Tutto lascia prevedere che, in un futuro non troppo lontano, le onde elettromagnetiche assumeranno un ruolo assolutamente prevalente tra i mezzi utilizzabili per spostare l'informazione nello spazio, anche su distanze dell'ordine di un metro. Rame e fibre ottiche saranno impiegati soltanto in una rosa di applicazioni “eccezionali” che tenderà a ridursi sempre più. In questo scenario i termini “wireless” e “mobilità” perderanno il loro significato, poiché apparirà ovvio che la comunicazione sia effettuata senza ricorrere a fili e senza porre limitazioni allo spostamento dei sistemi elettronici. Questa trasformazione avrà ovviamente effetti notevoli sull'industria elettronica, aumentando ulteriormente la complessità dei sistemi e togliendo importanza a determinate categorie di componenti. Per quanto riguarda il primo dei due aspetti, basti pensare, a titolo d'esempio, al collegamento tra un lettore Dvd e un televisore: la differenza di complessità che passa tra un cavo Scart e un collegamento wireless, con il suo sofisticato sistema di correzione degli errori, è enorme. Per quanto riguarda invece il secondo aspetto, è evidente che, in prospettiva, la categoria dei connettori sia destinata a perdere di importanza. Sarà possibile, ad esempio, realizzare personal computer completamente privi di connettori esterni, poiché il collegamento con tutte le periferiche e tutte le reti impiegherà tecniche wireless.
Il tema “wireless” è vastissimo e ogni singola applicazione richiederebbe lunghi articoli di approfondimento, poiché le tecnologie in gioco sono estremamente complesse. Basti pensare alle tecniche di modulazione digitale, ai protocolli, agli algoritmi di correzione degli errori, al confronto tra standard concorrenti. Di seguito ci limiteremo quindi a fornire una visione d'insieme, passando in rassegna solo alcuni dei principali fronti su cui si stanno sviluppando le tecnologie wireless.
Gli standard del broadcasting
Ovviamente in campo radiotelevisivo non ha senso parlare di “rivoluzione wireless”, poiché da sempre il broadcasting si basa sulle onde radio. Vale comunque la pena ricordare il progressivo passaggio alle tecniche digitali (con il ben noto “digitale terrestre”) e la graduale diffusione di reti televisive destinate appositamente ai piccoli terminali portatili. In Europa lo standard di riferimento in questo settore è il Dvb-h (Digital Video Broadcasting-Handheld), un superset del “digitale terrestre”; esiste tuttavia anche lo standard Dmb (Digital Multimedia Broadcasting), derivato dal Dab (audio) e una tecnologia proprietaria sviluppata da Qualcomm, denominata MediaFlo. Lo standard Dvb-h si caratterizza, tra l'altro, per una trasmissione basata su brevi raffiche di dati; per prolungare la durata delle batterie, il ricevitore rimane acceso solo per il tempo necessario a ricevere questi blocchi di informazione. Sono allo studio future versioni dello standard (Dvb-h2) e versioni dedicate alla trasmissione diretta da satellite a terminale mobile (Dvb-sh).
Telefonia cellulare tra terza e quarta generazione
L'espressione “telefonia cellulare”, qui utilizzata per comodità, può ormai essere considerata obsoleta; in realtà le moderne reti Umts (Universal Mobile Telecommunications System) sono basate completamente sul protocollo IP, pertanto ormai anch'esse consistono in reti Internet su cui si costruiscono applicazioni voce e video. Il tema del momento, su questo fronte, è la transizione tra gli standard di terza e quarta generazione, cioè (in Europa) dall'attuale Umts a ciò che viene definito Lte (Long Term Evolution). In realtà l'Lte non sarà un nuovo standard, ma piuttosto un'evoluzione (la release 8) dell'attuale standard Umts. Prima della release 8 le reti saranno aggiornate per conformarsi alle release 6 e 7, pertanto il passaggio avverrà in modo graduale. Altri sviluppi nel campo della telefonia cellulare riguarderanno il miglioramento della “copertura” all'interno degli edifici, che potrà essere ottenuto tramite le femtocelle, piccole stazioni base a bassa potenza installate direttamente nelle abitazioni o negli uffici. Per quanto riguarda l'Italia, un miglioramento della copertura Umts all'interno degli edifici sarà reso possibile anche dall'impiego della banda a 900 MHz (oltre all'attuale banda 2,1 GHz).
L'evoluzione nell'accesso a Internet
Sul fronte dell'accesso a Internet in senso “tradizionale” (cioè l'accesso tramite Pc, ai fini dello navigazione e dello scambio di dati), i possibili scenari wireless sono due: uno riguarda la già citata rete Umts, l'altro si riferisce invece a connessioni indipendenti dalla rete di telefonia cellulare. Nel primo caso stiamo parlando, ovviamente, di Hsdpa (High-Speed Downlink Packet Access), il protocollo che impiega la rete Umts. Anche questo protocollo seguirà l'evoluzione dello standard Umts, offrendo velocità sempre maggiori: l'attuale Hsdpa, definito dalla release 5 di 3GPP, sarà seguito da Hsdpa Evolved (release 7) e da Hsopa (High-Speed Ofdm Packet Access). Quest'ultimo (previsto dalla release 8 degli standard 3GPP, cioè nell'ambito di Lte) impiegherà la modulazione Ofdm invece della W-cdma. L'altra possibilità di accesso Internet consiste in quelle tecnologie wireless che sono proposte come alternativa alla Adsl per il cosiddetto “ultimo miglio”, tra cui è compreso WiMax. Una recente evoluzione di questo standard (nota come “mobile WiMax”) si rivolge anche ad applicazioni mobili.
Dalle Lan all'Uwb
Da tempo le tecnologie wireless hanno fatto il loro ingresso nel campo delle reti locali (Lan, Local Area Network) impiegate perlopiù per collegare diversi computer in un raggio di alcune decine di metri, oppure per condividere stampanti. Uno degli standard wireless più diffusi in questo campo è Wi-Fi, che, com'è noto, viene utilizzato anche per realizzare quelle particolari reti locali che consentono di accedere a Internet nei luoghi pubblici. Per quanto riguarda invece il collegamento tra Pc e periferiche (monitor, stampanti ecc.), l'elenco degli standard in lizza comprende Bluetooth, ZigBee e il nuovo Wireless Usb. Quest'ultimo, sviluppato dalla WiMedia Alliance, si basa sulle specifiche Uwb (Ultra-Wideband).
Interconnessioni audio-video
Anche nel mondo dei prodotti audio-video di largo consumo si sta facendo strada la connettività wireless. Nel caso del video si tratta normalmente di collegare una sorgente di segnale (lettore Dvd, telecamera) con un televisore Hdtv; allo stato attuale, in linea di massima, il collegamento wireless è possibile solo tra prodotti della stessa marca, poiché non è ancora emerso uno standard condiviso. Le tecnologie in lizza sono Wireless Usb, le radio a 60 GHz, Wi-Fi e Uwb, anche con varianti “proprietarie”. Un consorzio di produttori, in particolare, ha messo a punto uno standard denominato WirelessHD, basato su radio a 60 GHz.
Nel campo dell'audio ad alta fedeltà, invece, stanno emergendo soluzioni wireless per il collegamento tra la sorgente del segnale e l'amplificatore. Le soluzioni proposte sono basate soprattutto su tecnologie “proprietarie”. La radiofrequenza sta inoltre soppiantando gli infrarossi nel settore dei telecomandi per apparecchi audio-video; lo standard più quotato, in questo caso, è ZigBee.
Accesso a servizi locali tramite terminale mobile
Un altro fronte di sviluppo delle tecnologie wireless riguarda l'uso di terminali mobili (tipicamente i telefoni cellulari o i Pda) per accedere a vari servizi tra cui il pagamento di prodotti e servizi (bar, biglietti, ecc.) l'interazione con i sistemi di controllo del traffico (accessi ai centri urbani, parcheggi, ecc.), applicazioni sanitarie ecc. Ovviamente il collegamento a breve raggio con il sistema che eroga il servizio non impiegherà la rete Umts; saranno pertanto richiesti terminali multifunzione, dotati anche della possibilità di sfruttare altri tipi di collegamenti wireless. Tra gli standard proposti a questo scopo sono compresi Bluetooth, Wireless Usb e ZigBee. Nel campo dei terminali multifunzione va segnalata una proposta messa a punto da Telecom Italia, che ha ideato una Sim card dotata di gateway ZigBee integrato. In linea di principio, la “Zsim” consente di aggiungere la connettività ZigBee a qualunque terminale mobile.
I bus per il collegamento di sensori e attuatori
Uno sguardo, infine, ai bus utilizzati per collegare sensori e attuatori, in campo civile (domotica) e industriale (automazione). Per quanto riguarda la domotica, l'elenco degli standard in lizza comprende ZigBee, Wi-Fi, Bluetooth e le versioni wireless di standard tipici del settore domotico come Konnex e LonWorks. Vale la pena ricordare anche la comparsa di tecnologie che consentono di comandare l'accensione e lo spegnimento delle luci tramite interruttori wireless privi di batteria. L'energia necessaria per la trasmissione del segnale radio è ricavata dalla pressione che l'utilizzatore esercita per azionare il tasto. La principale società attiva in questo campo è la tedesca EnOcean, che sfrutta tecnologie inizialmente sviluppate da Siemens.
Nel mondo dell'automazione industriale uno degli standard wireless utilizzati per collegare sensori e attuatori è il protocollo WirelessHart, anch'esso - come ZigBee - basato sullo standard Ieee 802.15.4. La possibilità di realizzare reti di campo senza cavi è particolarmente preziosa poiché consente l'acquisizione di dati da punti difficilmente accessibili a causa delle alte temperature, della distanza geografica, della presenza di parti in movimento ecc. Tra i possibili esempi applicativi è compreso il controllo delle docce di sicurezza e delle fontanelle per il lavaggio degli occhi, solitamente prive di collegamenti alle reti; oppure l'analisi della corrosione nelle industrie Oil&Gas, dove i giacimenti maturi producono quantità crescenti di acqua e altre sostanze corrosive. Gli impianti in questione sono spesso datati, suscettibili di corrosione e non facilmente adattabili ai sensori cablati.
Per concludere è opportuno ricordare che l'Italia occupa una posizione di grande rilievo nella produzione di sistemi antifurto per abitazioni e veicoli, nei quali da tempo si fa ampio uso di tecniche wireless.
