L’innovazione dei servizi di comunicazione interpersonale su rete mobile

Oggi il 91% della popolazione mondiale ha accesso alle comunicazioni mobili ed i vari tipi di device sono entrati a far parte delle nostra vita, ci portano più vicini al resto del mondo e stanno ridefinendo consolidati modelli di apprendimento, di collaborazione e di educazione. Stiamo entrando nell’era della società connessa, nella quale persone e cose saranno in grado di comunicare e scambiare informazioni in real time e che trasformerà non solo le nostre abitudini quotidiane, ma anche il mondo dell’industria e dei servizi, aprendo opportunità che oggi possiamo solo intuire. In questo articolo si analizza, tecnologicamente, questo scenario. 

 

1 - Introduzione

Ad oggi su ogni smartphone sono in media installate 33 applicazioni che richiedono  un accesso real-time alla rete per effettuare le azioni più eterogenee, dal comprare un biglietto del treno all’invio di un video ad amici e parenti, dalla diffusione di offerte commerciali locali alla sorveglianza della casa quando si è in vacanza.
La convergenza di tante applicazioni cosi diverse tra di loro su un unico dispositivo è dovuta sia alla disponibilità sul terminale mobile di diverse funzionalità di base (e.g. camera, messaging, GPS, portafoglio elettronico,  controllori di gioco, scanner, context awareness) e di comunicazione (UMTS, LTE, Bluethooth, WiFi Direct), che a piattaforme middleware modulari, che sono la nuova chiave nello sviluppo dei servizi innovativi delle reti mobili. La diffusione e le prestazioni sono poi garantite dallo sviluppo delle nuove reti LTE.
Solo per dare qualche numero ad oggi sono state lanciate a livello mondiale 279 reti LTE in 101 paesi. Queste reti servono 200 milioni di utenti LTE raggiungendo una copertura del 15% della popolazione mondiale. Le previsioni a breve termine sono di 400 reti LTE in 120 paesi entro il 2017 con 1.6 miliardi di utenti LTE raggiungendo una copertura del 50% della popolazione mondiale. Nonostante la complessità tecnologica dovuta al numero di tecnologie e bande da supportare, sono presenti ad oggi 1.573 differenti tipologie di device di 154 differenti produttori.
GSA (Global Mobile Suppliers Association) ha confermato che LTE è la tecnologia di accesso con il più rapido sviluppo a livello mondiale e ogni stima rischia di essere rivista anno dopo anno.
Il Mobile Broadband ha quindi creato una vasta gamma di opportunità ed aperto nuovi stream di business per gli Operatori, ma nello stesso tempo ha favorito lo sviluppo di nuovi ecosistemi che hanno profondamente modificato la rete del valore del business degli operatori di rete mobile, riducendo ricavi e marginalità anche nel caso dei servizi tradizionali voce e di messaggistica. La diffusione di applicazioni come Skype, Viber, Whatsapp ha indotto una diminuzione dei ricavi che sono stati solo in parte compensati da quelli provenienti dal Mobile Broadband. Tali applicazioni sono in molti casi pre-installate sugli smartphone, per cui l’utilizzo di soluzioni Over The Top per le comunicazioni inter-personali quali VoIP, video-chiamata e Instant Messaging è diventato sempre più diffuso. Tuttavia qualsiasi soluzione OTT è per sua natura best effort, in quanto non è in grado di implementare meccanismi di controllo della QoS, inter-operabilità a largo spettro tra diversi ecosistemi di applicazioni e device, misure minime di sicurezza. Conseguentemente, l’utilizzo di tali applicazioni è fortemente legato al livello di copertura e qualità garantito dalla rete mobile e condizionato dalla disponibilità dei clienti a utilizzare un servizio che non garantisce qualità, sicurezza e flessibilità.
In quest’ottica, l’implementazione di VoLTE (Voice over LTE) porterà numerosi vantaggi agli Operatori, in quanto garantirà non solo una maggiore efficienza e minori costi per il trasporto della voce, ma anche una più elevata competitività nei confronti degli OTT. Più precisamente, VoLTE assicurerà un elevatissima qualità di servizio (voce ultra-HD, con tempi di call set up dell’ordine del secondo) e consentirà di supportare un portafoglio di servizi multimedia, che potrà includere, oltre alla voce, anche presence, video sharing, video call, multimedia messaging, file transfer, etc…
Il VoLTE richiederà nuovi terminali, nei quali la funzionalità sarà implementata a livello di chipset ed attivata dalla singola manufatturiera, il che renderà del tutto trasparente per il cliente l’accesso ai servizi tradizionali (voce e messaging) e molto più semplice in generale l’utilizzo della suite di enriched communication.
L’impiego della core IMS garantirà l’interconnessione tra i vari Operatori, abilitando potenzialmente un ecosistema amplissimo (non solo nell’ambito delle reti mobili, ma anche in logica integrata fisso-mobile) e consentirà di implementare i servizi voce ed in particolare i servizi supplementari quali call forwarding, call waiting e call transfer. Inoltre, grazie all’integrazione con il Policy Manager, sarà possibile implementare policy di accesso differenziate su base offerta e/o sulla base del profilo dell’utilizzatore. Infine, la funzionalità standard di SRVCC (Single Radio Voice Call Continuity) abiliterà l’hand-over di una chiamata VoLTE sulle reti legacy 3G e 2G, al fine di assicurare la continuità del servizio in mobilità in assenza di una copertura LTE completa.
Il VoLTE rappresenta certamente un cambio di paradigma nell’ambito delle comunicazioni person2person, ma offre agli Operatori la possibilità di difendere il loro business tradizionale dall’attacco degli OTT arricchendolo con una suite di servizi multimediali che saranno disponibili per tutti i terminali, garantendo mobilità e continuità di servizio, teoricamente su scala globale. Esiste quindi l’opportunità per gli Operatori di costruire un nuovo mondo di servizi di comunicazione inter-personale a qualità garantita sulle nuove reti IP che porti valore permanente sia agli operatori che ai clienti.

 

2 - Lo scenario tecnologico 2015-2017

Il contesto tecnologico nel prossimo triennio sarà dominato da una diffusione sempre più ampia della tecnologia LTE e dalla sua roadmap evolutiva basata sui vari step di LTE Advanced. Il 4G ha generato un ulteriore incremento del traffico dati sulle reti mobili: si stima che una connessione LTE possa generare in media 14,5 volte più traffico di una connessione non LTE. Nel solo 2013 il traffico medio generato da uno smartphone è cresciuto del 50%, e la metà del traffico totale è generato da applicazioni video.
Si stima che nei prossimi 4 anni il traffico dati mobile aumenterà di 10 volte, dal 2014 il numero di device mobili connessi supererà la popolazione mondiale e dal 2016 la velocità media di una connessione mobile supererà i 2 Mbit/s. Dal 2018, infine, il traffico LTE sarà più della metà del traffico totale, e oltre 2/3 del traffico dati mobile sarà video.

 

Figura 1 - La crescita del traffico mobile a livello mondiale

 

Dal punto di vista delle applicazioni si è assistito negli ultimi anni ad una radicale trasformazione delle abitudini di utilizzo della rete mobile. I social networks e applicazioni di comunicazione sono diventati la principale applicazione per milioni di persone. Grazie alle nuove infrastrutture di rete LTE potranno essere rese possibili applicazioni di diversa natura: automotive, robotica e droni rappresentano tre esempi stimolanti di aree di applicazione completamente nuove.
L’evoluzione tecnologica in grado di sostenere questo rapido sviluppo dei servizi può essere analizzata nelle sue componenti principali: i terminali, la rete di accesso, la rete core e le piattaforme di servizio.

 

Figura 2 - La crescita della velocità media delle connessioni mobili a livello mondiale

 

2.1 - I terminali

Da alcuni anni si sta assistendo a un’evoluzione strepitosa delle performance dei terminali che, grazie ai nuovi sistemi operativi, ai processori sempre più prestanti, alla tecnologia touchscreen, all’autonomia delle batterie, consentono di accedere a servizi di notevole appeal per i clienti Le capability radio dei device mobili sono in grado di abilitare throughput sempre più elevati. I terminali CAT6 disponibili da fine 2014 supporteranno la Carrier Aggregation in DL di bande di 20MHz distribuite su 2 gamme di frequenza e conseguentemente consentiranno di raggiungere throughput di picco di 300Mbps.
Per quanto attiene alla voce, le specifiche 3GPP non prevedono che  LTE supporti il servizio nella modalità tradizionale a circuito. Sul 4G la voce diventa un’applicazione come le altre anche se a qualità garantita, grazie al VoLTE (Voice over LTE). L’implementazione del VoLTE avverrà però per gradi , in funzione del livello di copertura della rete LTE. Attualmente, quasi tutti gli operatori offrono il servizio voce in modalità a circuito utilizzando la procedura di CSFB, mediante la quale il telefono 4G che origina o riceve una chiamata è reindirizzato su rete legacy 2G o 3G.
L’evoluzione da CSFB a VoLTE richiede nuovi terminali. Occorre comunque tener presente che la transizione tra i due meccanismi non sarà instantanea e che sarà invece necessario prevedere per lo meno un periodo di coesistenza a causa della diversa estensione della copertura LTE rispetto a quella del 2G/3G. Inoltre va tenuto conto del fatto che la migrazione dei servizi tradizionale voce sul VoLTE potrà molto difficilemente essere esaustiva.
L’implementazion delle funzionalità VoLTE sui terminali avverrà in più rilasci. Si partirà dalle procedure basic previste nei profili GSMA “IMS Profile for Voice and SMS (GSMA PRD IR.92)” e  “IMS Video profile (GSMA IR.94)”; successivamente vengono aggiunti le prestazioni di SR-VCC e di chiamata di emergenza. Quest’ultima, in una prima fase, sarà gestita dal terminale con le normali procedure di CSFB.
L’utilizzo della rete IMS consentirà di arricchire l’esperienza dell’utente VoLTE con la Rich Communication Suite definita in ambito GSMA a partire dal 2008. Con queste suite l’utente può condividere foto, file, messaggi istantanei nella stessa sessione audio/video. In più la sua rubrica è arricchita in modo nativo dell’informazione di presenza dei suoi contatti (disponibile, occupato, ecc.) valorizzando la community personale che sarà disponibile anche su più terminali contemporaneamente (multi-device). Il servizio VoLTE diventa una parte dei servizi evoluti e così come è stato previsto nell’ambito della suite RCS può essere integrato tramite le sue API all’interno di applicazioni di terze parti.
Uno dei punti maggiormente critici che il terminale dovrà garantire è la gestione della coesistenza del CSFB con i nuovi servizi IMS based. Dipendentemente dalla copertura (3G/LTE) e dalla rete (in roaming o meno) è previsto dallo standard 3GPP che il terminale si adatti al contesto in cui si trova e garantisca in modo trasparente per l’utente il servizio voce tradizionale. Ciò significa che dovrà essere garantito il corretto interlavoro in tutti gli scenari di servizio, gestendo la mobilità tra gli stessi in modo da non penalizzare il livello di qualità percepito.

 

Figura 3 - Evoluzione degli standard 3GPP

 

2.2 - Le tecnologie radio

In questo scenario di crescita rapidissima di utilizzatori, prestazioni e applicazioni la rete LTE proseguirà il suo percorso di evoluzione tecnologica.
Il prossimo passo dell’evoluzione  è rappresentato da LTE Advanced.
LTE Advanced comprende numerose tecnologie finalizzate essenzialmente a incrementare le prestazioni della rete radiomobile. La complessità realizzativa della singola funzionalità, e di conseguenza i tempi di disponibilità in rete e nei terminali, differisce a seconda della funzionalità considerata. Gli step funzionali principali di LTE Advanced sono i seguenti:

  • Carrier Aggregation, per ampliare le prestazioni di picco;
  • sistemi multi antenna evoluti – MIMO (Multiple Input Multiple Output), per migliorare le prestazioni di picco;
  • antenne attive, per aumentare capacità a parità di banda di frequenza utilizzata e minimizzare i livelli di interferenza;
  • COMP, per migliorare le prestazioni a bordo cella;
  • la tecnica eICIC, per ridurre l’interferenza in reti eterogenee (con small cell);
  • l’evoluzione verso SON (tema trattato in un altro articolo di questo numero);
  • eMBMS, detto anche LTE Broadcast, per consentire la distribuzione dei contenuti video in modo più efficiente.

La prima prestazione di LTE Advanced che verrà introdotta in rete. presumibilmente entro fine anno, sarà la Carrier Aggregation, che permetterà di migliorare le prestazioni massime della rete aggregando porzioni di spettro diverse. Il corretto funzionamento di questa prestazione richiede tra l’altro la condivisione delle risorse elaborative della rete di accesso, ossia il cosiddetto base band pooling.
Un’ulteriore importante tendenza della rete mobile è l’evoluzione verso reti eterogenee, cioè reti in grado di supportare più standard tecnologici (es. 3G, 4G e WiF) operanti in gamme di frequenza diverse su più strati cellulari (macro, micro, pico).
Le principali funzionalità di LTE Advanced si renderanno disponibili commercialmente, con crescenti livelli di complessità, indicativamente nei prossimi cinque anni. Tuttavia, l’evoluzione delle tecnologie di rete mobile non si ferma qui: sono già in corso di studio gli step successivi, che renderanno possibile un’ulteriore generazione di sistemi mobili, già indicati con il termine 5G, in grado di sostenere scenari di utilizzo sempre più ampi e sempre più sfidanti.

 

2.3 - Core Network

L'enorme diffusione dei dispositivi mobili, il desiderio di accedere ai contenuti, anche voluminosi e complessi, everywhere and anytime, l’avvento dei servizi cloud, la necessità per gli Operatori di ottimizzare le proprie architetture e di offrire i servizi indipendentemente dalla rete di accesso, nonché il sempre presente saving dei costi, guidano il settore del networking a ripensare le architetture di rete tradizionali.
La maturità tecnologica dei sistemi della core, in particolare l’EPC (S-P/GW), permette oggi di migrare verso architetture triplo accesso (2G/3G/LTE), che semplificano le logiche di servizio, uniformandole, e snelliscono le relative architetture.
La vera sfida nei prossimi anni sarà tuttavia verificare la maturità tecnologica delle piattaforme che implementano le cosiddette reti virtuali dinamiche, che permetteranno l’allocazione flessibile (nel tempo e nello spazio) delle risorse di rete, l’economia di scala grazie all’impiego condiviso di piattaforme general purpose, l’innovazione dei servizi e la riduzione del time-to-market.
SDN (Software-Defined Networking) ed NFV (Network Functions Virtualization) sono le tecnologie che proveranno nei prossimi anni a rispondere a queste esigenze.

 

2.4 - Le tecnologie di comunicazione e di servizio

Nell’arco temporale di riferimento 2015-2017 le tecnologie di comunicazione e di servizio evolveranno sotto molteplici punti di vista. La più significativa evoluzione è costituita dall’affermarsi di ambienti virtualizzati e cloud che oltre a conferire una maggiore flessibilità in termini di scalabilità e specializzazione dei sistemi di comunicazione e servizio, consentiranno di ridisegnare logiche di gestione dei fault e delle ridondanze, nonché di accelerare la creazione di nuovi servizi, riducendone i costi. In tale contesto i trend di evoluzione più evidenti differiscono per ciascun segmento e tipologia di tecnologia e si basano sull’idea che il concetto di utenza dovrà essere esteso a terminali not-human.
Per le tecnologie di controllo e gestione dei dati un trend già avviato è l’evoluzione verso architetture nelle quali le informazioni saranno conservate separatamente dagli applicativi che li potranno gestire. In aggiunta ai dati tradizionalmente conservati nei data layer delle tecnologie di comunicazione, ulteriori esempi di informazioni che potranno essere conservate sono quelle relative allo stato dell’utente, ai dispositivi utilizzati, alla tipologia di utilizzo della rete, ecc…
Il principale vantaggio di questo approccio consisterà nella possibilità di correlare tali dati al fine di erogare nuovi servizi e proporre nuovi business.
Le tecnologie di controllo delle comunicazioni del servizio evolveranno verso una maggiore integrazione con i protocolli di Internet. L’attuale trend vede una specificità delle piattaforme di controllo per i protocolli di natura Telco che evolveranno verso un supporto nativo di protocolli basati su http, XML, JSON, ecc.. Tale trend è anche confermato negli enti di standardizzazione dove protocolli di questa natura sono già utilizzati dai dispositivi di controllo delle comunicazioni indipendentemente dal media coinvolto o dalla tipologia di comunicazione. Questa tendenza oltre a garantire una più semplice integrazione con logiche web, richiederà di indirizzare alcuni aspetti come ad esempio l’autenticazione ed il riconoscimento dell’utenza finale.
Nell’ambito delle tecnologie per il controllo del media oltre ad una naturale estensione del set di codec che dovranno essere implementati, una delle principali evoluzione prevede l’estensione delle tipologie di media che oltre al classico RTP per il trasporto dei contenuti real time, prevederà protocolli per il trasporto di messaggi e file (come ad esempio MSRP) , di contenuti progressive streaming (come ad esempio http Progressive streaming o RTSP) e di contenuti di streaming adattativo (come ad esempio HLS Smooth Streaming e DASH).

 

3 - Trend di innovazione dei servizi

3.1 - Trend di innovazione dei servizi voce

Come accennato nel capitolo 2, la voce su LTE ha richiesto, come soluzione transitoria, il dispiegamento della prestazione di CSFB (CS Fall Back), che ha comportato un aumento  dei tempi di call setup a causa dello “spostamento” dell’utente su rete CS (2G/3G). L’evoluzione tecnologica dei sistemi di rete ha permesso di migliorare la percentuale di successo del CSFB, soprattutto per gli utenti in prossimità dei bordi della cella radio, grazie alla prestazione nota con il termine di MTRF (Mobile Terminating Roaming Forward) che permette la rapida individuazione dell’MSC che serve il cliente.
In parallelo, la prestazione di Fast Return ha consentito, il rientro dell’utente su rete LTE in modo pressoché istantaneo al termine della chiamata.
VoLTE permetterà di ridurre i tempi di call set up a valori molto inferiori (1-2 sec) rispetto a quelli mediamente registrati sulle reti legacy . Tuttavia per mantenere il  livello di servizio voce attualmente offerto nel dominio CS, sarà necessario introdurre nuove funzionalità e garantire il porting di prestazioni tradizionali:

  • SRVCC (Single Radio Voice Call Continuity), per la continuità di chiamata in caso di perdita di copertura LTE;
  • ICS (IMS Centralized Services), per garantire al cliente VoLTE la medesima percezione del servizio indipendentemente dall’interfaccia d’accesso;
  • Gestione delle Chiamate di Emergenza;
  • Roaming internazionale.

SRVCC garantisce la continuità della chiamata mediante Hand Over su rete 2G/3G. L’accesso E-UTRAN ha il compito di innescare la procedura sulla base delle misure effettuate dal terminale e di richiedere la procedura di Hand Over alla rete EPC che, a sua volta, la richiede alla core CS (MSC-S). Alla core IMS è demandato invece il compito di gestire le varie leg di chiamata durante la fase di Hand Over.
ICS garantisce che il controllo delle chiamata di un utente VoLTE sia sempre effettuato dalla rete IMS (in una fase iniziale mediante il riuso del protocollo CAMEL, successivamente con MSC evoluti in grado di comportarsi da User Agent SIP nei confronti della rete IMS per tutti gli utenti attestati nel dominio CS). Il controllo delle chiamate su rete IMS apre comunque la discussione su quali servizi l’operatore mobile debba portare su tale dominio.
La chiamata di emergenza in questa fase può essere gestita configurando la core IMS in modo da ordinare al terminale di eseguire fall back su rete CS. In una seconda fase, anche per gestire situazioni di sola copertura radio LTE, sarà necessario adeguare la rete IMS per integrare le funzionalità, in particolare l’ E-CSCF (Emergency-CSCF), per il routing ed il trattamento delle chiamate d’emergenza sulla base delle informazioni di localizzazione (reperite eventualmente con la cooperazione di altre piattaforme).
L’implementazione di uno scenario roaming VoLTE risulta estremamente complessa, poiché lo standard 3GPP prevede tutt’ora un ventaglio di possibili architetture, tra le quali anche l’utilizzo della prestazione di Local Breakout sull’APN dedicato per il VoLTE (core EPC e PCRF in VPLMN). Ciò implicherebbe l’interoperabilità tra Operatori per il colloquio, ad esempio, tra le piattaforme di PCRF.
VoLTE potrà inoltre essere arricchito, integrando nel dominio IMS gli attuali servizi di Rete Intelligente disponibili nel dominio CS, nonché i nuovi servizi multimediali (RCS, videocomunicazione, VoiceHD,…) resi disponibili dalle performance della rete di accesso LTE e dalle funzionalità di controllo della rete IMS.
Il dispiegamento di servizi controllati dalla rete IMS accende i riflettori sulle tematiche d’interconnessioni IP tra operatori, sia mobili che fissi. Da tempo il regolatore ha definito una specifica d’interconnessione in SIP-I (incapsulamento del ISUP in SIP) in ambito fisso-fisso; è immaginabile a breve un’analoga specifica per le interconnessioni mobile-fisso e direttamente su protocollo SIP. Andranno in particolare studiati i temi della documentazione del traffico all’interconnessione, gli aspetti di protezione dei sistemi di bordo, e definite le identità dei clienti scambiate all’interconnessione (in ottica SIP l’utente è identificato da SIP-uri del tipo nome@dominio, generalmente derivate dalla numerazione MSISDN E.164, ma il nome potrebbe essere valorizzato anche con una semplice identità alfanumerica).

 

3.2 - Trend di innovazione dei servizi voce su Internet

Uno dei principali trend d’innovazione per i servizi di telefonia è costituito da una progressiva integrazione e contaminazione del tradizionale mondo telco con quello del web. Ciò è garantito da nuove tecnologie che sono in corso di definizione e che abiliteranno nuovi modelli di comunicazione interpersonale. La principale innovazione tecnologica è costituita dal WebRTC (Web Real Time Communication) che prevede vari modelli per l’erogazione dei servizi di telefonia in ambito web:

  • interlavoro tra accesso web e dominio IMS;
  • accesso web a servizi di telefonia erogati interamente in ambito web senza interazioni con il dominio IMS.

Nel primo scenario (interlavoro webRTC-IMS)  l’utente che accede con accesso webRTC è un utente IMS con una profilatura contenuta nei database d’utente dell’operatore (come ad esempio HSS). Per questa ragione l’Operatore riesce a controllarne interamente la sottoscrizione ed i servizi erogati.
Nel secondo modello (dominio totalmente web) il terminale d’utente interagisce con un web server che garantisce l’interazione con altri web server. In analogia al caso precedente il piano d’utente è basato su SRTP (Secure RTP). In questo caso la profilatura del cliente non è conservata nei tradizionali database  controllati dall’Operatore. Tuttavia l’Operatore può detenere il controllo della sottoscrizione dell’utente mediante altre soluzioni (ad esempio in database consultabili dal web server).
Con entrambi i modelli è evidente che il servizio di comunicazione personale basato su voce e video può costituire una delle componenti di una normale pagina web. I contenuti della pagina web possono interagire con il servizio di comunicazione personale fornito dal browser e l’interazione è facilitata dalla bassa complessità associata alla creazione di contenuti web.

 

3.3 - Trend di innovazione dei servizi di messaggistica

La messaggistica unificata (Unified Communication) è il servizio che originariamente è stato concepito come  catalizzatore dei sistemi di messaggistica tradizionale quali eMail ed SMS e dei sistemi di comunicazione tradizionali voce basati sulla chiamata a circuito.
La Messaggistica Unificata è una categoria di sistemi di comunicazione interpersonale (tra due o gruppi di persone) in tempo reale in rete, tipicamente Internet o una rete locale, che permette ai suoi utilizzatori lo scambio di brevi messaggi testuali o vocali ai quali si possono associare anche contenuti multimediali (immagine, foto, file audio o video).
I sistemi di messaggistica unificata possono essere di tipo store-and-forward ovvero peer-to-peer. In questo secondo caso occorre che i destinatari siano connessi ed attivi sul servizio di messaggistica unificata per poter ricevere i messaggi.
I sistemi di messaggistica unificata offrono spesso anche la possibilità di scambiare file, di conversare tramite voce con tecnologie VoIP e  di effettuare videochiamate. In questi casi la comunicazione è sempre peer-to-peer sebbene occorra il supporto di un sistema di rete per consentire ai due end-point della comunicazione di scambiarsi i reciproci indirizzi IP.
L’utente ha anche la possibilità di definire la durata temporale del contenuto multimediale scambiato trascorsa la quale il contenuto si cancella.
Le funzionalità di messaggistica unificata hanno avuto una forte spinta con l’introduzione degli smartphone in grado attraverso schermi a colori di grandi dimensioni ed alta risoluzione, potenti unità di elaborazione CPU e memorie sempre più capaci di assolvere molte delle funzioni che in precedenza dovevano essere svolte da potenti e complesse funzionalità in rete (ad esempio la digitalizzazione della voce). Questo consente di realizzare applicazioni in grado di semplificare l’utilizzo dei servizi di messaggistica e di svolgere in modo automatico funzioni complesse (es. mailbox unificata tra SMS, Instant Messaging e Voice Mail).
L’integrazione dei servizi di comunicazione voce con i servizi di messaggista unificata utilizzando le caratteristiche All IP delle reti mobili LTE consente di creare un’unica esperienza di comunicazione interpersonale, in cui il media (voce, messaggi, foto, video, audio registrato, presenza) fluisce senza soluzione di continuità tra i punti terminali della comunicazione.

 

3.4 - Trend di innovazione dei servizi di prossimità

Per introdurre la definizione di servizi di prossimità è necessario identificare un relativo sistema di riferimento.
Un sistema di localizzazione relativa (posizione di una entità logica rispetto ad un’altra entità logica) è variabile nel tempo e nello spazio e definisce quindi istante per istante uno spazio concettuale definito CONTESTO. I servizi che si legano al contesto vengono quindi chiamati context based services. I servizi di prossimità sono una forma di contextual services in cui gli end point stessi (terminali, beacon) contribuiscono attivamente alla definizione del contesto.
Viene quindi a crearsi una geografia spazio-temporale variabile attraverso una liquefazione delle dimensioni (Liquid space). Per creare un riferimento non ambiguo di tale contesto geografico liquido occorre un sistema di riferimento in tempo reale basato sui reference point del contesto. Tale sistema di riferimento deve essere alimentato con le informazioni dagli end point e fornire informazioni di contesto agli stessi end point. Occorre chiarire che tale sistema di riferimento ha necessariamente una struttura probabilistica e non deterministica in quanto l’elaborazione delle informazioni di contesto per essere definita in un tempo ragionevole deve necessariamente introdurre un tasso di errore.
Lo scenario di evoluzione dei servizi di comunicazione interpersonale prevede di includere, oltre ai servizi descritti in precedenza (voce, messaging, multimedia, ...), anche lo scambio di informazioni aggiuntive che descrivono il contesto che ognuna delle parti terminali della comunicazione vuole condividere con i suoi interlocutori. Le  informazioni aggiuntive nel contesto dei servizi di comunicazione oggetto di questo articolo sono sostanzialmente di due tipi: TAG - stringhe che descrivono i concetti che si vogliono condividere – e il POSITIONIG o localizzazione relativa – posizione logica rispetto al contesto in cui ci si trova. Assume quindi importanza il concetto di posizione relativa tra due utenti che complementa la precedente concezione di localizzazione assoluta in cui la posizione di un oggetto è definita rispetto ad un fissato sistema di riferimento.
Questo nuovo paradigma di localizzazione relativa ad un luogo richiede una nuova intelligenza in rete che permetta di correlare in funzione del luogo di riferimento le posizioni elementari dei singoli utenti indipendente dalla tipologia di infrastruttura a cui risultano attestati (wifi, i beacon, rete mobile).
Lo standard di riferimento ProSe (Proximity Services) (vedi BOX "I servizi di prossimità in standard") si basa su un meccanismo di ANNOUNCING, in cui il terminale invia in broadcast radio LTE D2D un insieme di TAG e su analogo meccanismo di DISCOVERY attraverso cui i terminali che si trovano sotto lo stesso contesto dell’annunciante scoprono tali TAG.
Nel momento in cui attraverso il meccanismo di announcing/discovery e localizzazione relativa due o più end point stabiliscono una relazione di comunicazione il flusso comunicativo avviene attraverso i servizi descritti in precedenza (voce, messaging, multimedia) sotto la gestione della rete di comunicazione dell’Operatore (nel caso di servizi di pubblica sicurezza è ammessa la comunicazione diretta tra terminali).
Esempi di servizi di prossimità legati al concetto di localizzazione relativa rispetto ad un luogo (contesto) sono:

  • Smart Commerce in cui gli utenti che si trovano in prossimità di un negozio possono scambiarsi opinioni circa la propria customer esperience legata alla qualità e il costo dei prodotti commercializzati in quel negozio;
  • Social network dedicati ed estemporanei dovuti alla presenza contemporanea di più utenti in un certo luogo durante un certo evento (es. concerti, eventi sportivi, di moda, fiere).
 

4 - Scenari di servizio

Dopo aver descritto i principali enabler tecnici di servizio introdotti da LTE nel seguito vengono proposti alcuni scenari di servizio per evidenziare come la forte interazione tra terminale smartphone e rete LTE può consentire all’Operatore di proporre soluzioni in grado di competere con le proposte dei service provider OTT.

 

4.1 - VoLTE suite ovvero integrazione Voce/Video/SMS/VoiceMail

La combinazione degli enabler di servizio illustrati nel capitolo 3 consente di implementare su uno smartphone LTE le seguenti funzionalità base:

  • VoLTE & ViLTE, fruiti dall'utente attraverso il dialer nativo. Le funzionalità sono implementate secondo le raccomandazioni GSMA IR.92 e IR.94;
  • Messaggistica, che oltre ad SMS include chat one-to-one, group chat, multi-device chat, file transfer, See What I See,... Queste funzionalità sono implementate secondo la profilazione delle raccomandazioni GSMA RCS 5.1;
  • Visual Voice Mail, implementata secondo la raccomandazione GSMA "OMTP – Visual Voicemail Interface Specification".

L’utilizzo integrato delle tre funzionalità consente di realizzare una suite di servizi collegati ed interlavoranti tra loro denominata VoLTE suite.
Su smartphone non LTE è possibile replicare una user experience che implementa, oltre l'SMS, solo le funzionalità base Chat e VVM (Visual Voice Mail).
Nella VoLTE suite le funzionalità base di Chat e VMM sono fruite tramite un'applicazione Messaging (la quale include anche l'SMS).
Nella figura Figura 4 è riportata l’architettura protocollare della VoLTE suite in cui sono evidenziate le tre modalità di comunicazione VoLTE, ViLTE e Messaging.

 

Figura 4 - Architettura protocollare della VoLTE suite

 

L’integrazione e l’interlavoro dei tre sistemi di messaging (SMS, Chat, VVM) consente di ipotizzare nuove mimiche dei servizi di comunicazione potendo agire sulle capacità elaborative e di memorizzazione degli smartphone di ultima generazione. Ad esempio, nella Figura 5, viene riportato un possibile utilizzo combinato tra servizi di reperibilità e servizi di messagging in cui, in caso di non risposta/raggiungibilità del destinatario di una chiamata voce, al posto del tradizionale inoltro verso i sistemi di voice mail è il terminale stesso che gestisce la non risposta proponendo al chiamante quale azione intraprendere (es. lasciare un messaggio vocale), digitalizzando in locale il messaggio audio ed inviandolo al destinatario come instant messaging.

 

Figura 5 - Esempio di utilizzo combinato di servizi di reperibilità e servizi di messaggistica

 

4.2 - Servizi di social communication

L’avvento contemporaneo sul mercato di Smartphone e Tablet con telecamere on board ad alta risoluzione,  di telecamere sportive facilmente indossabili (weareable camera) con connettività wireless ha permesso la rapida diffusione di una nuova modalità di comunicazione basata sulla condivisione near-real time con i propri amici dei video e delle foto (selfies) autoprodotte che immortalano esperience della propria vita  e vissuto quotidiano. Questo fenomeno sta dando vita ad una nuova tipologia di servizio denominato Social Communication. I contenuti multimediali autoprodotti hanno dimensioni notevoli in termini di quantità di informazione ed una volta generato il contenuto nasce l’esigenza per gli utenti di condividerlo “tempestivamente” con la propria community (di solito geograficamente concentrata).
Il social communication pone i seguenti requisiti alla rete dell’Operatore:

  1. richiede un’elevata banda di upstream sui link di accesso alla rete e la gestione della velocità di caricamento dei dati in base allo stato di congestione della cella radio;
  2. ribalta il paradigma di content delivery network (contenuto consegnato dalla rete all’utente) trasformandolo in un concetto di SMN (Self-Content Modeled Network) dove è l’utente che decide quali contenuti devono essere memorizzati nell’edge della rete e a chi devono essere distribuiti.
 

Conclusioni

LTE è la prima tecnologia mobile veramente globale che abatte definitivamente le barriere tecnologiche tra i diversi paesi e che si sta affermando ad una velocità superiore a quella di tutte le generazioni mobili che l’hanno preceduta.  Si tratta anche della prima tecnologia all IP, dotata unicamente di una core network a pacchetto e quindi non in grado di supportare la voce tradizionale a circuito. Il VoLTE rappresenterà ben più di una semplice evoluzione del servizio voce e consentirà di abilitare una suite di comunicazione arricchita, che darà agli Operatori la possibilità di lanciare nuove proposte commerciali a protezione del business dei servizi interpersonali. D’altra parte i clienti trarranno beneficio da un più ricco bouquet di servizi multimediali, disponibili ovunque e per qualsiasi device.
La maggior parte degli Operatori continuerà a supportare il CSFB migliorato nelle performance accanto al VoLTE, per il quale diventa fondamentale definire un Profilo di Servizio che possa consentirne un lancio commerciale eventualmente in step successivi.

 

Bibliografia

  • L. Grossi, E. Maffione, G. Marasso, S. Ruffino "SDN e NFV: quali sinergie?" - Notiziario Tecnico N° 2 - 2014
  • ŸS. Bizzarri, A. Buldorini, G. Catalano " Mobile trend: Self-Organizing Networks" - Notiziario Tecnico N° 2 - 2014
  • ŸAA.VV. a cura di P. Semenzato "Easy LTE", invalid link: http://www.telecomitalia.com/tit/it/innovation/books/easy-lte.htmlhttp://www.telecomitalia.com/tit/it/innovation/books/easy-lte.html
  • ŸProgetto METIS - https://www.metis2020.com/about-metis/
 

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