FTTx

DI CHE COSA PARLIAMO

Con la denominazione NGN (Next Generation Network) ci si riferisce ad una generazione di reti di telecomunicazioni caratterizzate da principi di funzionamento e architetture completamente diverse rispetto al passato. In particolare, quando si parla di NGN ci si riferisce a ben precisi aspetti di carattere tecnologico:

  • Trasparenza della rete per qualunque tipo di servizio (voce, video, dati);
  • Impiego dell`architettura di trasporto a commutazione di pacchetto ed uso del protocollo IP;
  • Notevole valore aggiunto dei servizi offerti dalla rete stessa;
  • Adozione di bande sempre più larghe per la richiesta di servizi innovativi: IPTV, HDTV, 3D, VoIP ecc.

Elemento fondamentale della rete NGN sono le innovazioni introdotte nelle piattaforme di servizio e le nuove architetture e tecnologie nell'area di accesso. L'accesso rappresenta infatti il "collo di bottiglia" per servizi a banda larga ed ultralarga. Le reti NGN prevedono un dispiegamento estensivo di fibre ottiche verso l'utente, che rappresenta un passo fondamentale verso una trasformazione delle tecnologie di rete in un "tutto ottico", inclusa la commutazione.

Le nuove reti di accesso prendono il nome di NGAN (Next Generation Access Network) e prevedono, come detto, l'introduzione totale o parziale della fibra ottica in luogo del rame, utilizzata come risorsa condivisa tra più utenti. Le tre famiglie di architetture di rete, definibili come "infrastrutturali" per la rete NGAN, in generale designate con l'acrnoimo FTTx sono denominate:

  • FTTCab : Fiber To The Cabinet (Fibra all'Armadio Ripartitore);
  • FTTB/C : Fiber to The Building (Fibra all'Edificio) o Fiber To The Curb (Fibra al Marciapiede);
  • FTTH : Fiber to the Home (Fibra all'abitazione dell'utente).

Le tecnologie che permettono l'implementazione delle architetture infrastrutturali citate, sono molteplici, infatti ciascuna delle tre architetture rappresenta in realtà una famiglia di possibili soluzioni applicative con relativi vantaggi e svantaggi. Per avere il quadro completo delle possibili soluzioni implementative, è necessario approfondire le diverse tecniche hardware e software che per quanto riguarda le reti di accesso, sono legate ai primi due livelli dello stack ISO/OSI, ossia il cosiddetto "strato fisico" (Livello1) che, come noto, specifica l'interfaccia meccanica ed elettrica per la trasmissione dei bit me mezzo trasmissivo impiegato, e lo strato "Data Link" (Livello2) che specifica l'organizzazione dei dati in frame.

Per il Livello1, è necessario approfondire in particolar modo la classe xPON (Passive Optical Network), il VDSL2 (Very High Speed DSL) ed il WDM (Wavelength Division Multiplexing). Per quanto riguarda invece le tecnologie di Livello2 occorre richiamare l'attenzione sul protocollo Ethernet di Livello2.

Combinando opportunamente le tecnologie menzionate, è possibile avere il quadro completo delle differenti soluzioni proposte per le reti d'accesso NGAN nell'ambito delle tre famiglie FTTx.

PASSIVE OPTICAL NETWORK

L`opportunità di introdurre le tecnologie ottiche nel segmento di rete di accesso costituisce una possibile risposta alla sempre crescente richiesta di servizi sia da parte dell`utenza affari (grandi e medie imprese) sia nei segmenti ù bassi di clientela. I servizi di interesse vanno ben al di là dell`esigenza di classica connettività vocale, e comprendono la connettività dati per accesso a Internet ad alta velocità, il commercio elettronico, i servizi di teleconferenza e telemedicina, fino a comprendere i servizi video (broadcast e on demand).

Una PON è una rete ottica, priva di elementi attivi nel percorso da sorgente a destinazione e utilizzata di solito in configurazioni point-to-multipoint. È costituita da un OLT (Optical Line Terminal) e da N ONU (Optical Network Unit).

Le OLT e le ONU sono connesse dalla rete di distribuzione ottica ODN (Optical Distribution Network) in configurazione punto-multipunto che può essee realizzata con uno o ù livelli di diramazione e con i diramatori ottici disposti ù o meno vicini alla OLT o alle sedi cliente, a seconda della disponibilità di fibra e delle strategie di introduzione della fibra ottica adottate dal gestore di rete; la fibra ottica impiegata è tipicamente di tipo single mode conforme allo standard ITU-T G.652.

La rete di distribuzione ottica rappresentata è totalmente passiva, ma possono essere concepite soluzioni che fanno uso di elementi attivi all`interno della rete di distribuzione ottica (es. amplificatori ottici) al fine di consentire la copertura di maggiori distanze, l`utilizzo di un minor numero di centri di commutazione e/o servire un numero ù elevato di clienti (maggiore fattore di splitting, 2048 contro il 32-64 dello standard): in questo caso si parla di soluzioni SuperPON".

Il modello di rete presentato può essere applicato sia ad architetture di tipo FTTH (Fiber to the Home) - nelle quali la singola ONT è dedicata al singolo cliente - sia ad architetture con un maggior grado di condivisione della terminazione ottica (ONU) quali FTTB (Fiber to the Building) o FTTC (Fiber to the Curb). È evidente che in questi due ultimi casi l&garve;architettura di rete d`accesso potrà prevedere un parziale impiego di rete in rame, sfruttando così la capillarità di quest`ultima nel tratto terminale. Per il drop su rame si possono utilizzare i sistemi trasmissivi ad alta velocità su rame della famiglia VDSL (Very High Speed Digital Subscriber Loop).

Tra le reti PON di particolare importanza sono: le BPON, le EPON e le GPON

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HOME NETWORKING

Uno degli ambiti ù critici per lo sviluppo della rete FTTH è quello metropolitano e in particolare quello relativo al cablaggio di edifici esistenti, il cosiddetto brownfield. La difficoltàconsiste nella limitata disponibilitàdi infrastrutture per telecomunicazioni (soprattutto negli edifici ù datati), nelle problematiche di ottenimento dei permessi (soprattutto per installazioni "a vista"), nelle normative nazionali, che fino a qualche tempo fa non consentivano la posa di cavi se non in infrastrutture dedicate (riferendosi ai portanti in rame). In questo contesto, è fondamentale identificare soluzioni che consentano di cablare gli edifici esistenti con il minimo impatto ambientale (sull`edificio) e a bassi costi di realizzazione.

All'interno della singola abitazione, gli apparati necessari per la terminazione di rete, possono essere posti all'ingresso o in corrispondenza della prima linea telefonica, al fine di garantire la minima à; oppure in accordo con l'utente vicino al televisore o al PC; in questo caso la fibra ottica proveniente dalla rete di accesso ò sfruttare le infrastrutture preesistenti.

L'evoluzione tecnologica porteràa soluzioni ONT miniaturizzate da "nascondere" all'interno della borchia oppure integrate nell'Access Gateway.

Per raggiungere dall'Access Gateway tutti gli apparati connessi (TV, Set Top Box, dischi di rete, Smartphone, PC, ecc.) ci sono diverse soluzioni implementative per il collegamento a Internet o tra dispositivi.

Le soluzioni di connettivitàadottate in casa non devono costituire un collo di bottiglia rispetto alla "banda" resa disponibile dalla rete di accesso.

Non c`è una tecnologia vincente al 100%, occorre trovare quelle giuste caso per caso:

  • Tradizionale cablaggio per reti locali (UTP/Ethernet cable);
  • Sfruttare i supporti preesistenti (rete elettrica, doppino, ecc.);
  • Soluzioni wireless (Fi-Fi, ZigBee);
  • Fibre ottiche plastiche (POF);

La soluzione migliore è il cablaggio strutturato: cablaggio a stella indipendente dalle applicazioni che permette la gestione di ù servizi; flessibile, riconfigurabile ed espandibile è applicabile ad edifici di nuova costruzione o ristrutturazione. Per ogni postazione da servire, vengono posati uno o ù cavi in apposite canalizzazioni nelle pareti, nei controsoffitti o nei pavimenti dell'edificio, fino a raggiungere un armadio di distribuzione di piano (nel gergo del cablaggio strutturato, Floor Distributor o FD), solitamente si tratta di un rack standard da 19 pollici, che può ospitare sia permutatori che apparati attivi.

Questi cavi sono attestati da una parte in un pannello di permutazione nell'armadio, dall`altra in una placca a muro o a pavimento in prossimità della postazione utente. Collegando un cavo di permuta dal calcolatore alla presa a muro, e un altro dal permutatore ad un apparato di rete (come un hub o uno switch), si crea un collegamento elettrico che permette di collegare il calcolatore alla rete.

Con NGAN si ha un ambiente in continua evoluzione.

VANTAGGI E SVANTAGGI

Una rete di telecomunicazione basata su collegamenti in fibra ottica che raggiungono direttamente le abitazioni degli utenti. L`innovazione principale associata a questo tipo di architettura è costituita dall`utilizzo della fibra ottica anche nell`ultimo tratto del collegamento esterno alle abitazioni ( il cosiddetto "ultimo miglio" ) per il quale, fino ad oggi, venivano utilizzati i tradizionali cavi in rame. Grazie a questa soluzione è possibile fornire sufficiente bandwidth, in maniera efficiente e sicura e a prezzi contenuti per soddisfare la domanda dei consumatori.

Di quanta bandwidth abbiamo bisogno?

Dipende dall`informazione che dev`essere trasportata. Un segnale televisivo standard richiede circa 2Mbps ( 2 milioni di bit al secondo ), un segnale in HD fra 4 e 8 Mbps, mentre un video in 3D fra 50 e 100 Mbps. In generale la richiesta di bandwidth per moltissimi tipi di dati sta crescendo in maniera esponenziale. Basti pensare alle macchine fotografiche digitali che creano immagini sempre ù grandi. Alla velocità offerta da un collegamento ADSL tradizionale, anche un`immagine compressa richiede un tempo notevole per essere inviata via mail o per essere uploadata sul Web.

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