La tecnologia a microonde fa parte delle reti di comunicazione moderne da decenni. E anche se la fibra ottica domina in molti luoghi l’espansione delle infrastrutture, la tecnologia a microonde resta indispensabile dove i collegamenti fisici raggiungono limiti tecnici, economici o geografici. Un esempio recente proviene dalla regione del Golfo e mostra ciò che oggi è possibile con ponti radio a microonde progettati con precisione e perché questo è rilevante anche per l’Europa.
Velocità di trasmissione nell’ordine dei gigabit
La fibra ottica è giustamente considerata una dorsale della digitalizzazione, poiché è potente, stabile e scalabile nel lungo periodo. Tuttavia, la sua posa è complessa: grandi superfici d’acqua, terreni rocciosi o vaste aree rendono l’espansione lunga e costosa. In questi casi entrano in gioco i collegamenti a microonde. Essi utilizzano onde elettromagnetiche nella gamma di frequenze tra circa 4 e 86 gigahertz per trasmettere dati tra due punti fissi, solitamente tra antenne o tralicci. Questi collegamenti punto-punto possono essere realizzati in poche settimane e raggiungono oggi velocità nell’ordine dei gigabit.
La regione del Golfo come esempio di condizioni estreme
Un grande operatore di rete della regione del Golfo, Zain Saudi Arabia, ad esempio, doveva collegare diverse isole remote alla rete nazionale di telecomunicazioni. I cavi sottomarini erano esclusi per motivi geografici e climatici: costi troppo elevati, troppo lavoro e troppo rischioso.
La soluzione è stata un collegamento ponte radio a microonde lungo 26 chilometri sopra il mare aperto. Ciò che può sembrare semplice è tecnicamente impegnativo: elevata umidità, aria salmastra e riflessi sulla superficie dell’acqua disturbano la trasmissione del segnale. Per ottenere collegamenti stabili si è ricorso ad alta potenza di trasmissione, allineamento preciso e alla cosiddetta Space Diversity, ossia più antenne separate nello spazio che compensano guasti o interferenze.
Il risultato è stato un throughput di dati di due gigabit al secondo e una disponibilità del 100% per un intero periodo di prova di un mese. Ciò è stato possibile grazie a una moderna tecnica di modulazione a singola portante multilivello (1024QAM). In questo processo molti bit di dati vengono raggruppati in un unico segnale radio; più alta è la modulazione, più efficiente è l’uso della banda (ma anche più sensibile ai disturbi). Il fatto che una modulazione così complessa fosse stabile in condizioni tropicali rappresenta un successo tecnico.
Un esempio italiano.
La tecnologia microwave è stata anche utilizzata per realizzare un collegamento ad alta capacità (800Mbit/s) di ben 147 km tra Pantelleria e Lampedusa. Il collegamento è stato realizzato da TIM e Alcatel-Lucent (ora Nokia) nel 2015 ed è in grado di gestire il mix di traffico tradizionale e a banda larga tra le due isole, in condizioni ambientali estremamente complesse.
Una lezione per gli operatori di telecomunicazioni e i gestori di rete
Il progetto mostra che la moderna tecnologia a microonde non è più una soluzione di emergenza. Essa integra la fibra ottica dove flessibilità e rapidità sono essenziali, ad esempio per collegare impianti industriali remoti, isole o infrastrutture energetiche come l’eolico. È fondamentale una pianificazione accurata: scelta della frequenza, altezza delle antenne, condizioni ambientali e potenza del sistema devono essere attentamente coordinate. Con questa cura è possibile realizzare collegamenti stabili e altamente disponibili anche su distanze superiori ai 20 chilometri.
Importanza per l’Italia e per l’Europa
Anche in Europa la tecnologia a microonde è un elemento fisso delle architetture di rete moderne. Numerosi siti di telefonia mobile, soprattutto nelle zone rurali, sono collegati al cosiddetto core network tramite ponti radio: la parte centrale di un sistema di comunicazione dove tutti i flussi di dati confluiscono, vengono elaborati, instradati e collegati a Internet o ad altre reti.
Nell’espansione delle reti 5G, la tecnologia a microonde può giocare un ruolo importante nella rete di backhaul, cioè il trasporto dei dati tra il sito di telefonia mobile e il core network. Può essere implementata più rapidamente della fibra ottica e offre alte capacità nell’ordine dei gigabit. Ma spesso la fibra non è disponibile nel punto in qui la cella mobile viene installata in questi casi il ponte radio collega la cella mobile fino al primo punto di rete fissa dove la fibra ottica è presente. Per dare un’idea del livello di penetrazione dei ponti radio nel mondo del backhauling, basti pensare che oggi più del 50% delle stazioni mobili sono collegate alla rete di trasporto tramite un ponte radio.
Inoltre, aziende energetiche e di vari comparti industriali ed enti governativi utilizzano la tecnologia a microonde, ad esempio per collegare parchi eolici offshore, stazioni di trasformazione o centrali di controllo remote. La sua indipendenza dalle infrastrutture fisiche al suolo la rende un elemento importante per reti di comunicazione resilienti e collegamenti di emergenza.
Elemento essenziale per reti resilienti
Il successo delle reti moderne si basa sull’integrazione tecnologica. La fibra ottica offre enormi capacità, mentre il ponte radio offre velocità, flessibilità e indipendenza. Proprio in un’epoca in cui le reti devono sostenere sistemi energetici, industriali e di comunicazione sempre più interconnessi, questa combinazione è fondamentale. La tecnologia a microonde crea collegamenti stabili dove i cavi raggiungono i loro limiti e aiuta a colmare il divario digitale tra regioni centrali e aree remote.
Una tecnologia matura, ma con innovazione continua
Sebbene la trasmissione a microonde sia conosciuta ormai da tempo, il suo utilizzo per un trasporto efficiente ed efficace delle informazioni ha fatto in modo che negli ultimi anni l stessa sia stata oggetto di innovazioni continue per renderla sempre più affidabile e in grado di soddisfare i requisiti di capacità e latenze che il 5G e le nuove applicazioni finali richiedono. Oltre alla già menzionata ricezione in diversità di spazio, altre tecniche sono state introdotte o sono in fase di sperimentazione dagli operatori e le imprese di tutto il mondo per garantire connettività in zone non raggiunte dalla fibra anche in futuro (come ad esempio il riuso di frequenza, il full duplex e l’utilizzo di nuove bande superiori al 100GHz).
Che si tratti di isole del Golfo, parchi eolici offshore o regioni rurali o suburbane europee, il ponte radio continuerà a essere una tecnologia chiave per rendere le reti più robuste, veloci e capillari dal punto di vista geografico.
