L’EVOLUZIONE DEI TELEFONI CELLULARI
di Paola Rostagno

Quando parliamo dei telefonini spesso pensiamo ad una rivoluzione degli anni Novanta. Per certi aspetti questo è vero: l’esplosione della telefonia mobile è avvenuta proprio in questo decennio, ma è altrettanto vero che dietro le comodità odierne offerte dal nostro cellulare si cela un lavoro che non dura da qualche anno, ma addirittura da quasi un secolo.
La possibilità di essere raggiunti ovunque si è concretizzata prima di tutto con l’invenzione del cercapersone: un piccolo apparecchio che, con un segnale acustico e un piccolo display, segnalava che qualcuno ci sta chiamando. Tale dispositivo, commercializzato dal 1955, permette soltanto un tipo di comunicazione a senso unico: chi riceve la segnalazione deve recarsi ad un telefono fisso per richiamare il numero indicato sul display.
In realtà gli esperimenti nel campo della telefonia mobile risalgono all’inizio degli anni Venti, quando la forze militari statunitensi si ingegnarono per trovare un sistema di comunicazione a distanza. Purtroppo, dati i tempi e le tecnologie allora disponibili, i collegamenti potevano essere solo unidirezionali, mentre comunicazioni vere e proprie si ebbero solo a partire dal 1935, quando fu inventata la Modulazione di Frequenza. La diffusione di questo sistema fu immediata: in pratica si assegnava una frequenza a chiunque ne facesse richiesta, col risultato che ben presto i canali radio disponibili si esaurirono di fronte all’enorme domanda.
Già nel 1921 le auto della polizia di Detroit erano dotate di telefoni mobili. Gli apparecchi comunicavano attraverso un’antenna installata su un grattacielo che poteva trasmettere fino a cento chilometri di distanza.
Anche tenendo le successive modificazioni sopravvenute in seguito, si trattava pur sempre di apparecchi ad esclusivo uso veicolare, visti il peso e le dimensioni decisamente eccessivi, e ancora non accessibili a tutti: installare un telefono radiomobile in auto era costosissimo (in Italia circa sei milioni di lire) ed era riservato a una ristrettissima cerchia di persone che se lo potevano permettere. L’installazione doveva essere fatta su misura per l’automobile: ricevitore, trasmettitore e “cervello” occupavano l’intero bagagliaio, mentre il disco selettore e la cornetta venivano installati all’interno dell’abitacolo. L’alimentazione veniva fornita dalla batteria della macchina, ma il consumo era piuttosto elevato. Il numero di canali a disposizione per le chiamate era comunque molto inferiore rispetto alla richieste di abbonamento e, nonostante le tariffe elevate, non era semplice trovare la linea libera , soprattutto nelle ore di punta.
In Italia il servizio radiomobile venne introdotto dalla Sip nel 1973, ma l’installazione era costosa e la diffusione fu scarsa.

L’intuizione che rivoluzionò il modo di concepire la telefonia mobile l’ebbe, nel 1947, un ricercatore della società Bell Laboratories (AT&T) che avanzò per primo l’idea di “cella”. Il concetto di base era quello di dividere il territorio in tante celle, ognuna dotata di una stazione ricetrasmittente operante con una determinata frequenza in modo tale che fosse diversa da quella utilizzata nelle celle adiacenti. In questa rete, ciascuna stazione è collegata attraverso normali linee telefoniche ad un centro di commutazione per le telecomunicazioni mobili, che ha il compito di dirigere il traffico. Quando l’utente fa una chiamata utilizza uno dei canali disponibili. Spostandosi in una zona servita da un’altra cella, il sistema trasferisce automaticamente la comunicazione su un canale della nuova cella, lasciando libero il precedente per altre telefonate. Inoltre le stazioni dovevano operare a bassa frequenza per non interferire con quelle vicine. Tutto ciò permetteva di supportare un numero maggiore di utenti e di risolvere i problemi di sovraffollamento delle linee riscontrati negli esperimenti precedenti.
Se lo sviluppo della rete cellulare si deve ai ricercatori della Bell Labs, fu la sua principale concorrente, la società elettrica Motorola, a realizzare il primo telefono cellulare. Il 3 aprile 1973 l’ingegnere americano Martin Cooper effettua per la prima volta una chiamata da un telefono cellulare; da una strada di Manhattan telefona al suo diretto concorrente il direttore della Bell Laboratories. L’apparecchio pesa circa 1130 grammi, non ha display, né altre funzioni se non quelle di parlare, ascoltare e comporre un numero. La sua batteria ha trentacinque minuti di autonomia, ma impiega più di dieci ore a ricaricarsi. Eppure rispetto ai telefoni da automobile il peso, le dimensioni, e il consumo energetico si sono notevolmente ridotti.

L’introduzione dei primi servizi commerciali di telefonia cellulare risale ai primi anni Ottanta. Negli Stati Uniti viene diffuso l’AMPS (Advanced Mobile Phone Service), mentre in Europa nascono il NMT (Nordic Mobile Telephone) sviluppato in Scandinavia e il TACS (Total Access Communication System) in Inghilterra. Tali sistemi erano analogici e presentavano degli svantaggi non indifferenti: non si potevano effettuare comunicazioni tra due diversi paesi a causa dei differenti sistemi adottati, non era possibile lo scambio di dati e i terminali erano facilmente clonabili.
Nel 1983 viene lanciato sul mercato il primo telefono cellulare: si trattava di un Motorola DynaTac 8000X che è stato soprannominato, per la forma poco attraente, “il mattone”. Costava circa 4000 dollari, ovviamente a questi prezzi le vendite non esplosero immediatamente. La Motorola, infatti, aveva previsto che entro la fine del secolo ci sarebbero stati un milione di utenti nel mondo; in realtà, nel 2000, c’erano, invece, più di cento milioni di abbonati alla telefonia cellulare solo negli Stati Uniti.

Nel 1991 viene lanciato in tutta Europa il sistema di telefonia mobile digitale denominato GSM (Groupe Spécial Mobile), che gradualmente sostituirà i vari sistemi analogici presenti in ogni Paese (in Italia partì in via sperimentale solo nel 1992 e fu commercializzato nel 1995). Il sistema digitale rispetto a quello analogico presenta una serie di vantaggi, tra cui la possibilità di spostarsi da un Paese all’altro del continente Europeo senza dover cambiare telefonino ad ogni frontiera e la capacità di inviare/ricevere dati (fax, e-mail, SMS). Il successo del GSM è stato tale che questo sistema è ormai di fatto assunto a standard mondiale, in più di centosessanta nazioni.
Ed è proprio in questo decennio che il telefonino inizia a diffondersi a macchia d’olio: l’idea di poter raggiungere una persona e non più soltanto un luogo appariva come un qualcosa di innovativo e assolutamente allettante. Inoltre i telefoni, prima scomodi e pesanti da trasportare, diventano più leggeri e aumentano d’autonomia grazie alle nuove batterie. Anche i costi si riducono progressivamente: oramai il cellulare non è più un bene di lusso, ma diventa accessibile alla maggior parte degli utenti.
Il GSM opera su tre bande di frequenza. Inizialmente questo ha comportato non poche difficoltà, dato che i terminali erano in grado di lavorare soltanto su una determinata banda per volta. L’avvento dei telefoni mobili dual-band e tri-band ha rimosso l’ostacolo e ha contribuito ad avvicinarsi alla creazione di un sistema di accesso di tipo wireless, cioè senza fili (cellulari, satellitari, cordless) che possa essere integrato alle reti fisse ad alta velocità e quindi permettere a chiunque di comunicare con chiunque altro indipendentemente dal luogo in cui si trovi.
Tra le tante novità determinate dalla diffusione del GSM bisogna segnalare la possibilità di spedire messaggi di testo, immagini e di collegare il telefono al computer. Nel dicembre del 1992 nascono infatti gli SMS (Short Message Service), pensati inizialmente come sistema di comunicazione di servizio per gli operatori delle telefonia mobile e diventati poi un fenomeno di costume (nel 2003 ne sono stati inviati circa ventitre miliardi!).

Il nuovo millennio ha portato parecchie novità nell’ambito della telefonia. Da un lato si assiste alla nascita di nuovi sistemi di comunicazione in grado di potenziare l’esistente rete GSM, il WAP (Wireless Application Protocol) e il GPRS (General Packet Radio Service). Dall’altro le grandi aziende mondiali puntano sulla creazione di uno standard universale che renda il telefonino uno strumento multimediale: è l’avvento dell’UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), la cosiddetta terza generazione di cellulari.
La caratteristica, assolutamente innovativa, che accomuna tali sistemi è la possibilità di accedere ai servizi e alle informazioni disponibili sul Web attraverso il telefonino.

I cosiddetti terminali wireless , ovvero tutti quei sistemi di comunicazione cellulare o via satellite che non necessitano di cavi per diffondere informazioni o gestire servizi, presentano molti limiti rispetto a un personal computer: poca memoria, tastiere eccessivamente semplificate e display piccoli.
Allo stesso modo le reti mobili rispetto a quelle tradizionali sono molto più lente e instabili.
I sistemi WAP cercano di superare tali problemi perché utilizzano protocolli e tecnologie basate sullo standard Internet ottimizzati, però, per essere adattati alle caratteristiche dell’accesso senza fili.
La navigazione non avviene sulle tradizionali pagine Web, ma solo su siti appositamente predisposti, scritti con un particolare linguaggio (il WML) che consente di trasferire sul display del telefonino sia alcune informazioni sotto forma di messaggi scritti (come i classici SMS) o vocali, sia piccole immagini provenienti da Internet. Ogni volta che si desidera accedere ad una pagina Web la richiesta viene inviata ad un software particolare, il Wap Gateway, che ha il compito da fare da tramite tra la rete cellulare e la rete Internet.
Il WAP è stato disegnato per operare su diverse reti mobili; in Italia è possibile utilizzarlo, attraverso la rete GSM, con gli operatori Tim, Wind e Wodafone. Ciascun gestore offre un proprio assortimento di servizi, ma per accedervi non occorre passare per questi provider. L’universalità dello standard permette infatti di navigare sui siti WAP a prescindere dall’operatore scelto, con l’unica differenza del costo di connessione.
I vantaggi del WAP si ricollegano tutti alla possibilità di accedere in modo facile e sicuro ai contenuti e ai servizi forniti da Internet, per esempio i servizi bancari, le previsioni metereologiche, le informazioni su orari di treni e aerei e la posta elettronica. Lo scopo, quindi, non è tanto quello di riportare fedelmente le pagine HTML presenti sul Web, quanto piuttosto di “dirottare” in modo funzionale le informazioni e i servizi fruibili tramite la rete sugli apparecchi portatili.
Numerosi sono però gli svantaggi; primo fra tutti la lentezza di trasferimento delle informazioni (dovuto alla presenza del Gateway) e l’eccessivo costo per i collegamenti (per un minuto di collegamento con Tim si spende circa 24 euro, con Vodafone circa 18 euro e con Wind circa 12 euro1). Inoltre gli apparecchi dotati di un supporto WAP hanno display piccoli, la tastiera costringe a digitazioni estremamente lunghe e la loro autonomia è parecchio limitata.
Il futuro del WAP è abbastanza incerto. Fin dalla sua nascita è stato considerato una tecnologia “superata” dall’incalzare di sistemi ancora più avanzati come il GPRS e l’UMTS. A dire il vero, essendo un sistema in continua evoluzione, potrebbe riservare parecchie sorprese per il futuro soprattutto nel campo del commercio elettronico mobile.

Il GPRS si presenta come una sorta di ponte tecnologico tra l’ormai “superato” GSM e l’UMTS, il sistema radio mobile del futuro. Il nuovo standard di comunicazione, infatti, prefigura alcune caratteristiche dell’ UMTS utilizzando però la rete GSM. Viene pertanto definito il sistema di seconda generazione e mezzo.
Il GPRS consente una trasmissione di dati molto più veloce rispetto a prima e rende possibile il collegamento permanente alla rete Internet (il cosiddetto always o­n cioè essere “sempre o­n line”). Questo perché supera la tecnologia odierna, che utilizza una “commutazione a circuito”, adottando un “sistema di invio a pacchetto”. Con tale sistema l’informazione viene suddivisa in “pacchetti” prima di venire trasmessa, per essere poi riassemblata quando arriva a destinazione. In altre parole i pacchetti, una volta immessi nella rete, devono trovare autonomamente la loro strada fino al ricevente. Il telefonino rimane costantemente collegato al Web e l’utente può simultaneamente effettuare le chiamate tradizionali e ricevere informazioni. Inoltre si rende possibile l’utilizzo delle risorse di rete a più utenti contemporaneamente.
Il GSM utilizza invece la commutazione di circuito, ideale per le conversazioni a voce, ma non per la trasmissione di dati; ad ogni utente viene assegnato in modo esclusivo un canale di trasmissione che gli rimane finchè la comunicazione non venga interrotta. Se questo è utile per le normali telefonate a voce (in cui si parla e contemporaneamente si ascolta), non lo è affatto nel momento in cui vengono trasmessi dati informatici, in quanto si occupa totalmente un canale anche quando i due interlocutori non comunicano direttamente.
Il successo della tecnologia GPRS è dovuto alla maggiore velocità di trasmissione delle informazioni, data dalla possibilità di suddividere queste ultime in pacchetti. Ciò apre le porte ad importanti e innovativi servizi per l’utenza sia aziendale che privata. Facilita, per esempio, il lavoro di gruppo a distanza: persone che non risiedono nello stesso luogo possono lavorare in modo collaborativo ad uno stesso documento, utilizzando le varie applicazioni multimediali quali voce, testo e immagini. Tali applicazioni possono quindi essere funzionali nei più svariati ambiti dal giornalismo, alla medicina, all’architettura.
Purtroppo ci sono degli svantaggi, primo fra tutti la possibilità che si verifichino code. Se un numero elevato di utenti che utilizzano lo stesso canale GPRS comunicano o trasmettono dati nello stesso momento, i pacchetti vengono messi in coda di attesa, con il rischio di ritardare la trasmissione o, nel peggiore dei casi, di provocare la perdita di tutti quelli giunti a destinazione fuori tempo limite.
I principali vantaggi sono invece due: l’ottimizzazione delle risorse della rete in base alle richieste dei singoli utenti ( le rete è così sempre sfruttata al massimo) e il sistema di pagamento, che non dipende dal tempo di connessione, ma dalla quantità di dati scambiati (i terminali GPRS sono, infatti, sempre collegati al web).
Insomma con la tecnologia GPRS è possibile utilizzare il cellulare come se fosse un terminale collegato al Web; si possono inviare e ricevere fotografie, immagini in movimento, navigare in rete, chattare, spedire e-mail. In un futuro (molto prossimo) sarà possibile, fornendo banda sufficiente, trasferire file anche di dimensioni rilevanti come, per esempio, presentazioni e progetti.

La tecnologia UMTS segna l’avvento della terza generazione di telefonini cellulari. E’ la naturale evoluzione del GSM e del GPRS. Il suo principale pregio è la velocità di trasmissione: se il GPRS l’aumentava di circa quindici volte rispetto ai “tradizionali” telefonini con tecnologia GSM, con l’UMTS sarà di ben duecento volte superiore. Si potranno fare meglio alcune cose che si fanno già grazie alle tecnologie esistenti (navigare, spedire immagini, scaricare audio e video) e altre che non sono ancora possibili (principalmente le videotelefonate).
Nel giro di pochi anni la rete UMTS raggiungerà una copertura capillare, fino a quel momento si utilizzerà la rete GSM laddove i sistemi di terza generazione non arrivano. Allo stesso modo del GPRS, utilizza un sistema di invio a pacchetto ma permette di trasferire i dati informatici in maniera molto più veloce.
Gli Italiani e i Britannici sono stati i primi utenti in Europa a fare chiamate con i telefonini di terza generazione. Il gestore che ha fatto da apripista è stato Tre: a partire da marzo 2003 ha iniziato a consegnare i nuovi cellulari in questi due Paesi. E’ stato un successo: nel giro di un anno ha raggiunto i cinquecento mila clienti in Italia. Gli altri gestori (Tim, Wind e Vodafone) faranno il loro esordio nella terza generazione dall’estate 2004 quando cioè le reti UMTS raggiungeranno una copertura pressocchè totale del territorio italiano e saranno disponibili telefonini a doppia modalità in grado di reggere l’attuale generazione GSM e l’UMTS. Le capacità dell’UMTS permetteranno infatti di fruire con una qualità migliore di una vasta gamma di servizi: videotelefonia, videoconferenza, accesso mobile a Internet indipendentemente dal luogo in cui ci si trova, sarà anche possibile ascoltare musica in formato MP3, guardare la televisione e spedire/ricevere e-mail.
Un po’ telefono, un po’ TV a colori, un po’ stereo Hi Fi, quindi.
Ma non solo, la tecnologia UMTS permetterà di far fronte alle svariate esigenze dell’utenza. L’idea è quella di poter creare “telefonini su misura” sulla base delle richieste del proprietario. Per esempio chi si occupa di comunicazione e pubbliche relazioni potrà scegliere un telefono con videocamera in modo da trasmettere, insieme alla voce, anche la propria immagine, così come chi ne fa un uso professionale potrà optare per un modello specializzato nella ricerca veloce delle informazioni in Internet. Queste sono solo alcune possibilità che i telefonini di terza generazione potranno offrire in futuro.
L’UMTS promette davvero di cambiare il volto della telefonia mobile, ma non tutti la vedono in questo modo. C’è chi non è per niente convinto delle innovazioni apportate da tale tecnologia, soprattutto in riferimento agli spropositati costi iniziali che la diffusione dell’UMTS implica. Molti, poi, la vedono come una tecnologia in transizione e per certi aspetti già nota: a livello dei servizi che si possono fruire non si differenzia molto dall’GPRS se non per la velocità di trasmissione.
Nonostante i pareri diversi sulle tecnologie, comunque il nuovo secolo ha visto un’impressionante accelerazione delle innovazioni nel campo della tecnologia mobile. Il telefonino è diventato uno strumento multimediale in grado di poter garantire alle persone in movimento la possibilità di accedere a svariati tipi di informazione (visitare siti Internet, vedere la TV, ascoltare musica, guardare i goal della squadra di calcio preferita…). Del classico telefonino è rimasto proprio poco; la tradizionale telefonata infatti è solo più una funzione tra le tante. Ciò è impressionante, visto che non più di trent’anni fa era quasi impensabile poter raggiungere una persona indipendentemente dal luogo in cui si trovava.
Tutte queste innovazioni portano con sé, però, nuovi problemi: primo fra tutti il presunto pericolo cui la salute può andare incontro derivante dalla prolungata esposizione alle o­nde elettromagnetiche. Su questo tema si è dibattuto molto, però non si è ancora giunti a conclusioni certe.
In secondo luogo la possibilità di inviare fotografie e immagini apre lo scottante problema della privacy, (molte palestre, per esempio, hanno bandito l’uso dei videotelefonini negli spogliatoi, dopo che erano state messe in rete foto rubate di nudi di ogni tipo). Mauro Paissan, componente dell’Autorità Garante per la privacy, a proposito di tale problematica sostiene che “fotografare senza tenere conto dei diritti delle persone è un reato”, ma afferma anche che il videotelefonino “se utilizzato nel rispetto delle persone può essere molto utile per esempio per documentare i disastri ambientali o gli incidenti stradali”.
Qualsivoglia siano le conseguenze si è compiuta una rivoluzione, non solo tecnologica, ma soprattutto sociale: nel 1999 la telefonia mobile ha battuto quella fissa e oggi solo in Italia ci sono circa cinquantasei milioni di apparecchi, quasi uno per individuo. Per fare un esempio del cambiamento di costume che tale aggeggio ha trascinato con sé, basta considerare che se all’inizio si dava agli amici il numero di cellulare e a tutti gli altri quello di casa, oggi succede esattamente il contrario. Sul cellulare autorizziamo chiunque a chiamarci, mentre la casa torna ad essere uno spazio riservato. Per non dire degli SMS, con cui oggi si comunica normalmente in maniera rapida ed efficace e con cui ci si esprime creativamente.