P2P Foundation

The Foundation for Peer to Peer Alternatives

Project SPIDERWEB - a citizen-owned WiFi (mesh) network

This is an announcement I found on facebook. It is about a project in two Italian cities to construct a citizen-owned WiFi mesh network that will allow direct communication and will link into the internet at provider level.

Here is a translation of the (Italian) announcement:

Project SPIDERWEB - a citizen-owned WiFi (mesh) network

This is a group of persons who intend to construct a citizen-owned WiFi mesh network to bring free and low-cost communication in the area of Cerveteri-Ladispoli (two towns just north of Rome). 

The Mission:
We are used to seeing our relation with a telephone or internet provider as if the way things are arranged was the only possible model. Today, this is a relation of "one (the provider) with many (us)". In practice, this is the same model that is used for all vital services, energy, gas and so on. In this case we often have a monopolistic provider who repetitively charges a number of costs, putting them on the shoulders of that "one" who has to pay the high price of the service. 

The relation therefore becomes either centralized where one point provides a service to large parts of the population or in the best of cases it is decentralized where several points provide service to a more limited number, as in the case of telecommunication. In both of these models of distribution however it is always one who distributes to single users and who charges a fee or metered tariff for its services.

On the other hand, it would be much more interesting if everyone became both a user and provider of the service having a direct connection with the whole distributed network. In that case, everyone becomes a node in the network, receiving and transmitting the signal. All of these nodes together form a reliable network of distributed ownership. 

In this model, the 'last mile' would not be run by Telecom (Italian national phone company), and the various providers who lease their lines with costs that are inevitably paid by the final user. The distributed mesh network would be a real 'last mile provider' owned by the citizens, which would of course make it possible to provide a number of FREE services on that network because it is owned by those who use it. 

Those are a lot of interconnected, communicating nodes that can exchange data and information at high throughput rates in wireless mode. Today instead, even to communicate with our neighbor, if we use the internet, we have to go through our provider and then back down through his, to reach his computer. It is the same with the telephone. We have to get connected to the nearest telephone switchboard to then go down again through the wires to our neighbor's phone.

With this distributed mesh system instead, I have a direct line to anyone who is part of the network, and I don't have to go through any intermediaries. Only one access to the internet will be needed and it will be freely distributed, carried by the active nodes of the distributed network. 

One good point is that in this case, the sharing of bandwidth will not penalize the users because everyone of them receives and amplifies the signal. The local net even increases the available bandwidth, since every user can talk directly with any other user in the network. In practice, I will have a high velocity network where the cost of data traveling inside the network is extremely low if not zero, paying only when access to the internet is needed. 

The network will have guaranteed wide band connectivity because if the network buys from a provider access at 10 megabit, those will be 10 real megabit, both in download and in upload, rather than a "best scenario" figure which often the case today. This direct control of bandwidth makes it possible to use services that are difficult to implement today because of a lack of bandwidth, such as streaming, VOIP etc. In the average our connections, even though nominally they reach 8 megabit, are some 2.5 or 3 in download and a mere 0.4 in upload. 

The distributed network will attain notable contractual power. It is no longer the single user who contracts for bandwidth and has to accept the conditions of a small choice of providers. The network as a whole contracting for bandwidth can obtain much more favorable conditions than we could, each one of us alone. 

Another important point is that a network of this kind will be less vulnerable to blackouts and to catastrophic events such as earthquakes, because nodes automatically connect to the closest active node in their vicinity and the network automatically reconfigures to keep on working. In case access to the internet were interrupted, it would still be possible to communicate through the local net. The cost of running the network would be much lower and the net would be more resistant. 

The local network can become a provider of service to companies that need broad band access to deliver their products to end users, things like streaming of movies that no longer have to be rented on DVD, publicity of local products over dedicated community TV channels and so on. There are also public utility services that could use the network, from e-learning for kids who have to stay home, connecting them directly to the school, to the provision of emergency help to older people, from TV and radio for neighborhoods and towns to administrative services such as obtaining documents, making appointments with local administration etc. The network cost for those services that do not need access to the internet, would be negligible.

Any user with a smart phone could hook up to the network at any point, same for any PC or notebook with a network card. Phone calls can be made through VOIP, obtaining large savings and, thanks to the large available bandwidth, good quality of connection. In the future, when the distributed access system is widely adopted, the different last mile providers may link up and perhaps with one account we can obtain access anywhere, even when away on holidays. Compared to today's access costs, savings should be around 40%, perhaps more, while quality and variety of services to choose from would be much better. 

Using WiFi technology, this infrastructure can be constructed at a very reasonable cost and after urban networks have been completed, one could think about connecting outlying areas that do not have good access today. Think about it - the network could be financed using only the current costs of connection for one year and the connectivity costs of the local administration. 

While it would be optimal to construct this network in conjunction with the local administration, in case this cannot be arranged, there is always  the possibility to link up directly from the bottom up, with people putting a WiFi antenna on their rooftop and starting to share the network. Such a network can grow in a natural way, automatically adjusting to changes in size. Once the threshold of a hundred nodes is reached, and even better with a higher number, bandwidth can be acquired from a provider and thus the network has its own dedicated access to the internet. 

From an ecological and emissions point of view, mesh networks that adopt wireless technology work with an rooftop antenna that can serve several people and emits 20 to 30 milliwatt, consuming only 6 Watt of electricity. In comparison, the cell phones which we keep in our pockets have emission strengths in the range of 500 to 1500 milliwatt. 

The hardware costs for each node range from a low of 70 to a high of 200 euro for the technologically more advanced devices. The visual impact is limited and certainly lower than that of a traditional or a parabolic TV antenna. Installation is not subject to permits, it is enough to inform your building administration. Technical needs include an electricity outlet, possibly with its own counter to determine consumption, and a data cable going down to your apartment, which could utilize the same space as the standard TV cable.

Similar networks are already functioning in various places:

Catalonia, Spain - Guifi.net

Ljubljana, Slovenia - wlan-lj.net  (on wikipedia)

Rome, Italy - Ninux.org 

Not all community wireless networks are citizen owned. The majority of them seem to be organized by the local administration. As this incomplete list on wikipedia shows, there are a large number of these networks already, but there certainly is space for many, many more...

The Spiderweb project in Italian: 

Progetto RAGNATELA - rete a maglia WiFi (mesh) di proprietà dei cittadini

Gruppo di persone interessate alla realizzazione di una rete a maglia WiFi (mesh) per una comunicazione libera e a basso costo di proprietà dei cittadini, da realizzare nel territorio di Cerveteri-Ladispoli.

Oggi siamo abituati a pensare il rapporto con il nostro gestore telefonico e il provider di internet come se quello attuale fosse l’unico modello possibile. Oggi è un rapporto “uno (il gestore) a molti (noi)”, in pratica lo stesso che viene replicato per tutte le erogazioni di servizi essenziali, energia, gas ecc. in questo caso noi abbiamo, spesso e volentieri, un monopolista che replica tutta una serie di costi sulle spalle di quell’uno che deve pagare salato il suo servizio.
Il rapporto quindi diventa o centralizzato dove da un solo punto si eroga il servizio a fette importanti di popolazione oppure nel migliore dei casi decentralizzato dove tante centrali sparse sul territorio erogano il servizio, come nel caso di Telecom: Nei due sistemi di distribuzione però è sempre e solo uno che distribuisce agli altri e da questi si fa corrispondere un canone o pagare una tariffa.

Viceversa, sarebbe molto più interessante, se ognuno diventasse fruitore ed erogatore allo tempo del servizio con un rapporto diretto con tutta la rete costruita, la cosiddetta rete distribuita. In quest’ultimo caso ognuno è un nodo della rete che riceve e ritrasmette il segnale e l’unione di tutti questi nodi costituisce una rete affidabile e di proprietà diffusa.

Con questo modello l’ultimo miglio, anziché transitare sulla rete Telecom e gestito da vari operatori telefonici che l’affittano da Telecom con costi che ricadono inevitabilmente sull’utente finale, verrebbe costruito con il sistema distribuito (mesh) costruendo una vera e propria rete di gestione dell’ultimo miglio, di proprietà dei cittadini all’interno della quale far circolare una serie di servizi GRATUITAMENTE perché di proprietà di chi la usa.
Tanti nodi che interconnessi fra loro comunicano e si possono scambiare dati e informazioni ad alta velocità (in modo wireless), senza uscire dalla rete. Oggi infatti anche per comunicare con il vicino di casa, se utilizziamo il computer dobbiamo connetterci alla rete internet con il nostro provider e rientrare e comunicare quindi con il computer del nostro vicino, con il telefono è la stessa cosa collegandoci alla centralina telefonica più vicina per entrare, tramite doppino telefonico nella casa del nostro vicino.
Con il sistema distribuito (mesh) invece io ho un rapporto diretto con chiunque faccia parte delle rete e non ho necessità di intermediari. Avrò solo bisogno di un unico accesso alla banda della rete internet che verrà distribuito in tutta la rete e condiviso con gli altri attraverso ogni nodo dei sistemi attuali.

La particolarità è che in questo caso la condivisione della banda non penalizzerà gli utenti, ma ognuno riceverà e amplificherà il segnale addirittura aumentando la banda stessa potendo interloquire direttamente con ogni partecipante alla rete. In pratica io avrò una rete ad alta velocità in cui i costi di traffico dei dati all’interno della rete distribuita avranno un costo risibile se non nullo, pagando solamente quando si richiede l’accesso ad internet. La banda larga di questa rete sarà garantita perché se la rete, tramite il suo provider, acquisirà 10 megabit questi saranno 10 megabit reali e non nominali come spesso oggi avviene, sia in download e soprattutto in upload, garantendo così la possibilità di usufruire di servizi che invece oggi non riescono a decollare a causa della poca velocità della rete in upload come lo streeming, il voip ecc. La media delle nostre connessioni anche se nominalmente raggiungono gli 8 mega sono 2,5/3 in download e 0,4 in upload.
La rete inoltre acquisirà anche un potere contrattuale molto importante perché non sarà più il singolo utente a contrattare l’acquisto della banda soggiacendo alle condizioni imposte dai vari gestori, ma sarà tutta la rete locale nel suo insieme che acquisterà la banda riuscendo ad ottenere condizioni di gran lunga migliori rispetto al singolo.

Quello che salta immediatamente all’attenzione è che una rete a maglia così impostata sarà meno vulnerabile ai black out e alle catastrofi come un terremoto perché automaticamente i nodi cercano quello attivo più vicino e tutta la rete si riassesta automaticamente. Se per caso si interrompesse il flusso dell’accesso alla rete di internet o telefonica sarebbe sempre comunque possibile comunicare, trasmettere dati e informazioni attraverso la rete locale. Costerà molto meno gestirla e sarà molto meno manipolabile. Inoltre la stessa rete può dare, attraverso la gestione dei servizi alle imprese che potrebbero sfruttare la rete, un reddito o benefici ulteriori a coloro che ne fanno parte, servizi come lo streeming di film che invece di noleggiare il dvd, te lo scarichi da casa, la pubblicità dei prodotti locali attraverso canali televisivi dedicati alla comunità,. Oltre a questo ci sono i servizi di pubblica utilità che possono andare dall’e-learning per i ragazzi malati collegando direttamente la scuola a casa, al telesoccorso alle persone anziane, la tv e radio di quartiere o di città, servizi comunali come certificati, prenotazioni sanitarie ecc. grazie al riconoscimento dell’indirizzoIP e moltissime altre cose che rientrando nell’ambito della rete e non avendo accesso ad internet costerebbero praticamente niente.

Ogni utente della rete dotato di smart phone potrà agganciarsi in qualunque punto, così come ogni pc portatile all’interno della rete. Le comunicazioni telefoniche potranno avvenire tramite voip consentendo un risparmio notevole e con risultati ottimi grazie all’ampiezza reale della banda. Un domani che il sistema distribuito sarà diffuso sarà anche possibile mettere in relazione le varie reti di gestione dell’ultimo miglio e magari poter utilizzare un unico account permettendo l’accesso con il proprio abbonamento anche in vacanza ove naturalmente sia presente questa tipologia di reti. Il risparmio rispetto ai costi attuali sarà circa un 40% in meno, forse anche di più, con un aumento delle prestazioni e delle possibilità operative.

Utilizzando la tecnologia WI FI invece si può costruire questa infrastruttura a costi veramente bassi e dopo aver coperto le aree urbane è possibile anche procedere alla copertura di aree oggi digital divide. Pensate che sarebbe possibile costruire questa rete utilizzando il risparmio di un anno per le comunicazioni e di connessione della sola amministrazione comunale. Il contatto con l’amministrazione locale infatti sarebbe la cosa migliore per dare vita a questa rete nel territorio comunale, ma se questo non fosse possibile è sempre aperta la strada della costruzione dal basso con persone che autonomamente decidono di mettere il dispositivo di ricezione WI FI sul proprio tetto e iniziare a condividere la rete, anche perché la rete può svilupparsi in modo naturale e si assesta automaticamente.
Raggiunta la soglia di 100 persone disposte a fungere da nodo mettendo il dispositivo sul tetto, meglio se di più, è possibile acquistare la banda tramite un provider e avere così la propria rete che accede anche a internet.

Dal punto di vista ecologico e delle emissioni le reti a maglia che adottano dispositivi wireless hanno sul tetto un'antenna di 20-30mW che servono più persone e consumano solo 6W di energia ad apparato, per dare un riferimento i cellulari che teniamo in tasca vanno da 500 a 1500 mW.
I costi del dispositivo, vanno dai 70 ai 200 euro per i nodi più evoluti, l’impatto visivo è limitato e notevolmente inferiore ad una normale antenna o parabola. Per installarla basta solamente la comunicazione al condominio perché l’installazione è libera e senza vincoli. Tecnicamente ha necessità di un punto dove avere energia elettrica eventualmente mettendo un contatore per conteggiare la spesa e far scendere nel proprio appartamento un cavo dati, magari utilizzando la canalina dell’antenna TV.

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