NGN 2 Next Generation Network Fase 2

1. Presentazione articolo scientifico a cura di: Michele BagnatoCorso di Comunicazioni Ottiche A.A. 2007/2008Prof. Busacca Alessandro NGN 2Next Generation Network Fase 2

2. 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 (TelephonyOver 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)

3. 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

4. Evoluzionedellacopertura NGN2 – VDSL2 dellecittà e dellecentrali

5. 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 (FiberTo 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 (FiberTo 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 (FiberTo The Home): sviluppo della rete in fibra ottica fino alle unità immobiliari (U.I.) Armadio interno edificio Armadio esterno edificio

6. La rete di nuova generazione: Architettura NGN2 verso le soluzioni “FiberTo The Home”

7. 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) per architettura FTTB/Curb:tecnica di trasmissione punto-multipunto basata sul protocollo GEM (GponEncapsulationMethod) per il trasporto di traffico Ethernet e TDM, con velocità di linea in downstreamdi 2,488 Gbit/s.

8. 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.

9. 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.

10. 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)

11. 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 • DOWNSTREAM: da CO a utente finale: 1500 nm • 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: • 10log10 (Nutenti)

12. 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 Dimensioni tipiche

13. 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 ( 50 mm) ogni cavo più 2 tubi aggiuntivi (di scorta e di manovra) • nel caso di cavi ottici secondari un tubo ( 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 Monotubo 50mm Libero Canalizzazione PVC 125mm Occupata da rete rame Posa interrata in Minitricena 5x30

14. FTTCurb – Armadio ONU Quadro Elettrico ST&T Power Sup. Terminazione Fibra Testarmadi Sensori Temp. & H20 Batteria Ingresso Cavi Primo Prototipo cablato in TILAB Torino

15. MiniCabinet FTTB ONU PSU/QE SK TO ST&T Doppino utente STB Chiostrina 10 utenti T. Ru T. Rs CPE Cavo UTP Fibra SM GPON Cavo 1 10 coppie Cavo 50 coppie Linee CO Linee rilegamento utente Cavo 2 50 coppie Rete 230 VAC FTTCurb – Cablaggio

16. 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.

17. OTDR • Un diodo laser è modulato a produrre un treno di impulsi verso la fibra, ognuno di questi subisce backscattering, producendo echi che si propagano all’indietro verso l’ingresso fino a raggiungere,attraverso un accoppiatore direzionale, un fotodiodo. • In modo analogo a quanto avviene in un radar, il segnale elettrico in ricezione viene quindi elaborato al fine di tradurre le informazioni temporali ad esso associate in informazioni spaziali sulla fibra. • L’attenuazione dei componenti ottici dell’impianto varia con la lunghezza d’onda, uno dei parametri caratteristici dell’OTDR è proprio la lunghezza d’onda della sorgente; i valori tipici e più diffusi in commercio sono 850 nm, 1310 nm, 1550 nm.

18. Traccia tipica di OTDR

19. Le problematichetecnologiche • Estensionedellabandatrasmissivafino a 30 MHz • Protezionedaidisturbisullaretedicablaggiodomestico • Richiede un ri-cablaggio completo della rete di accesso, costosissimo. • Richiede un apparato ottico per ciascun appartamento • Introduzionedialgoritmidigestione del livellodipotenzatrasmesso al fine dirispettarecriteridicompatibilitàspettrale con I sistemixDSLpreesistenti

20. 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.

21. FINE