La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Caratteristiche e prestazione del
sistema di comunicazione




Andrea Ghittino
Networks and Wireless Communications Area
Direzione Ricerca e Sviluppo, CSP
Gli obiettivi del progetto



• Validazione del sistema
   – Stabilità
   – Copertura
   – Prestazioni
       • Utenti residenziali e nomadici
       • In mobilità

• Lo scenario di riferimento: rete di accesso per
   – Interconnessione utenti a “banda larga” ad Internet
     in aree affette da Digital Divide
   – Raccolta dati da sensori distribuiti sul territorio
   – Comunicazioni verso nodi mobili
   – Utilizzo in caso di emergenza per estendere le
     capacità dei sistemi tradizionali



La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Outline




• Gli apparati utilizzati



• L’area interessata dalla sperimentazione



• I principali risultati dalle misure in campo




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Gli apparati utilizzati



• Basati su protocollo WiFI (IEEE 802.11)
   – Funzioni di AP/Station
   – Larghezza di banda pari a 5/10/20 MHz

• Frontend RF ottimizzato per operare nell’ambito delle
  frequenze televisive

• Caratteristiche principali
   – Chipset Atheros Atheros AR5414
   – Max TX Power 28dBm
   – Sensibilità -92dBm




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
In laboratorio: le prestazioni massime
        del sistema

•   Singolo flusso UDP al variare
     – Della dimensione del payload
     – Della larghezza di banda del canale radio




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Outline




• Gli apparati utilizzati



• L’area interessata dalla sperimentazione



• I principali risultati dalle misure in campo




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Valli di Lanzo / Val di Viù




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Val di Viù




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
La sperimentazione in campo



•   Access point installato presso Pian Benot (Val di Viù)
     – Canale 57 con centro banda a 762MHz (758-766MHz)
     – Interfaccia radio con portante a 763MHz (760,5-7
         65,5MHz)

•   Stato del canale 57
     – Assegnato a Rete Capri ma non utilizzato nell’area di
        interesse

•   Sperimentazione condotto in collaborazione con
     – Politecnico di Torino
     – Regione Piemonte

•   Sperimentazione autorizzata dal Ministero dello Sviluppo
    Economico grazie alla disponibilità di Rete Capri




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
L’area della sperimentazione




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Outline




• Gli apparati utilizzati



• L’area interessata dalla sperimentazione



• I principali risultati dalle misure in campo




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Le caratteristiche RF




                             WhiteFi           IEEE 802.11h
 Operational
  channel    5MHz @ 763MHz                    20MHz @ 5GHz
 Tx Power                 18 dBm                 22 dBm
 Tx antenna               70° span              150° span
                       Guadagno 9 dBi         Guadagno 8 dBi
 Rx antenna               Omnidir.               Omnidir.
                       Guadagno 6 dBi         Guadagno 5 dBi




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Antenna a 763MHz




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Le antenne


                                              Antenne
                                              a763MHz
                                                  Antenne a 5GHz




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Copertura a 5GHz




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Copertura a 763MHz




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Throughput con un flusso UDP @ 2Mb/s
        Dall’AP alla station (downlink)




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Throughput con un flusso UDP @ 2Mb/s
        Dalla station all’AP (uplink)




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Throughput a 763MHz con un flusso
        UDP @ 6Mb/s




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Conclusioni e prossimi passi



•    Dai test in laboratorio
      – Buone performance nonostante la larghezza di banda ridotta a
          5MHz

•    Dai test in campo
      – Servizio sperimentale verso un utente finale attivo e stabile per
          circa 6 mesi
      – Copertura ottimale di buona parte della valle a 763MHz
      – Buone prestazioni anche in mobilità in condizioni di LoS e NLoS


    Soluzione ottimale per l’interconnessione di utenti in
                      aree Digital Divide

•    I prossimi passi
       – Utilizzo di un sistema basato interamente sul paradigma SDR
       – Scelta dinamica del canale televisivo ed introduzione di meccanismi
          per l’allocazione dinamica dello spettro




La sperimentazione White Spaces in Piemonte
Contatti


        Andrea Ghittino
        Networks and Wireless Communications
        R&D Department

        mail: andrea.ghittino@csp.it
        tel: +39 0114815101
        mobile: +39 3486024129




        CSP innovazione nelle ICT

        Sede
        via Livorno 60 - 10144 Torino
        Edificio Laboratori A1
        Tel +39 011 4815111
        Fax +39 011 4815001
        E-mail: info@csp.it

        Seconda sede operativa
        Villa Gualino - Viale Settimio Severo 63
        10133 Torino


        www.csp.it
La sperimentazione White Spaces in Piemonte

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    La sperimentazione WhiteSpaces in Piemonte Caratteristiche e prestazione del sistema di comunicazione Andrea Ghittino Networks and Wireless Communications Area Direzione Ricerca e Sviluppo, CSP
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    Gli obiettivi delprogetto • Validazione del sistema – Stabilità – Copertura – Prestazioni • Utenti residenziali e nomadici • In mobilità • Lo scenario di riferimento: rete di accesso per – Interconnessione utenti a “banda larga” ad Internet in aree affette da Digital Divide – Raccolta dati da sensori distribuiti sul territorio – Comunicazioni verso nodi mobili – Utilizzo in caso di emergenza per estendere le capacità dei sistemi tradizionali La sperimentazione White Spaces in Piemonte
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    Outline • Gli apparatiutilizzati • L’area interessata dalla sperimentazione • I principali risultati dalle misure in campo La sperimentazione White Spaces in Piemonte
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    Gli apparati utilizzati •Basati su protocollo WiFI (IEEE 802.11) – Funzioni di AP/Station – Larghezza di banda pari a 5/10/20 MHz • Frontend RF ottimizzato per operare nell’ambito delle frequenze televisive • Caratteristiche principali – Chipset Atheros Atheros AR5414 – Max TX Power 28dBm – Sensibilità -92dBm La sperimentazione White Spaces in Piemonte
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    In laboratorio: leprestazioni massime del sistema • Singolo flusso UDP al variare – Della dimensione del payload – Della larghezza di banda del canale radio La sperimentazione White Spaces in Piemonte
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    Outline • Gli apparatiutilizzati • L’area interessata dalla sperimentazione • I principali risultati dalle misure in campo La sperimentazione White Spaces in Piemonte
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    Valli di Lanzo/ Val di Viù La sperimentazione White Spaces in Piemonte
  • 8.
    Val di Viù Lasperimentazione White Spaces in Piemonte
  • 9.
    La sperimentazione incampo • Access point installato presso Pian Benot (Val di Viù) – Canale 57 con centro banda a 762MHz (758-766MHz) – Interfaccia radio con portante a 763MHz (760,5-7 65,5MHz) • Stato del canale 57 – Assegnato a Rete Capri ma non utilizzato nell’area di interesse • Sperimentazione condotto in collaborazione con – Politecnico di Torino – Regione Piemonte • Sperimentazione autorizzata dal Ministero dello Sviluppo Economico grazie alla disponibilità di Rete Capri La sperimentazione White Spaces in Piemonte
  • 10.
    L’area della sperimentazione Lasperimentazione White Spaces in Piemonte
  • 11.
    Outline • Gli apparatiutilizzati • L’area interessata dalla sperimentazione • I principali risultati dalle misure in campo La sperimentazione White Spaces in Piemonte
  • 12.
    Le caratteristiche RF WhiteFi IEEE 802.11h Operational channel 5MHz @ 763MHz 20MHz @ 5GHz Tx Power 18 dBm 22 dBm Tx antenna 70° span 150° span Guadagno 9 dBi Guadagno 8 dBi Rx antenna Omnidir. Omnidir. Guadagno 6 dBi Guadagno 5 dBi La sperimentazione White Spaces in Piemonte
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    Antenna a 763MHz Lasperimentazione White Spaces in Piemonte
  • 14.
    Le antenne Antenne a763MHz Antenne a 5GHz La sperimentazione White Spaces in Piemonte
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    Copertura a 5GHz Lasperimentazione White Spaces in Piemonte
  • 16.
    Copertura a 763MHz Lasperimentazione White Spaces in Piemonte
  • 17.
    Throughput con unflusso UDP @ 2Mb/s Dall’AP alla station (downlink) La sperimentazione White Spaces in Piemonte
  • 18.
    Throughput con unflusso UDP @ 2Mb/s Dalla station all’AP (uplink) La sperimentazione White Spaces in Piemonte
  • 19.
    Throughput a 763MHzcon un flusso UDP @ 6Mb/s La sperimentazione White Spaces in Piemonte
  • 20.
    Conclusioni e prossimipassi • Dai test in laboratorio – Buone performance nonostante la larghezza di banda ridotta a 5MHz • Dai test in campo – Servizio sperimentale verso un utente finale attivo e stabile per circa 6 mesi – Copertura ottimale di buona parte della valle a 763MHz – Buone prestazioni anche in mobilità in condizioni di LoS e NLoS Soluzione ottimale per l’interconnessione di utenti in aree Digital Divide • I prossimi passi – Utilizzo di un sistema basato interamente sul paradigma SDR – Scelta dinamica del canale televisivo ed introduzione di meccanismi per l’allocazione dinamica dello spettro La sperimentazione White Spaces in Piemonte
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    Contatti Andrea Ghittino Networks and Wireless Communications R&D Department mail: andrea.ghittino@csp.it tel: +39 0114815101 mobile: +39 3486024129 CSP innovazione nelle ICT Sede via Livorno 60 - 10144 Torino Edificio Laboratori A1 Tel +39 011 4815111 Fax +39 011 4815001 E-mail: info@csp.it Seconda sede operativa Villa Gualino - Viale Settimio Severo 63 10133 Torino www.csp.it La sperimentazione White Spaces in Piemonte