Perché navigare su Internet mentre si è in viaggio su un Frecciarossa o un Italo è spesso frustrante
Ogni giorno migliaia di persone salgono su un treno dell’alta velocità e si collegano al WiFi aspettandosi di navigare online a bassa velocità, ammesso la connessione funzioni. I più ottimisti rimangono collegati anche quando non riescono a scaricare nemmeno una email, i più metodici provano a fare attacca-stacca del wireless sperando di ottenere qualche miglioramento, mentre gli scettici lasciano perdere e provano a cavare qualche dato in più dalla connessione dati del loro smartphone. Le difficoltà si trasformano in frustrazioni ed è ormai diffuso il luogo comune che sull’alta velocità “il WiFi non funziona mai”, anche se non è sempre così.
Rispetto a qualche anno fa, sia sui treni Frecciarossa sia sugli Italo la qualità della connessione è in media migliorata, soprattutto su alcune tratte e in alcuni momenti della giornata, ma come spesso avviene i disservizi si fanno notare di più delle cose che funzionano. Il fatto è che mantenere connesse decine di persone su un treno che viaggia a 250 chilometri orari, spesso in aperta campagna, tra le montagne o in galleria, non è semplice ed è da sempre un grattacapo per chi si occupa di telecomunicazioni.
Per consentire ai passeggeri di navigare su Internet tramite il proprio WiFi, un treno si comporta in un certo senso come se fosse un gigantesco smartphone. Sulla sommità dei suoi vagoni sono installate antenne, che ricevono e inviano i segnali collegandosi ai ripetitori della rete cellulare (tecnicamente “stazioni radio base”), più o meno come fa un singolo telefono. Il segnale viene gestito da un modem, decisamente più potente di quello che si ha di solito in casa, che si occupa con altre strumentazioni di trasformarlo in onde radio compatibili con la tecnologia WiFi, in modo che possano essere trasmesse da altre antenne, questa volta all’interno dei vagoni, e captate da smartphone, computer portatili e altri dispositivi.
Se il treno è fermo e nelle vicinanze di uno o più ripetitori delle rete cellulare, non ci sono particolari problemi, ed è per questo che nelle stazioni intermedie la connessione sui Frecciarossa e sugli Italo è di solito buona (in quelle di partenza viene talvolta disattivato fino a quando il treno non lascia la stazione). È invece tutto più complicato quando il treno è in movimento, e si avvicina e allontana molto velocemente dai ripetitori con i quali deve scambiarsi i dati per rendere possibile la connessione a bordo.
Come i modem dei normali cellulari, anche quello del treno deve farsi riconoscere e deve scambiare qualche dato con il ripetitore, per mantenere attiva la propria connessione. Le reti cellulari sono costruite per gestire questo passaggio, che si chiama “handover”, ma soprattutto nel caso di antenne più datate o con minore capacità non sono sempre attrezzate per farlo così velocemente e di continuo: un conto è farlo per uno smartphone nella tasca di qualcuno che cammina a piedi, va in bicicletta o in automobile, e un altro è farlo per un treno che viaggia a centinaia di chilometri orari.
Attività di manutenzione su un ripetitore 5G (Daniel Karmann/dpa via ANSA)
I Frecciarossa di Trenitalia sono stati tra i primi treni ad alta velocità in Europa a offrire una connessione WiFi ai passeggeri, già agli inizi del servizio circa 15 anni fa. All’epoca non c’era il 5G, le reti cellulari avevano una minore capacità e non c’erano strumentazioni paragonabili a quelle di oggi: la connessione a bordo era definita “sperimentale” ed era quasi sempre un disastro, proprio per la difficoltà di mantenere il treno stabilmente collegato alla rete cellulare. Oggi la qualità della connessione non è paragonabile a quella dell’epoca, che probabilmente ha contribuito più di tutto a confermare l’idea che “il WiFi sull’alta velocità non funziona mai”, ma rimangono comunque alcuni problemi legati più al modo in cui sono fatte le reti mobili che ai treni stessi
La maggior parte dei ripetitori viene installata nelle aree più densamente popolate, a cominciare dalle città, sia per offrire una buona copertura sia per soddisfare tutte le richieste di collegamento da parte di migliaia di dispositivi. Ogni ripetitore può infatti gestire una quantità finita di connessioni per volta ed è il motivo per cui se ne installano di più e con maggiore capacità dove ci sono più persone.
Le zone rurali o montuose sono meno popolate e di conseguenza beneficiano di una minore copertura: il segnale c’è, ma si possono gestire meno dispositivi in contemporanea. Una ferrovia passa necessariamente per queste zone in cui la connessione mobile è meno efficiente, e questo si riflette sulle possibilità di tenere collegato un treno, soprattutto se si sta muovendo molto velocemente.
Per mitigare il problema, i sistemi impiegati sui treni sono di solito in grado di collegarsi in contemporanea a ripetitori che funzionano con tecnologie diverse e che sono gestiti da diversi operatori. Lo scopo è di poter usare più segnali da gestire insieme, in modo da ridurre il rischio che falliscano gli handover e che la connessione salti di continuo. Icomera, una società svedese specializzata nella connettività per i trasporti e tra i partner di Trenitalia, ha sviluppato per esempio un sistema per gestire in contemporanea i segnali 3G, 4G e 5G da ripetitori diversi e di vari operatori, utilizzandoli per compensare i salti di connessione e rendere più stabile il servizio.
(Icomera)
In linea di principio sistemi come questi rendono molto più efficiente il servizio, ma se la distribuzione dei ripetitori lungo la linea ferroviaria è poco omogenea o carente si avranno comunque problemi di connessione, ed è soprattutto per questo motivo che in alcune zone è difficile accedere a Internet sui Frecciarossa o su Italo.
La lentezza e l’inefficienza della connessione possono inoltre essere legate a quante persone stanno utilizzando in contemporanea la rete WiFi del treno, i cui sistemi devono smistare le richieste e fare in modo che la banda disponibile sia usata più o meno equamente da tutti. È il motivo per cui di solito viene limitata la possibilità di guardare video in streaming con il WiFi di bordo, in modo da ridurre il consumo di banda da parte di un singolo dispositivo.
Sia Italo sia Trenitalia danno la possibilità di usare un “portale di bordo” per accedere a film, serie tv e altri contenuti che sono memorizzati e disponibili già nei sistemi del treno, in modo da non doverli scaricare dall’esterno. È per questo motivo che di solito questi servizi sono più veloci e si possono guardare i film anche quando non c’è una connessione funzionante a Internet.
Molte persone si fanno comunque un’idea sulla qualità del WiFi a bordo confrontandolo con la velocità dei loro smartphone, che spesso offrono una connessione migliore e perdono meno di frequente il segnale. I motivi possono essere diversi, a cominciare dalla presenza di modem più recenti ed elaborati sui singoli dispositivi rispetto a quelli impiegati sul treno: cambiare smartphone è del resto più semplice ed economico che cambiare di frequente un intero apparato di gestione del segnale su un treno.
Il proprio smartphone usa inoltre direttamente la propria rete cellulare, ci sono meno passaggi intermedi e il ripetitore garantisce al singolo utente una certa quantità di banda, che può essere superiore a quella messa a disposizione dal WiFi del treno. Gli smartphone più recenti possono inoltre essere meglio attrezzati per gestire il passaggio da una antenna a un’altra, anche se il loro raggio di attività può essere inferiore rispetto a quello dei sistemi montati sul treno.
L’avvento delle reti 5G, con maggiore capacità e minori tempi di risposta, ha inoltre ridotto i problemi di saturazione dei ripetitori dovuti al collegamento in contemporanea di centinaia di persone. In un certo senso, quando un treno dell’alta velocità si avvicina a un ripetitore è come se portasse in pochi secondi un piccolo paese di circa 500 persone che hanno tutte in tasca un telefono. Se il ripetitore è già congestionato per qualche motivo, possono esserci rallentamenti nella connessione per qualche secondo (i ripetitori utilizzano comunque vari sistemi per la gestione contemporanea delle connessioni e per soddisfare le richieste, con gestione di flussi di dati multipli).
I prossimi sviluppi per migliorare le connessioni dal treno arriveranno probabilmente dallo Spazio, grazie all’integrazione delle tecnologie satellitari nei sistemi di ricezione. Icomera da un paio di anni ha avviato lo sviluppo di sistemi ibridi che possano utilizzare non solo i segnali dai ripetitori terrestri, ma anche quelli dalle costellazioni di satelliti in orbita bassa intorno alla Terra come Starlink, la rete di migliaia di satelliti di SpaceX per avere Internet dallo Spazio. La società ha in programma di offrire le prime soluzioni commerciali entro quest’anno, ma non è chiaro quali saranno i primi clienti a beneficiarne.
