NGN 2 Next Generation Network Fase 2

Presentazione articolo scientifico a cura di: Michele Bagnato

Corso di Comunicazioni Ottiche A.A. 2007/2008 Prof. Busacca Alessandro

Introduzione

     L’NGN (Adsl2Plus fino a 20 Mbps) esiste già dal 2005 e nel corso del 2007 è arrivata a coprire circa il 50% della popolazione.

Nel corso del 2008, le offerte double (voce ed internet) e triple play (voce, internet e tv) di Telecom Italia includeranno l'offerta voce in modalità TOIP (Telephony Over IP).

Ma per un cambio di scenario radicale bisognerà attendere almeno il 2010, quando si concluderà il progetto di Telecom “La Rete di Nuova Generazione (NGN2)” Ciò consentirà di integrare in un'unica infrastruttura la NGN1 esistente con una nuova NGN2 basata su Gygabyte Ethernet e reti in fibra ottica passiva Gpon (Gigabit Passive Optical Network). Abbiamo un intervento significativo sul core, il nucleo di trasporto delle reti, in vista di una doppia stratificazione funzionale (trasporto ottico più commutazione softswitch)

Obiettivi

       Un'infrastruttura di rete di tipo NGN2 per l'offerta di soluzioni di video comunicazione e trasmissione immagini in HD.

La nuova piattaforma di rete "all IP" a larghissima banda consentirà di trasportare tutti i servizi triple play, compresi quelli voce, che migreranno dalle piattaforme TDM (a commutazione di circuito) a quelle IP.

Prima sarà necessario trasportare su IP l'intera dorsale, poi estendere la fibra ottica a livello di distribuzione locale.

La copertura NGN2-VDsl2 prevista entro il 2016 è di 13 milioni di collegamenti, con i restanti 7 milioni coperti da AdslPlus.

VDSL2 dovrebbe poter raggiungere, sia in downstream che in upstream, velocità fino a 100 Mbps, 10 volte superiore al limite massimo delle normali ADSL.

Sviluppare e rinnovare in modo organico la rete di accesso di Telecom Italia Abilitare tutti i clienti alla fornitura di servizi broadband a banda sempre più elevata

Evoluzione della copertura NGN2 – VDSL2 delle città e delle centrali

2200 2200 1980 1760 1540 1320 1100 880 660 440 220 0 7 1 2007 22 2 2008 41 6 2009 1296 1766 1140 842 826 482 562 249 112 20 2010 81 2011 207 2012 2013 2014 977 2015 2016 Centrali VDSL2 Città VDSL2

Architettura NGN2

 Le architetture previste nel breve e medio termine (portando la fibra più vicina all’utente finale, usando xDSL solo per l’ultimo tratto) sono:  FTTCab (Fiber To The Cabinet): sviluppo della rete in fibre ottica fino ad apparati stradali, da predisporre in sostituzione degli armadi di distribuzione in rame esistenti e ripresa progressiva con tecnologia VDSL2 di tutti i clienti afferenti all’armadio stesso  FTTB/Curb (Fiber To The Building/Curb): sviluppo della rete in fibra ottica fino ad apparati posti all’interno o nei pressi degli edifici e ripresa progressiva con tecnologia VDSL2 dei clienti presenti negli edifici stessi  Una possibile evoluzione a lungo termine della rete è:  FTTH (Fiber To The Home): sviluppo della rete in fibra ottica fino alle unità immobiliari (U.I.) Armadio interno edificio Armadio esterno edificio

La rete di nuova generazione:

Architettura NGN2 verso le soluzioni “Fiber To The Home”

Tecnologie Ottiche

Le tecnologie ottiche da utilizzare nella rete di Accesso NGN2 sono:   GBE (Giga Bit Ethernet) per architettura FTTCab: è una tecnica di trasmissione alla velocità di 1 Gbit/s che costituisce l’evoluzione dello standard Ethernet, la principale tecnologia utilizzata nelle reti LAN. Tramite apparati con la funzione di switch e router collega varie LAN per piattaforme di accesso Internet ad alta velocità.

GPON (Giga Passive Optical Network)

velocità di linea in downstream di 2,488 Gbit/s.

per

architettura FTTB/Curb: tecnica di trasmissione punto multipunto basata sul protocollo GEM (Gpon Encapsulation Method) per il trasporto di traffico Ethernet e TDM, con

GBE

 Con la tecnica GBE, la Terminazione di Rete del Cliente può essere collegata alla Centrale insieme ad altre Terminazioni di Rete sullo stesso sistema di trasmissione numerico della rete di accesso. La connessione tra le Terminazioni di Rete è generalmente realizzata in modalità “punto punto” .Gli apparati in tecnica GBE possono essere a singola o doppia interfaccia ottica secondo il grado di sicurezza da garantire al collegamento.

CENTRALE R A T O A P P A

IO IO

= INTERFACCIA Tx 1 fibra Rx 1 fibra

PR02306.PRE

IO

A P P A R A T O

GPON

 Con la tecnica GPON, la Terminazione di Rete del Cliente può essere collegata alla Centrale insieme ad altre Terminazioni di Rete sullo stesso sistema di trasmissione numerico della rete di accesso. La connessione tra le Terminazioni e la Centrale, è effettuata con fibre condivise diramate con splitter ottici, in modalità “punto-multipunto splitting”. Gli apparati in tecnica GPON possono essere a singola o doppia interfaccia ottica secondo il grado di sicurezza da garantire al collegamento.

GBE (FTTCab) – GPON (FTTCurb)

Rete GBE

Punto-Punto Utilizzo n °2 fibre (TX-RX) FTTCab Rete ottica classica

Rete GPON

Punto-Multipunto Utilizzo n °1 fibre FTTCurb Nuova Rete Ottica -> Utilizzo Splitter 1310nm Upstream (Dati+Voip) 1490nm Downstream (Dati+Voip) 1550nm Downstream (IpTV)

Architettura PON

  Esistono vari “standard” per le reti PON, che condividono tuttavia tutti le stesse idee di base Uso della singola fibra in maniera bidirezionale, tipicamente con due lunghezze d’onda diversi  utente finale: 1500 nm  DOWNSTREAM: da CO a UPSTREAM: da utente a CO: 1300 nm.

 Bit rate (solitamente) asimmetrici nelle due direzioni  Versioni “evolute” GPON/EPON/GEPON  DOWNSTREAM: 2.5 Gbit/s  UPSTREAM: 1 Gbit/s  Gli splitter introducono un’attenuazione pari almeno a: 10log 10 (N utenti )

Architettura FTTH prevista nel lungo termine

      Sviluppo della rete PON (Passive Optical Network) con impiego di diramatori ottici passivi (splitter) in grado di ripartire un segnale in ingresso su “n” uscite ciascuna dedicata ad un apparato utilizzo della tecnologia trasmissiva GPON (2,488 Gbit/s) con interfaccia ottica trasmissiva senza ridondanza predisposizione per ogni GPON fino a due diramatori ottici in cascata, con grado massimo di diramazione pari a 1/32, generalmente posizionati in corrispondenza degli edifici sviluppo della rete in fibra ottica dalla Centrale fino all’interno delle U.I

alimentazione elettrica dell’apparato mediante collegamento alla rete del cliente progressiva dismissione della rete primaria e secondaria in rame

     

Infrastrutture

Lo sviluppo della rete NGN2 deve prevedere il massimo utilizzo delle infrastrutture esistenti I tracciati dei cavi in rame esistenti posati sugli edifici devono essere considerati, nei tratti urbani dove non sono presenti infrastrutture sotterranee La posa del cavo ottico sugli edifici può essere eseguita in abbinamento con i cavi in rame e si può realizzare secondo le seguenti modalità:  

Posa diretta su muro Posa su fune

La realizzazione di nuove infrastrutture sotterranee deve puntare al massimo utilizzo di tecniche alternative allo scavo tradizionale quali : 

Minitrincea

 

No-Dig leggero No–Dig tradizionale

Le infrastrutture sature devono essere considerate disponibili prevedendo sistematicamente il sottoequipaggiamento delle stesse mediante le seguenti soluzioni:  

calze multicella microtubetti



posa diretta di un secondo cavo ottico all’interno di un tubo già occupato da un cavo in

fibra.

Per il dimensionamento delle nuove infrastrutture sotterranee occorrerà prevedere:   nel caso di cavi ottici primari un tubo ( manovra) 

Libero Occupata da rete rame

nel caso di cavi ottici secondari un tubo ( 

5x30

50 mm) ogni 2 cavi più un tubo aggiuntivo (di manovra).

 In rete secondaria è ipotizzabile la posa di 2 cavi ottici all’interno dello stesso

FTTCurb – Armadio

ONU ST&T Quadro Elettrico Power Sup.

Testarmadi Batteria Primo Prototipo cablato in TILAB Torino Terminazione Fibra Sensori Temp. & H 2 0 Ingresso Cavi

FTTCurb – Cablaggio MiniCabinet FTTB ONU

Fibra SM GPON Cavo 50 coppie Linee CO Rete 230 VAC SK

ST&T PS U/Q E TO T. Ru T. Rs

Chiostrina 10 utenti Doppino utente

CPE

Cavo UTP Cavo 1 10 coppie Linee rilegamento utente Cavo 2 50 coppie

STB

Misure

  Le misure sugli impianti con cavo ottico, come sulle reti GPON per la NGN2, si basano principalmente sull’utilizzo dell’OTDR (Optical

Time Domain Reflectometer), uno strumento

versatile, che si adatta molto bene all’uso in campo nelle varie fasi di vita dell’impianto: realizzazione, collaudo e manutenzione.

Lo schema di principio di un OTDR è abbastanza semplice.

OTDR

 L’attenuazione d’onda, dei componenti ottici uno dei parametri caratteristici dell’impianto dell’OTDR è varia con la lunghezza proprio la lunghezza d’onda verso l’ingresso

Traccia tipica di OTDR

Le problematiche tecnologiche

 Estensione della banda trasmissiva fino a 30 MHz  Protezione dai disturbi sulla rete di cablaggio domestico  Richiede un ri-cablaggio completo della rete di accesso, costosissimo.

 Richiede un appartamento apparato ottico per ciascun  Introduzione di algoritmi di gestione del livello di potenza trasmesso al fine di rispettare criteri di compatibilità spettrale con I sistemi xDSLpreesistenti

NGN2: Il DOMANI della Rete

 Portare la fibra ottica dalle centrali Telecom fino in armadio (elemento intermedio della rete) FTTCab, o fino a casa del cliente FTTH, sostituendo del tutto o riducendo la tratta in rame della rete. In questo modo si vuole sviluppare e rinnovare in modo organico la rete di accesso Telecom Italia, ed inoltre abilitare tutti i clienti alla fornitura di servizi broadband a banda sempre più elevata.

FINE