, ma inun intorno differente per evitare le interferenze, si riuscirà a coprire l’intera distanza delcollegamento che è pari a circa 34 km, come si nota dai dati forniti dal programma infigura 5.10. Il segnale ricevuto mostra valori di -78,5 dBm e risulta al di sopra della sogliadi un ricevitore per ponti radio (che da specifiche tipiche è di circa -86 dBm); in questomodo, il segnale sarà ricevuto correttamente e potrà transitare nel transponder per essereanche qui traslato in frequenze FM (88÷ 108 MHz) ed essere reinviato in broadcast. Lacopertura totale, anche in questo scenario, rispecchierà le richieste del progetto, andandoa coprire tutte le zone interessate (figura 5.11).

5.3. SCENARIO III: STUDI RADIOFONICI NEI TRE SITI INDIVIDUATI 61

Figura 5.11: Copertura totale dello scenario 2

5.3 Scenario III: studi radiofonici nei tre siti individuati

Questo scenario, dal punto di vista tecnico, è quello più semplice in quanto si andrannoa creare tre studi radiofonici indipendenti, ciascuno dislocato in uno dei siti pensati peraccogliere la parte a bassa frequenza. Tutta la parte in alta frequenza per la trasmissionedelle informazioni verrà installata nelle immediate vicinanze degli studi, montando lesingole antenne sul tetto degli edifici o su appositi tralicci. La copertura elettromagneticacalcolata da Radio Mobile per i singoli siti è riportata nelle figure seguenti.


Figura 5.12: Copertura con antenna posta sul Centro polifunzionale di Ankofafa

Figura 5.13: Copertura con antenna posta sul Centro civico di Ambalamarofotsi

5.3. SCENARIO III: STUDI RADIOFONICI NEI TRE SITI INDIVIDUATI 63

Figura 5.14: Copertura con antenna posta sul Centro di Ranomafana

La copertura totale che si genera con tale disposizione sul territorio delle antenneè rappresentata in figura 5.15 e risulta decisamente minore rispetto a quella dei dueprecedenti scenari, andando a soddisfare in maniera parziale le richieste del progetto.

Figura 5.15: Copertura totale scenario 3

I motivi che hanno spinto alla creazione di tale configurazione sono principalmente dicarattero economico e politico, piuttosto che tecnico: un sistema costruito con tre diffe-renti studi permette, innanzitutto, l’installazione in maniera “modulare” delle strutture


necessarie e in momenti differenti, in quanto nessuna delle strutture dipende dall’esistenzadelle altre due. Le spese di start up possono essere quindi ripartite in diversi momen-ti e consentire alle associazioni tempi più larghi per la reperibilità dei fondi necessari,mediante donazioni o partecipazione a bandi. Inoltre, dal punto di vista politico, tale sce-nario permetterebbe di non attirare in maniera eccessiva l’attenzione del potere centrale:una piccola radio rurale che raggiunge un numero ristretto di utenti potrebbe non esserenotata allo stesso modo di una radio con penetrazione sul territorio maggiore.

Con tale configurazione, poi, l’associazione Vanona avrà la libertà di produrre contenu-ti diversi nei tre studi in maniera indipendente; di contro, però, sarà costretta a utilizzaremezzi di trasferimento fisici e non radio, come ad esempio penne usb o registratori vocali,per consentire a tutti gli utenti di ascoltare tutti i contenuti prodotti.

5.4. SCENARIO IV: UTILIZZO DEL SISTEMA VSAT 65

5.4 Scenario IV: utilizzo del sistema VSAT

A seguito dell’incontro con alcuni ingegneri della società RaiWay (proprietari della retedi trasmissione e diffusione del segnale RAI), è stato presa in considerazione anche unasoluzione che non fa uso di ponti radio terrestri, ma di un’unità VSAT che si appoggia alsistema satellitare.

In particolare, tale scenario prevede che lo studio radiofonico venga installato all’in-terno del centro civico che sorgerà in località Ankofafa, con la parte a bassa frequenzae un’antenna omni-direzionale, nelle immediate vicinanze (su traliccio o sul tetto dell’e-dificio), che effettua la diffusione in broadcast per la zona di Fianarantsoa; la coperturain questo caso risulterà quindi identica a quella dello scenario precedente e mostrata infigura 5.12.

Per quanto riguarda invece i ponti radio, come detto, il sistema di trasmissione saràbasato sulla tecnologia VSAT (cfr. capitolo 3) e sarà necessario stipulare un contrattocon un provider di servizi VSAT [24, 25] che effettuano una copertura satellitare dell’areadel Madagascar. Al momento, i principali satelliti che coprono l’intera isola sono due: gliEutelSat W2A e W3A, lanciati rispettivamente nel 2009 (figura 5.16) e nel 2004 (figura5.17), operanti sia in banda C che in banda Ku.

Figura 5.16: Copertura satellite EutelSat W2A

Sarà quindi il provider a fornire un router (unità IDU) adatto alla ricetrasmissione


Figura 5.17: Copertura satellite EutelSat W3A

dei dati: i più che andrà connesso ad una parabola (unità ODU) di circa 1,2 metri didiametro e diagramma di radiazione molto direttivo; tale antenna opererà nelle seguentibande di frequenze:

• 10, 95÷ 11, 2 GHz o 12, 5÷ 12, 75 GHz, in downlink

• 14, 0÷ 14, 5 GHz, in uplink

Per la ricezione delle trasmissioni poi basterà installare una parabola di uguali dimensionidi quella utilizzata in trasmissione, orientata sempre verso il satellite utilizzato dal pro-vider, sul tetto del centro civico di Ambalamarofotsi o su quello della sede di Vanona aRanomafana. Il segnale ricevuto potrà essere quindi decodificato con un comune deco-der per trasmissioni satellitari, in quanto le trasmissioni della radio saranno presenti trai canali radio trasmessi in chiaro. Al decoder dovrà quindi essere connesso un sistemadi diffusione audio, come un sistema hi-fi o una semplice coppia di casse, per l’ascoltodei programmi radiofonici in loco e creare così un momento di aggregazione sociale dellapopolazione.

In alternativa o in combinazione al sistema di diffusione, si potrà collegare al decoderanche un sistema di trasmissione a corto raggio, connesso ad un’antenna collineare om-nidirezionale, che consentirà di diffondere il segnale radiofonico anche in banda FM. Taliantenne, infatti, alimentate con qualche Watt garantiscono una copertura elettromagneti-ca dell’ordine di 5÷ 6 Km, con guadagni di circa 4 dBi e risultano di facile progettazioneper l’autocostruzione, riducendo così i costi di un impianto nel complesso abbastanzaeconomico.

Capitolo 6

Analisi e valutazione economica degliscenari

I quattro scenari prodotti con questa tesi per rispondere alle richieste avanzate dai partnerdi progetto, sono tutti e quattro delle possibili soluzioni adottabili in fase di realizzazione.Soluzioni che differiscono principalmente per le spese da sostenere, sia in fasi di startup delle installazioni che per il mantenimento delle strutture e dell’approvigionamentoenergetico delle stesse. Questi sono i fattori che condizionano maggiormente i progettidi cooperazione, sviluppati da volontari e finanziati unicamente attraverso donazioni,raccolte fondi e contributi provenienti da bandi regionali o europei.

Verranno, ora, analizzate le voci generali delle spese che si dovranno sostenere peri singoli scenari e, dal quadro risultante, si potrà quindi effettuare una valutazione dicarattere economico su di essi. In generale, si potranno differenziare le voci in “costid’impianto” e “costi di gestione”.

I primi si riferiranno all’acquisto delle attrezzature e del materiale necessario allostudio, alla parte trasmissiva, ai ponti radio e al collegamento satellitare VSAT; i prezzisono espressi in Euro e prendono in considerazione una media ottenuta da catologhi dirivenditori europei e di quelli incontrati durante l’ultima missione in Madagascar pressonegozi di forniture elettroniche e per emittenti radiofoniche. I secondi, invece, sarannoi costi che si dovranno sostenere a regime e si basano su stime effettuate insieme aipartner malgasci prendendo in considerazione eventuali abbonamenti (come nel caso delcollegamento VSAT) e i salari tipici locali di tecnici e personale addetto ai servizi e allamanutenzione.

6.1 Costi d’impianto

Per quanto riguarda la parte a bassa frequenza, si è pensato inizialmente di procedereall’acquisto del seguente materiale che costituisce la base per uno studio radiofonico per laproduzione e la trasmissione di contenuti. Naturalmente, in qualsiasi momento potrannoessere integrati ulteriori componenti, in base a future esigenze che si potranno presentare.

67

68 CAPITOLO 6. ANALISI E VALUTAZIONE ECONOMICA DEGLI SCENARI

• Console (mixer con I/O analogici e digitali);

• Personal Computer trashware (con programma per la gestione della console) emonitor CRT;

• Tuner;

• Registratore e riproduttore cassette a nastro;

• Riproduttore CD;

• Ibrido Telefonico a 2 linee;

• Cuffie;

• Microfono dinamico + Base microfono;

• Casse monitor, 90W;

• Gruppo di continuità;

• Cavi e connettori.

Questa è dunque la configurazione base prevista per un singolo studio e il prezzo è di3.500 EUR; in generale, i prezzi più convenienti per tale strumentazioni sono stati trovatipresso rivenditori europei, quindi nel caso in cui si proceda all’acquisto presso di questi,dovranno essere aggiunte le spese per la spedizione in Madagascar.

Per la parte in alta frequenza, invece, il sistema comporterà un esborso di circa 10.000EUR, in quanto saranno previsti:

• Audio Processor;

• Trasmettitore, da 500W;

• Sistema d’antenna, composto da 4 dipoli;


Come visto, parte fondamentale del primo e del secondo scenario saranno i ponti radioper consentire la diffusione del segnale radiofonico anche nelle zone più distanti; per taleattrezzatura, dopo alcuni contatti con aziende europee che si occupano della produzionee commercializzazione di tali soluzioni, è stato possibile valutare la spesa di un singoloponte radio in 1.400 EUR, per un sistema composto da:

• Ricetrasmettitore, con funzione integrata di transponder;

• Coppia di antenna ad alto guadagno;


6.1. COSTI D’IMPIANTO 69

Naturalmente, oltre le voci riguardanti i costi degli apparati strettamente legati alla radio-trasmissione, dovranno essere considerate anche le spese inerenti gli impianti di fornituraenergetica: per motivi legati alla sostenibilità del progetto a lungo termine e indipendenzadalla rete elettrica nazionale, si è optato per l’installazione di pannelli fotovoltaici standalone. Per coprire le esigenze energetiche dello studio e dei ripetitori, dunque, sono stateeffettuate delle stime di consumi delle apparecchiature.

In base ai dati medi delle potenze utilizzate dalla strumentazione dello studio si sonoottenuti circa 8,6 kWh giornalieri, in cui è stato incluso un margine per eventuali utenzeaggiuntive che, in generale, tiene conto anche dell’eventuale adozione del sistema VSAT.Per tale tipo di richiesta energetica, si è scelto di adottare una soluzione composta da 10pannelli da 240 Wp (2400 Wp totali) e 11 batterie al piombo-gel da 220 Ah (2420 Ahtotali) per l’accumulo. In questo modo, sarebbero garantite le circa 8 ore giornaliere ditrasmissione radiofonica richieste dal partner, sia in condizione di adeguata illuminazionesolare (sfruttando solo i pannelli) che in condizioni non ottimali per i pannelli, sfrut-tando l’accumulo immagazzinato dalle batterie. Un’analisi dell’attuale mercato per unasoluzione di questo tipo, che includa anche inverter, regolatori di carica, struttere per ilmontaggio, cavi e connettori, ha fornito un prezzo totale di 13.000 EUR da rivenditorieuropei e prezzi decisamente superiori per soluzioni analoghe direttamente acquistabili inMadagascar.

Per l’alimentazione dei ripetitori, invece, i calcoli sulle potenze giornaliere hanno for-nito un valore di 7,4 kWh che comporta l’acquisto di un sistema stand alone leggermentepiù piccolo, composto da 9 pannelli sempre da 240 Wp (per un totale di 2160 Wp) e 10batterie al piombo-gel da 200 Ah (dunque, 2000 Ah totali). Anche in questo caso, il si-stema sarebbe più che sufficiente a soddisfare le esigenze energetiche per le 8 ore in cui lostudio effettuerà la trasmissione, garantendo il funzionamento di tutta la strumentazioneinstallata per la creazione del ponte radio. Il costo di tale sistema è pari a 11.500 EUR,includendo anche tutti i componenti necessari per il buon funzionamento del pannello edelle batterie.

Infine, possiamo considerare all’interno delle spese d’impianto anche quelle necessariealla costruzione dei tralicci per l’installazione dei ponti radio o delle struttere atte adaccogliere lo studio radiofonico, nel caso del centro civico di Ankofafa in cui è ancoraat-tualmente in progettazione. Prendendo, infatti, come riferimento le spese attualmentesostenute per l’edificazione delle prime strutture di tale centro civico e i prezzi malga-sci correnti dei materiali, della manodopera e per le spese di trasporto, siamo riusciti aquantificare in maniera approssimativa le cifre da corrispondere per tali voci.

Dunque, per ciò che riguarda i ripetitori, l’acquisto del terreno dove questi dovrebberosorgere si aggira intorno ai 2.000 EUR per sito, comprese le regolari spese notarili. Aqueste vanno aggiunte le spese per l’innalzamento del traliccio, di circa 1.500 EUR tramateriali e manodopera, e per l’edificazione dell’abitazione che dovrà ospitare l’addettoalla sicurezza del sito (circa 4.000 EUR): un esborso totale, quindi, di 7.500 EUR da


aggiungere ai costi per le apparecchiature che compongono il ponte radio.Per lo studio radiofonico, invece, l’eventuale costruzione da prendere in considerazione

riguarda solo il centro civico di Ankofafa, in quanto esistono già le strutture adatte perl’installazione dello studio nel caso di Ambalamarofotsi e Ranomafana. Il progetto attualedel centro civico in questione prevede già una sala conferenze e una sala internet, su ununico livello: lo studio sorgerebbe al piano immediatamente superiore a tali ambienti. Inquesto modo, le spese per tale secondo livello sarebbero leggermente ridotte, in quantosarebbe incluso in una struttura la cui costruzione è stata già programmata e l’aggiuntadi un nuovo piano si aggirerebbe intorno ai 5.000 EUR.

6.2 Costi di gestione

Dallo scorso capitolo, per ciò che riguarda il quarto scenario, risulta ovvio che sarà ne-cessario stipulare un contratto con un fornitore di servizi VSAT, che abbia coperturasatellitare sull’intera zona del progetto. Tra quelle finora contattate per un preventivo,sono due le società [24, 25] che sono risultate al momento le più convenienti tra quelle cheoperano sul territorio malgascio e forniscono di base una soluzione completa, che includetutta la strumentazione necessaria. Il materiale fornito dal provider Wafa sarà dunquecomposto da un modem Hughes HX 50, operante in banda C o Ku, ed un’antenna di 1,2metri di diametro; la compagnia TS2, invece, non richiede un corrispettivo iniziale perl’acquisto delle attrezzature e fornisce un’antenna di 1,8 metri di diametro e un modemiDirect Evolution X3. Essendo tali soluzioni equivalenti, le differenze principali tra ledue offerte sono da cercare sia nei valori di downlink e uplink offerti (tabella 6.1) chenei prezzi, sia quelli da corrispondere per l’acquisto del sistema che per l’abbonamentomensile.

Provider Offerta Download rate Upload Rate EUR/mese EUR sistemaWafa Economy 300 Kbps 128 Kbps 89 609Wafa Connect 512 Kbps 128 Kbps 149 569TS2 IP512 512 Kbps 128 Kbps 377 -

Tabella 6.1: Costi per il sistema VSAT (sistema + canone mensile)

Nel quadro dei costi di gestione bisognerà considerare anche le spese relative alla ma-nutenzione ordinaria, una volta che tutte le strutture e le attrezzature saranno a regime.I costi per anno, sono stati calcolati considerando i prezzi della manodopera di personaletecnico malgascio, specializzato nel campo del fotovoltaico e delle attrezzature radiofoni-che sia per la parte in bassa frequenza che per quella di trasmissione ad alta frequenza.Inoltre, andranno conteggiate anche le tasse statali e i costi della licenza, necessari perla creazione di un’emittente radiofonica e per trasmettere i programmi, come da pianodell’OMERT per l’utilizzo dello spettro radio in banda FM.

6.3. VALUTAZIONE DEGLI SCENARI 71

Infine, in base agli stipendi medi del personale addetto alla sicurezza di altre strutturedell’associazione Vanona, per ogni sito in cui sarà prevista la presenza di uno di taliaddetti si dovranno tenere in conto circa 1.200 EUR/anno per persona.

Tali costi di gestione sono riassunti nella tabella6.2; in questo caso, però, sono statipresi in considerazione solo le opere di manutenzione: eventuali sostituzioni dei compo-nenti, sia dell’impianto fotovoltaico che di tutta la parte radio, non sono prevedibili apriori e quindi non sono stati conteggiati nei preventivi delle spese a regime.

Voci di costo Costo (EUR/anno)Manutenzione ordinaria delle apparecchiature radio 200

Manutenzione ordinaria delle opere edili 300Manutenzione ordinaria componenti pannelli solari 200

Tasse e licenze 1.500Abbonamento Provider VSAT 1068÷ 4524

Stipendio di un addetto alla sicurezza 1.200

Tabella 6.2: Riassunto dei costi annui di gestione

6.3 Valutazione degli scenari

A partire dai costi di start up di ogni singolo scenario, mostrati nella tabella riassuntiva6.3, si evince che il quarto scenario è la miglior soluzione per il progetto, in quantorealizzando tale ipotesi si ottiene un netto risparmio economico sotto tutti i punti divista.

Tale risparmio è da ricercare principalmente nell’assenza in tale scenario dei ripetitoriche ospitano i ponti radio terrestri: eliminando tali unità, infatti, non si dovranno metterein conto le spese per le opere civili per il traliccio e le spese per l’impianto di fornituraelettrica, a fronte di una spesa di attivazione dell’abbonamento col provider di serviziVSAT, nel caso in cui fosse richiesta.

Anche dall’analisi dei costi di gestione, dalla tabella 6.2, si noterà un notevole rispar-mio. Sebbene l’abbonamento annuale risulta comunque una voce abbastanza alta nelcomputo delle spese per anno, soprattutto nel caso di stipula di un contratto col providerTS2, questa viene praticamente pareggiata dalla mancanza delle spese per gli stipendidegli addetti che dovrebbero garantire la sicurezza dei siti. La presenza degli addetti allasicurezza è necessaria dato che sono molto comuni episodi di brigantaggio e di furti, sianelle zone rurali, che nei quartieri popolari e più poveri, ma anche nelle zone centrali dellecittà. Con l’adozione della tecnologia VSAT e la concentrazione delle apparecchiaturein un unico sito, saranno le stesse famiglie ospitate nel centro civico a provvedere allasicurezza.

La valutazione non si limita solo ad aspetti puramente economici, ma si può estendereanche ad aspetti tecnici, come l’affidabilità: la QoS dichiarata dalle due società per i pro-pri servizi VSAT erogati è pari al 99,5% del tempo per anno. Bisogna infatti pensare che


Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Scenario 4Strumentazione Radio- Studio Radiofonico 3.500 3.500 10.500 3.500- Trasmettitore Broadcast 10.000 10.000 30.000 10.000- Ponte Radio Terrestre 2.800 2.800 - -- Sistema VSAT - - - ∼ 600

Impianto Fotovoltaico- Studio 13.000 13.000 39.000 13.000- Ripetitore 12.000 12.000 - -

Opere civili- Studio 5.000 5.000 5.000 5.000- Ripetitore 15.000 15.000 - -TOTALE 61.300 61.300 84.500 32.100

Tabella 6.3: Riassunto dei costi di start up per scenario

un singolo ponte radio considerato negli altri scenari, in condizioni di grandi perturba-zioni atmosferiche o durante la stagione delle pioggie, potrebbe risultare inefficace per lacorretta ricezione del segnale nel collegamento point-to-point. L’attenuazione introdottadai fenomeni atmosferici non inficia infatti le prestazioni del servizio VSAT e garanti-sce quindi la corretta trasmissione dei segnali, qualunque sia la condizione che si possapresentare.

Un altro aspetto da tenere in conto riguarda le perplessità riguardo l’attuale momentopolitico che sta attraversando il Madagascar, sollevate dai partner che conoscono meglio diISF la realtà locale, ed esposte nel corso delle riunioni durante l’ultima missione. Infatti,a differenza di un progetto sviluppato per paesi occidentali e industrializzati, il progettodi una radio comunitaria in un contesto del genere deve sempre e comunque fare i conticon una situazione politica decisamente instabile e spesso violenta.

Non sono affatto inusuali provvedimenti duri e repressivi da parte delle forze dell’ordinecontro tutti coloro che si oppongono al governo centrale o che semplicemente, come nel casodell’associazione Vanona, cercano di creare coscienze e partecipazione sociale. Tale operanon potrebbe non essere ben vista e la costruzione dei tralicci, delle strutture per la radio eil conseguente posizionamento delle apparecchiature, attirerebbe molto l’attenzione dellecomunità vicine e del governo centrale e creerebbe di sicuro molti problemi ed invidie concoloro i quali non hanno accesso a tali tecnologie. Con l’utilizzo della tecnologia VSAT,invece, si eviterebbe di aggiungere ulteriori strutture dislocate sul territorio facenti capoall’associazione Vanona e passerebbe più in sordina la creazione della radio, dato chelo studio radiofonico verrebbe realizzato all’interno del centro civico di cui è già stataautorizzata la costruzione.

Infine, ultimo ma non meno importante risulta l’aspetto di riproducibilità: sfruttandola tecnologia VSAT proposta nel quarto scenario, in ricezione sarà necessario esclusiva-mente un decoder connesso ad una parabola esterna. Dunque, tale “sistema ricevente” sarà

6.3. VALUTAZIONE DEGLI SCENARI 73

riproducibile con una spesa esigua in tutti i villaggi in cui si vorranno ascoltare i program-mi radiofonici dell’emittente e, data la copertura capillare del Madagascar che consentonoi satelliti considerati, si potrà allargare a tutta la nazione la copertura radiofonica andandoben oltre le aspettative iniziali del progetto.

Capitolo 7

Conclusioni

La scelta del quarto scenario prodotto in fase di progettazione, come visto nel precedentecapitolo, ha solide basi dal punto di vista tecnico, economico e sociale e soddisfa pienamen-te le specifiche richieste dal progetto. Nonostante ciò, se e quando la radio comunitaria sipotrà realizzare non dipenderanno dal lavoro svolto con questa tesi, dalla copertura elet-tromagnetica sviluppata o dall’installazione delle soluzioni proposte: saranno le condizionisociali, politiche ed economiche a poter garantire la sua realizzazione.

L’impatto dell’aspetto politico/sociale in un progetto di cooperazione internazionaleè sicuramente quello di maggior rilievo, in luoghi come il Madagascar in cui sussistonofragili equilibri e le associazioni di promozione culturale non sono mai viste di buon occhiodai governi centrali. Ad esso si affianca poi anche l’aspetto puramente economico, datoche in tali progetti i budget a disposizione sono sempre limitati e sconosciuti a priori ebisogna sempre render conto a donazioni, bandi europei o regionali.

In attesa che le condizioni politiche ed economiche per la realizzazione della radiovengano raggiunte, il progetto Vao Vao Vanona proseguirà con tutti gli obiettivi che,oltre alla radio, ISF si è proposta di portare a termine. La nostra associazione infatti nonsi limita a fornire una soluzione meramente tecnica ad un problema di carattere tecnico,ma si preoccupa di fornire anche la necessaria conoscenza, coscienza e sensibilità allecomunità coinvolte riguardo le tecnologie adottate.

Per questo motivo, l’associazione si sta impegnando anche a:

• Formare tecnici locali, individuati dal partner Vanona, in grado di gestire lo studioradiofonico e la trasmittente.

– Assistenza tecnica all’associazione Vanona nella selezione delle figure professio-nali necessarie

– Organizzazione e realizzazione di corsi teorici e pratici per la formazione deitecnici locali

• Installare un impianto fotovoltaico sul centro civico del villaggio di Befeta, gestitodalla comunità locale, per la ricarica di batterie e di apparecchi elettrici degli abitantidel villaggio.

75

76 CAPITOLO 7. CONCLUSIONI

– Individuazione di un luogo idoneo e sicuro per l’installazione dell’impianto

– Dimensionamento dell’impianto in funzione delle esigenze della comunità

– Individuazione e formazione dei soggetti che si occuperanno a regime dellagestione e manutenzione dell’impianto

– Acquisto ed installazione dell’impianto con manodopera locale

– Organizzazione e realizzazione di una giornata formativa rivolta alla popola-zione inerente il corretto utilizzo dell’impianto

• Realizzare giornate di sensibilizzazione e formazione teorica e pratica su tecnologiea basso costo economico ed ambientale, appropriate al contesto locale quali: solaretermico, raccolta acqua piovana, micro-eolico e micro-hydro.

– Valutazione delle esigenze e dei bisogni primari disattesi delle comunità localicon realizzazione di interviste ai referenti locali

– Individuazione delle tecnologie più appropriate al contesto endogeno

– Analisi dei costi dei materiali reperibili necessari per l’auto-costruzione nelmercato locale

– Progettazione di prototipi efficienti ed efficaci

– Organizzazione e realizzazione di un ciclo di giornate di formazione teorica epratica con realizzazione ed installazione dei prototipi suddetti nelle comunità

• Realizzare eventi divulgativi in Italia per pubblicizzare il progetto e diffondere laconoscenza del contesto malgascio, stimolare riflessioni sull’uso dei mezzi di comu-nicazione in contesti del sud del mondo, sui modelli di cooperazione e la sceltadi tecnologie appropriate, e sul valore formativo che le esperienze di cooperazionepossono avere per chi vive nel contesto italiano.

– Organizzazione di eventi pubblici nelle università di riferimento delle sedi ISFcoinvolte

– Aggregazione e coinvolgimento di nuovi volontari, che possano iniziare un per-corso di formazione scientifica e umana in Ingegneria Senza Frontiere attraversoquesto progetto

– Divulgazione del progetto e delle tematiche trattate nei mezzi di comunicazioneitaliani, in particolare nelle radio comunitarie locali

Un’ultima considerazione vuole, dunque, essere rivolta alle modalità con cui vengono por-tati avanti i progetti di ISF rispetto ai progetti di cooperazione internazionale “classica”.L’approccio di una O.N.G., infatti, risulta spesso verticale e verticistico, inconsapevolmen-te o meno; si installano delle soluzioni tecniche “pacchettizzate” e standard, senza valutare

77

o discutere con le realtà coinvolte quello che potrebbe essere l’impatto sulle persone, sulleabitudini, sull’ambiente e sulla realtà locale.

Il mio contributo con questa tesi, il lavoro del singolo e il lavoro come gruppo cista consentendo, invece, di rispondere alle richieste avanzate dai partner, riuscendo alcontempo a creare un legame forte con le persone del luogo. In questo modo, tuttiquanti insieme cerchiamo di trovare stimoli per la partecipazione alle scelte decisionali etecnologiche, per coinvolgerli pienamente nella costruzione del progetto e della loro stessarealtà.

Tutti coloro che stanno realizzando tale progetto, siano essi italiani che malgasci,si stanno impegnando a portarlo avanti mettendo a disposione il proprio bagaglio diconoscenze e capacità; non sono solo le comunità malgascie ad apprendere come installareun’antenna o l”uso di un mixer, ma siamo anche noi volontari “occidentali” a svilupparele nostre coscienze e un pensiero critico.

Lo scambio culturale che è avvenuto durante la missione del marzo 2011, tra le nostredue realtà decisamente differenti, rappresenta personalmente la più grande soddisfazionecome uomo, come individuo. Come ingegnere, poi, è motivo di grande orgoglio professio-nale la possibilità che mi è offerta con tale progetto di poter ridurre, seppur minimamente,il divario tra Nord e Sud del mondo, nel senso in cui ISF intende ciò.

Aiutare una comunità, collaborando a stretto contatto, condividendo scelte tecniche edetiche sui vari aspetti del progetto, non può far altro che accrescere la mia consapevolezzae coscienza di uomo-ingegnere.

78 CAPITOLO 7. CONCLUSIONI

Appendice A

Appendice

A.1 Carta dei Principi di ISF

Lo scopo di questa carta è di esporre quei valori comuni nei quali i membri dell’associazionepienamente si riconoscono e sulla base dei quali essi hanno dato vita all’associazione. Essavuole essere un punto di riferimento preciso, ma non pretende di dare una risposta a tuttele domande e le contraddizioni che possono nascere nel tentativo di messa in pratica diquesti valori.

Ingegneria1 Senza Frontiere (ISF) è nata all’interno del mondo universitario e fa diquesto luogo il centro e la sede privilegiata delle sue attività, rivolgendosi in via prefe-renziale a studenti, docenti, ricercatori, laureati ed operatori nel settore delle disciplinetecnico-scientifiche. L’associazione è comunque aperta a tutti coloro che desiderino colla-borare al raggiungimento delle sue finalità. L’azione di ISF è nata dal desiderio di darerisposte concrete alle necessità delle comunità più svantaggiate del "Sud del Mondo"2 efa di questo il punto di partenza del proprio impegno.

ISF accoglie i principi di fraternità, condivisione e collaborazione tra tutti popoli dellaTerra e fa propri gli ideali di pace e giustizia. Le sue azioni rispettano la dignità dellapersona e delle Comunità, le necessità delle future generazioni e gli ecosistemi.

Finalità

L’attività di ISF si propone di creare uno spazio di progetto comune a "Nord" e a "Sud"del Mondo in cui elaborare, realizzare e diffondere pratiche e tecniche ingegneristiche ingrado di favorire la piena realizzazione di tutti gli individui e comunità umane.

Strumenti

Per il conseguimento della sua finalità ISF intende adottare principalmente i seguenti stru-menti, tutti di pari dignità ed importanza: progetti tecnici e progetti di ricerca, educazione

1Ingegneria: intesa come insieme delle scienze applicate.2Nord/Sud del Mondo: non intesi in senso strettamente geografico;, indicano situazioni di benessere

economico/povertà che caratterizzano intere Nazioni o Comunità.

79

80 APPENDICE A. APPENDICE

e formazione. I progetti tecnici hanno l’obiettivo di fornire un contributo materiale e pra-tico per la piena realizzazione di individui e comunità umane. I progetti di educazionesono volti a promuovere la presa di coscienza e la comprensione delle problematiche legateagli interessi di ISF. I progetti di formazione riguardano la formazione di tecnici qualificatiad affrontare la progettazione, la gestione e l’uso di tecniche e strumenti tecnologici, inaccordo con la prospettiva di ISF. I progetti di ricerca sono volti ad approfondire le co-noscenze tecnico scientifiche, o di eventuali altre discipline collegate, secondo gli interessie la prospettiva di ISF.

Attenzioni dell’associazione

• Indipendenza: ISF è un’associazione senza fini di lucro, indipendente da qualsiasigoverno, parte politica, interesse economico e credo religioso.

• Collaborazioni: ISF nel perseguire la sua finalità ritiene fondamentale la collabo-razione con Organismi Nazionali ed Internazionali, Università, Organizzazioni NonGovernative, Enti Locali, Imprese e realtà sociali3, purché questi condividano i suoiprincipi.

• Finanziamenti: ISF finanzia le sue attività mediante i fondi messi a disposizione daipropri membri, dai propri sostenitori, e dalle organizzazioni suddette, riservandosila facoltà di verificarne la provenienza e di valutare la coerenza di questa con ipropri principi. In ogni caso l’associazione conserva la sua assoluta indipendenzadai finanziatori.

• Interculturalità: Le azioni di ISF si fondano sulla tolleranza e sul rispetto dellacultura di ogni popolo. ISF individua la base del rapporto tra le diverse culturenella parità e nella reciprocità4, in quanto fonte di un comune arricchimento.

• Volontariato: La collaborazione di ciascuno dei membri di ISF è esclusivamentevolontaria, nel senso che l’attività da essi svolta a favore dell’associazione non vieneda questa in alcun modo retribuita.

3Realtà sociali: gruppi o singoli che ricoprono ruoli significativi all’interno delle realtà di appartenenzaanche se non formalmente riconosciuti.

4Parità e reciprocità: esprimono il desiderio di instaurare con le realtà con cui si collabora un rapportodi mutuo scambio evitando assolutamente condizioni di subordinazione o dipendenza reciproca.

A.2. L’ALGORITMO IRREGULAR TERRAIN MODEL 81

A.2 L’algoritmo Irregular Terrain Model

Il modello originale è stato sviluppato alla fine degli anni ’60, quando il broadcast radioe televisivo erano sistemi in crescita e richiedevano una migliore ingegneria. Lo scopo ditale modello è allora quello di valutare alcune delle caratteristiche del livello di segnalericevuto per un collegamento radio.

A.2.1 Input

Prendiamo un collegamento radio situato in un qualsiasi punto sulla terra: l’input richiestodal modello sarà proprio una descrizione corretta di tale collegamento.

Le due differenti modalità prese in esame da modello, point-to-point mode e areapredictione mode, si distinguono unicamente per per la quantità di input necessari: nelprimo caso, bisognerà fornire al modello le caratteristiche del terreno dell’area interessata,mentre nel secondo tali dati verranno valutati dal modello attraverso medie empiriche.

Nel seguito, si utilizzeranno unità di misura del SI, per le distanze e le lunghezze(metri), ad eccezione per la rifrazione atmosferica (calcolata in unità N o parti per milione)e per i valori delle perdite, attenuazioni, guadagni, ecc (in decibel, dB).

Input comuni ad entrambi i modelli

• d, Distanza tra i due terminali;

• hg1, hg2 Altezze delle due antenne;

• k = 2πλ = f

f0, numero d’onda (con f0 = 47, 7 [MHz ·m] ) riferito alla portante o

alla frequenza centrale;

• ∆h, parametri di irregolarità del terreno;

• Ns, media minima mensile della rifrazione superficiale;

• γe, effettiva curvatura terrestre;

• Zg, impedenza della superficie terrestre

• zona climatica.

Input aggiuntivi per la modalità area prediction

Per questa modalità, andranno poi indicati anche i criteri di scelta del sito, che descrivonola cura con cui ad ogni terminale sono assicurate buone condizioni di radio propagazione,espresse qualitativamente da ”random”, ”con cura” e ”con grande cura”.


Input aggiuntivi per la modalità punto-punto

• he1, he2 altezze effettive delle antenne;

• dL1, dL2 distanze del terminale dal proprio orizzonte radio;

• θe1, θe2 angoli d’elevazione di ciascun terminale all’effettiva altezza delle antenne (inradianti).

Queste quantità, insieme al parametro ∆h, sono tutte geometriche e si dovrebbero deter-minare dal profilo di terreno che separa i due terminali. L’altezza effettiva delle antennesi riferisce all’altezza rispetto all’effettivo piano di riflessione o rispetto al primo piano in-termedio tra l’antenna e il suo orizzonte. Una grossa difficoltà con tale modello è che nonesistono valori predefiniti per queste quantità e l’accuratezza del modello a volte dipendedall’abilità dell’utente di stimare al meglio i valori effettivi di tali altezze.

A.2.2 Output

L’output del modello può assumere diverse forme, a scelta dell’utente; la più sempliceè l’attenuazione di riferimento Aref , ovvero l’attenuazione media relativa ad un segnalein spazio libero che dovrebbe essere osservata su una serie di percorsi simili, in cui lecondizioni atmosferiche mostrano valori standard e ben definiti.

Un’altra possibile forma per i risultati fornisce una distribuzione cumulativa di atte-nuazione A (qT , qL, qS), in due o tre dimensioni, nelle quali tempo, luogo e altre situazionivariabili sono tutte tenute in conto e ciò si può fare fissando il quantile A (qT , qL, qS),ovvero l’attenuazione che non sarà superata in funzione delle frazioni di tempo, luoghi, esituazioni. Sarbbe a dire che in un certo numero qS di situazioni ci devono essere almenoun numero qL di luoghi in cui l’attenuazione non superi A (qT , qL, qS) per almeno un tempoqT .

Quando si utilizza la modalità punto-punto su particolari e ben definiti percorsi, conterminali fissi non si avrà variabilità della posizione e, dunque, non si dovrà utilizzarela descrizione bidimensionale delle distribuzioni cumulative, ma si potrà affermare, conprobabilità (o fiducia) qS, che l’attenuazione non supererà il valore A (qT , qS) per alme-no un tempo qT . Lo stesso effetto può essere ottenuto imponendo il valore qL = 0, 5

nell’equazione tridimensionale.

A.2.3 Calcoli preliminari

Modalità Area Prediction

I parametri hej, dLj, θej (con j=1, 2) in questo caso sono stimati utilizzando formule empi-riche in cui anche il parametro ∆h svolge un importante ruolo. Innanzitutto, consideriamole altezze effettive delle antenne ed è qui che entrano in gioco i criteri legati alla scelta del


sito; avremo dunquehej = hgj

se il j-esimo terminale è stato collocato in maniera ”random”. Altrimenti, si avrà

Bj =

5m, se il terminale j e stato collocato con cura

10m, se il terminale j e stato collocato con molta cura

da cuiB

j = (Bj −H1) sinπ2min (hg1/H2, 1)

+H1

con H1 = 1m, H2 = 5m e hej = hgj +Bje

−2hgj/∆h.Gli altri parametri saranno invece dLsj =

2hej/γe, dLj = exp

−0, 007

∆h/max (hej, H3)

con H3 = 5m e θej =

0,65∆h

dLsjdLj

−1

−2hej

dLsj.

Parametri per entrambi i metodi

dLsj =

2hej/γe

dLs = dLs1 + dLs2

dL = dL1 + dL2

θe = max (θe1 + θe2 − dLγe)

Si definiscono poi due funzioni della distanza s :

∆h(s) = (1− 0, 8e−s/D)∆h, con D = 50Km e σh(s) = 0, 78∆h(s) exp− (∆h(s)/H)1/4

,

con H = 16m.

A.2.4 Attenuazione di riferimento

L’attenuazione di riferimento è determinata come funzione della distanza d mediante laformula

Aref =

max (0, Ael +K1d+K2 ln (d/dLs)) d ≤ dLs

Aed +mdd dLs ≤ d ≤ dx

Aes +msd d ≥ dx

in cui i coefficienti Ael, K1, K2, Aed, md, Aes, ms e la distanza dx sono calcolati uti-lizzando l’algoritmo che segue. I tre intervalli definiti nella formula sono detti, rispettiva-mente, regione di line-of-sight (LOS), di diffrazione e di scattering.

Coefficienti per la regione di diffrazione

Definiamo le seguenti quantità


Xae = (kγ2e )

−1/3

d3 = max(dLs, dL + 1, 3787Xae)

d4 = d3 + 2, 7574Xae

A3 = Adiff (d3)

A4 = Adiff (d4)

dove si avrà la funzione Adiff (s) = (1 − w)Ak + wAr + Af0, dove w è una funzionepeso, Ak è l’attenuazione da doppia lama di coltello, Ar è l’attenuazione introdotta dallacurvatura terrestre e infine Af0 è definito come fattore di clutter.

La formula per Aref nella regione di diffrazione è quindi solo una funzione lineare conil valore A3 e A4 rispettivamente alle distanze d3 e d4, quindi

md = (A4 − A3)/(d4 − d3) e Aed = A3 −mdd3.

Coefficienti per la regione di Line-of-Sight

Iniziamo definendo le quantitàd2 = dLs

A2 = Aed +mdd2

Si avranno quindi due casi generali: se Aed ≥ 0 si avrà

d0 = min(12dl, 1, 908khe1he2), d1 = 34d0 +

14dL

A0 = Alos(d0), A1 = Alos(d1)

dove Alos(s) = (1− w)Ad + wAt è l’attenuazione in LOS, con w funzione di peso, Ad

è l’attenuazione da diffrazione estesa e At è l’attenuazione two-ray.Dunque, dovremo ora ricondurci ad una forma simile all’equazione Aref = Ael+K1d+

K2 ln(d/dLs) e per far ciò, si dovrà avere necessariamente che K1 ≥ 0 o K2 ≥ 0:

K1 = 0, K2 = (A2 − A0)/ ln(d2/d0)

K1 = md, K2 = 0

Nel caso, invece, per cui Aed < 0 si avrà

d0 = 1, 908khe1he2 e d1 = max(−Aed/md, dL/4)

da cui risulta K1 = (A2 − A1)/(d2 − d1) e K2 = 0.Definiti quindi i coefficienti per le due duverse situazioni, in conclusionevale che Ael =

A2 −K1d2.


Coefficienti per la regione di scattering

Poniamo in questo ultimo caso

d5 = dL +Ds

d6 = d5 +Ds

dove Ds = 200Km e definiamo le quantità

A5 = Ascat(d5)

A6 = Ascat(d6),

dove Ascat(s) è l’attenuazione da scattering (cfr.(author?) [20], paragrafo 5).Nella maggior parte delle situazioni, si potrà allora porre

ms = (A6 − A5)/Ds

dx = max [dLs, dL +Xae log(kHs), (A5 − Aed −msd5)/(md −ms)]

Aes = Aed + (md −ms)dx

dove Hs = 47, 7m.

A.2.5 Varibilità dell’attenuazione

Vogliamo adesso calcolare i quantili A(qT , qL, qS), in cui qT , qL, qS sono le desiderateporzioni di tempo, luogo e situazioni. Come già detto, nel caso di modalità punto-punto,basterà sostituire il valore fisso di 0,5 alla quantità variabile qL e calcolare il tutto a partiredalla quantità a tre dimensioni.

Dato che tutte le distribuzioni di probabilità sono normali, o approssimativamentetali, possiamo esprimere tutto in termini di deviazione standard normali, utilizzando ladistribuzione normale complementare Q(z) = 1√

2π

∞z e−t2/2dt da cui si ricava la deviazione

come inversa: z(q) = Q−1(q).Imponendo adesso zT = z(qT ), zL = z(qL), zS = z(qS), spostiamo la nostra attenzione

sui quantili A(zT , zL, zS) che sono delle variabili scalate e rappresentabili tutte in terminidi probabilità normale.

Dunque definiamo A= Aref − Vmed − YT − YL − YS dove Aref è l’atenuazione di

riferimento definita precedentemente e l’aggiustamento Vmed e le deviazioni YT , YL, YS


saranno definite più avanti. Il quantile finale sarà dunque pari a

A(zT , zL, zS) =

A

seA

≥ 0

A 29−A

29−10A altrimenti

Una quantità importante risulta anche l’effettiva distanza definita come de =

D0

ddex

d ≤ dex

D0 + d− dex d ≥ dex

, dove dex =√2a1he1 +

√2a1he2 + a1(kD1)−1/3 in cui D0 = 130Km, a1 = 9000Km e

D1 = 1266Km.

Varibilità nel tempo

I quantili della variabilità nel tempo sono calcolati utilizzando un metodo (cfr. (author?)[20], paragrafo 7) che prende in esame otto o nove schematizzazioni di zone climatiche, dicui per sette di esse sono state prodotte le corrispondenti curve empiriche che descrivonoi quantili delle deviazioni in funzione della distanza effettiva de.

La regolazione per l’attenuazione di riferimento sulla media di tutto l’anno è pari aVmed = Vmed(de, clim) (descritta in (author?) [20]) mentre la YT è una funzione a trattilineare della zT :

YT =

σT−zT zT ≤ 0

σT+zT 0 ≤ zT ≤ zD

σT+zD + σTD(zT − zD) zD ≤ zT

dove σT− = σT−(de, clim), σT+ = σT+(de, clim) sono le deviazioni pseudo-standard,mentre i valori di zD = zD(clim) e σTD = CD(clim)σT+ sono legate ai casi di bassaprobabilità (tabella A.1).

Clima zD CD

Equatoriale 1,282 1,224Continentale subtropicale 2,161 0,801Marittimo subtropicale 1,282 1,380

Deserto ∞ -Continentale temperato 1,282 1,224

Marittimo temperato entroterra 1,282 1,518Marittimo temperato costiero 1,282 1,518

Tabella A.1: Costanti di bassa probabilità

Variabilità nello spazio

Si avràYL = σLzL

con σL = 10k∆h(d)/(k∆h(d) + 13).


Variabilità delle situazioni

DefiniamoσS = 5 + 3e−de/D

dove D = 100Km, da cui possiamo scrivere

YS =

σ2S +

Y 2T

7, 8 + z2S+

Y 2L

24 + z2S

1/2

zS

Bibliografia

[1] Treccani, http://www.treccani.it/enciclopedia/madagascar/

[2] Garzanti, http://www.sapere.it/enciclopedia/Madagascar.html

[3] Food and Agricolture Organization (FAO), http://www.fao.org/ag/AGP/AGPC/doc/Counprof/Madagascar/madagascareng.htm

[4] ISF-Roma, http://www.isf-roma.org/

[5] L’educazione come pratica di libertà, Paulo Freire, Mondadori, 1973

[6] Radio Mobile Home Page, http://www.ve2dbe.com/english1.html

[7] Institute for Telecommunication Science (ITS), http://www.its.bldrdoc.gov/index.php

[8] Elementi di Trasmissione dei Segnali e Sistemi di Telecomunicazioni, A. Falaschi,2006

[9] Comunicazioni Elettriche. Fondamenti, M. G. Di Benedetto, 2007, Pearson

[10] Fondamenti di Antenne, F. S. Marzano e N. Pierdicca, 2009

[11] Antenne riceventi e trasmittenti (per radio, TV, CB, radioamatori e satelliti), GiorgioTerenzi, Hoepli, 1987

[12] Manuale dei ponti radio digitali a microonde, C. Rudilosso, G. Rudilosso, 1996,Siderea

[13] DTED, http://www.vterrain.org/Elevation/dted.html

[14] DTED, http://www.aeronautica.difesa.it/communities/catalogoCiga/Pagine/DTED-Livello1.aspx

[15] Progetto NASA SRTM, http://www.vterrain.org/Elevation/SRTM/

[16] NASA, http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/index.html

[17] VSAT Networks, G. Maral, John Wiley & Sons, 2004

[18] Satellite Communication Systems, B. G. Evans, Institution of Engineering andTechnology, 1999

89

90 BIBLIOGRAFIA

[19] Sistemi di comunicazioni e reti. Una panoramica sui concetti e sulle architetture direte, R. Horak, Apogeo, 2000

[20] Transmission Loss Predictions for Troposheric Communication Circui-ts (Vol. I and II), http://www.its.bldrdoc.gov/pub/ntia-rpt/tn101/TN101-volume_II_AnnexIII.pdf

[21] Office Malagasy d’Etudes et de Régulation des Télécommunications (OMERT),http://www.omert.mg/

[22] The Radio Station: Broadcast, Satellite and Internet, M. C. Keith, Focal Press, 2009

[23] iDirect modem serie 3000, http://www.idirect.net/~/media/Files/Spec%20Sheets/SPEC_SHEET_iNFINITI_3000_Series_Satellite_Router.ashx

[24] Wafa Technical System Service, http://www.wafa.ae/en/vsat/products/hx/free-high-speed-vsat-satellite-internet-in-africa.aspx

[25] TS2 Satellite Service Provider, http://www.ts2.pl/en/Satellite-Internet/Madagascar

[26] R.c.t. France, http://www.rctfrance.com

[27]

Università ”La Sapienza” - Roma · Università ”La Sapienza” - Roma Facoltà di Ingegneria...

Documents

Transcript of Università ”La Sapienza” - Roma · Università ”La Sapienza” - Roma Facoltà di Ingegneria...