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Evoluzione della rete di accesso A.Vailati. Accesso commutato ad Internet SGU Rete dati NAS PRA PHY PPP IP APP SL Modem POTS/ISDN POTS codifica AMI BW.

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Presentazione sul tema: "Evoluzione della rete di accesso A.Vailati. Accesso commutato ad Internet SGU Rete dati NAS PRA PHY PPP IP APP SL Modem POTS/ISDN POTS codifica AMI BW."— Transcript della presentazione:

1 Evoluzione della rete di accesso A.Vailati

2 Accesso commutato ad Internet SGU Rete dati NAS PRA PHY PPP IP APP SL Modem POTS/ISDN POTS codifica AMI BW <= 56 kbit/s ISDN codifica 2B1Q BW = 64 kbit/s su canale B BW <= 128 kbit/s (multilink)

3 Architettura di rete per accesso commutato ad Internet X X INTERBUSINESS X X RETI ALTRI OPERATORI PRA RETE PSTN/ISDN RETI DATI ARCIPELAGO POP TIN PRA POP ALTRI ISP POP C.S. ISP 1 C.S. TIN C.S. ISP 2 C.S. ISP n X X X X X TELECOMITALIATELECOMITALIA confine (A) confine (C)

4 Architetture evolutive: accesso con NAS distribuiti PHY PPP IP APP PHY PPP IP APP SL Internet PHY PPP IP UDP RADIUS SL PHY PPP IP APP NAS SL CDN Rete Dati Rete IP Modem RADIUS ISP DB DNS SL POTS ISDN SGU SSP SGU SSP SCP NAS SSPSCP PIS (167……) SNBE (CBC, CSBS) CCC(DEST1) NBE (DEST1, Busy) SNBE (CBC, CSBS) CCC(DEST2) SNBE Timeout (15 sec.) ADOB

5 Architetture evolutive : accesso con PRA remotizzati PHY PPP IP APP PHY PPP IP APP Internet SL Rete IP Modem PRA SL PHY PPP IP UDP RADIUS ISP DB DNS SL NAS Rete Trasmissiva POTS ISDN PRA SGU SSP SGU SSP SCP

6 Nuove tecniche di trasmissione su coppie simmetriche in rame xDSL A.Vailati

7 Cosa sono i sistemi xDSL I sistemi xDSL (x-Digital Subscriber Line) consentono la realizzazione di connettività numeriche su doppino fra centrale e sede di utente Molteplicità di soluzioni (bit-rate, modulazioni, ecc.) Tutti i sistemi utilizzano una sola coppia (tranne HDSL) Molti sistemi consentono il trasporto della telefonia in banda base (ad es. ADSL, VDSL)

8 xDSL I sistemi xDSL consentono di realizzare la connettività numerica sulle coppie simmetriche in rame della rete di accesso I sistemi sono caratterizzati da una moltiplicità di soluzioni che differiscono: –capacità di trasporto –modalità simmetrica/assimetrica –tecnica di modulazione 2B1Q CAP DMT –Numero dei doppini –trasporto anche di servizio POTS –trasporto anche di servizi BRA ISDN

9 Banda UtenteRete Upstream Downstream Simmetrica : stessa velocità nei due sensi Assimetrica: velocità Up bassa,Down alta Banda

10 I sistemi xDSL DSLDigital Subscriber Line (160kbit/s simmetrici su 1cp, codifica 2B1Q) IDSLISDN DSL (128kbit/s simmetrici su 1cp, codifica 2B1Q) HDSLHigh bit-rate DSL (2Mbit/s su 2 cp, codifica 2B1Q) SDSLSymmetric DSL (fino a 2Mbit/s su 1 cp + POTS, codifica CAP e 2B1Q) ADSLAsymmetric DSL (fino a 8Mbit/s down, 1Mbit/s up + POTS su 1 cp, codifica CAP e DMT) RADSLRate Adaptive DSL (bit-rate adattabile in direzione down e up + POTS su 1cp, codifica CAP e DMT) VDSLVery high bit-rate DSL (52, 26 o 13Mbit/s down, 2Mbit/s up + POTS (o ISDN) su 1 cp, codifica CAP e DMT)

11 Configurazione di rete MuxADSL Il servizio di connettività ATM può prevedere: –Virtual Channel/Virtual Path da NT ADSL a Service Provider –Best effort (UBR) o a banda e qualità garantita (CBR) –concentrazione del traffico degli utenti ADSL su ununica interfaccia –eventuale funzione di permutazione per offerta MULTI Service Provider Rete di accesso ATU-R Nodo SP1 Nodo SP2

12 Accesso HDSL Caratteristiche : codifica 2B1Q, CAP supera i limiti dello HDB3 (rigenerazione, assenza di canale di servizio per la gestione del livello fisico) idoneo su coppie con derivazioni evita rigeneratori fino a 2-4 km porta a BW<=2 Mbit/s richiede 2 coppie simmetriche in rame Funzione DCE-3 HDSL NTU Organi comuni HDSL LTU (a) Organi comuni REG (b)(d) (c) Applicazioni : collegamenti fra sede del cliente e centrale (per raccolta di centralini o di canali per trasmissione dati a N*64kbps collegamenti fra sedi di centrali (compatibilmente con le distanze permesse dal sistema)

13 Accesso ADSL: caratteristiche impiega una singola coppia simmetrica in rame velocità/prestazioni dipendenti dalle caratteristiche della coppia, principalmente da: –caratteristiche della linea (lunghezza, presenza o meno di derivazioni) –diafonia tecniche di modulazione utilizzate: –DMT (Discrete Multi-Tone) –CAP (Carrierless AM/PM) f(MHz) DOWNSTREAM UPSTREAM POTS ISDN FLUSSI NUMERICI A LARGA BANDA Allocazione spettrale della banda separazione in banda del canale a larga banda dal canale di controllo e dal canale telefonico separazione tra canale telefonico e segnali numerici tramite POTS splitter

14 Accesso ADSL: Architettura e servizi SEDE DI UTENTE NT ADSL coppia simmetrica POTS splitter SITO DI CENTRALE (SL) MUX ADSL SL POTS splitter PSTN ISDN ADSL rete SDH nodo ATM concentrazione smistamento SITO DI CENTRALE (SGU/SL) Servizi supportati: trasporto dati su IP e/o ATM per residenziale e business –servizi IP (on-line, accesso veloce a Internet, videocomunicazione, VoIP) –connettività ATM secondo le classi di servizio disponibili –trasmissione contemporanea dei servizi a banda stretta (POTS, ISDN) differenziabili alla clientela per qualità e disponibilità di rete

15 Accesso ADSL: il concetto di Lite Non necessita il POTS splitter in sede del cliente (filtro passa-alto nel modem dutente) installazione del modem semplice e a cura del cliente qualità del servizio dipendente dallimpianto domestico (criticità se il telefono è a monte del modem ADSL) compatibilità spettrale con i servizi esistenti (ISDN?) velocità adeguate per le esigenze dei segmenti di mercato interessati (tipicamente residenziali, SOHO) (fino a 1,5Mbit/s downstream e 512Kbit/s upstream ) portate analoghe allADSL tradizionale, 5 Km per velocità di cifra di 1Mbit/s downstream e 384Kbit/s uppstream collegamento cliente-rete sempre attivo (always on) senza la necessità del dial-up come per i modem tradizionali

16 ADSL Lite -vantaggi/svantaggi (I) Ridotta complessità del sistema ADSL lato cliente possibile riduzione dei costi di installazione da parte delloperatore autoinstallazione del terminale remoto come per i tradizionali modem costo del modem ADSL comparabile a quello dei modem tradizionali potrebbe evolvere verso il full ADSL mediante upgrade software supporta un numero inferiore di servizi rispetto allADSL tradizionale non può essere offerto ad un utente ISDN, se non su doppino aggiuntivo

17 ADSL Lite -vantaggi/svantaggi (II) Il segnale ADSL e POTS generano mutua interferenza, riducendo qualità e prestazioni un guasto a livello di apparato può impattare sia sul POTS sia sullADSL prestazioni ADSL dipendenti dallambiente domestico a differenza dei modem tradizionali è necessario che loperatore di rete installi adeguati apparati nella centrale locale incertezza tra confine delloperatore e del cliente (NT di proprietà del cliente?)

18 Configurazione sistema ADSL :Full/true Centrale Telefonica CentraleSede di utente modem V banda fonica SPOTS splitter ATU-CADSL Termination Unit - Central Office ATU-RADSL Termination Unit - Remote ATU-C Mux di centrale STM-1 E3 SS NT ATU-R 10BaseT o ATM25 STB TV ATM25 PSTN NT-

19 Configurazione sistema ADSL :splitless Centrale Telefonica CentraleSede di utente modem V banda fonica SPOTS splitter ATU-CADSL Termination Unit - Central Office ATU-RADSL Termination Unit - Remote ATU-C Mux di centrale STM-1 E3 S NT ATU-R 10BaseT o ATM25 STB TV ATM25 PSTN NT-

20 Configurazione sistema Universal ADSL Lite/g.Lite CentraleSede di utente modem V banda fonica ATU-CADSL Termination Unit - Central Office ATU-RADSL Termination Unit - Remote ATU-C STM-1 E3 NT ATU-R 10BaseT o ATM25 STB TV ATM25 PSTN NT- Mux di centrale BB

21 FTTX A.Vailati

22 Sistema PON terminato con sistemi VDSL/ADSL O N U ODN TRA cp O L T : O N U O N U O N U splitter NT xDSLxDSL xDSLxDSL

23 23 Blocchi funzionali PON Terminazione di Rete di Accesso (TRA-PON) –terminazione ottica della PON lato centrale (OLT: Optical Line Terminal) –mux/demux per i flussi trasportati sulla PON Optical Network unit (ONU) –conversione ottico/elettrica del segnale –formazione e controllo delle trame sia lato rete sia lato terminazione dutente. Optical Distribution Network (ODN) –rete ottica caratterizzata dallimpiego esclusivo di componenti ottici passivi (cavi e diramatori ottici) –attestata lato rete alla terminazione ottica (OLT) della TRA-PON e lato utente allONU Network Termination (NT) –terminazione attiva di rete posta in sede del cliente –costituisce il punto di demarcazione tra la responsabilità del gestore di TLC e limpianto residenziale

24 24 Caratteristiche dei sistemi PON (I) collegamenti punto-multipunto tra la TRA PON e le ONU struttura ad albero realizzata mediante uno o più stadi di diramazione installati in centrale (FTTE, o in esterno (FTTCab) elevata condivisione delle risorse elevata flessibilità (n° di ONU, migrazione di configurazione)

25 25 Caratteristiche dei sistemi PON (II) trasmissione downstream di tipo TDM fino a 622 Mbit/s trasmissione upstream fino a 155 Mbit/s con accesso condiviso TDMA segnale tra ONU e OLT condiviso tra molti clienti; a livello di ONU selezione del segnale dedicato al singolo cliente rapporto di diramazione 1:N con N = 2, 8, 16, 32. Maggiore è il grado di diramazione, minore è la distanza tra TRA PON e ONU (N=32, L=4 km; N=4, L=24 km)

26 FTTB : VDSL/ADSL/HDSL ONU building/ curb building/curb ONU- business sede di utente : ADSL ONU exchange sito di centrale FTTE FTTCab OLTOLT TRA PON verso reti di transito sito di centrale OLTOLT OLTOLT : VDSL/ADSL/HDSL ONU-Cab (BB o NB+BB) sito di armadio Posizionamento delle ONU in rete NT FTTO

27 Sistema FTTCab BB SEDE DI UTENTESITO DI CENTRALE coppia simmetrica f.o. NT STB PON SITO DI ARMADIO verso reti di transito VDSL splitter TRA PON SITO DI ARMADIO verso SL ONU Cab BB AR

28 coax SITO DI CENTRALE EDIFICIO DI UTENTE tap DN Amp FN f.o. LN STB b.p. SITO IN RETE DI DISTRIBUZIONE SEDE DI UTENTE Sistema HFC DOWNSTREAM UPSTREAM MHz Allocazione spettrale della banda è stata sperimentata e sviluppata trials problemi, costi, tempi, servizi ampio successo allestero

29 Sistema HFC: Caratteristiche generali impiego di cavi in fibra nella parte primaria della rete di distribuzione e di cavi coassiali nella parte secondaria permette il trasporto in broadcast di segnali a larga banda verso gli utenti connessi permette la fornitura di servizi video diffusivi, sia analogici che numerici –fornitura di 40 canali video analogici e 60 canali video numerici in modalità passband

30 Sistema HFC: Caratteristiche tecniche (I) Distribution Node –raccolta canali e multiplazione/affasciamento –modulazione a RF e multiplazione in tecnica SCM Local Node –amplificazione/diramazione Fiber Node –conversione O/E –amplificazione/diramazione

31 Sistema HFC + Cable Data Modem EDIFICIO DI UTENTE tap f.o. coax Amp SITO DI CENTRALE FN STB DN CM LN HECM b.p. SITO IN RETE DI DISTRIBUZIONE SEDE DI UTENTE Router Realizzato introducendo i Cable Data Modem sulla struttura HFC E composto da una stazione di testa (HECM) e da unità di utente (CM) Realizza la trasmissione dati bidirezionale su reti HFC in configurazione p-mp Consente la fornitura di servizi IP (on-line, accesso ad Internet, ecc.) INTERNET

32 Altre soluzioni di accesso: Accesso Radio

33 Accesso Radio a Larga Banda:

34 Accesso Radio a Larga Banda: Punto-Multipunto Fornitura di servizi a banda stretta e a banda larga su un sistema wireless di tipo cellulare La stazione base è collegata alla rete tramite interfacce ATM Utilizzo delle frequenze da 10,5 a 42GHz Capacità dipendente dallo schema di modulazione impiegato (fino a 25Mbit/s) Distanza coperta da 1 a 15Km a seconda dello schema di modulazione, della frequenza di trasmissione, della piovosità della zona Visione diretta tra antenna della stazione radio base e quelle degli utenti

35 Accesso Radio a Larga Banda: LMDS Sistema radio punto-multipunto Utilizzo delle frequenze da 40.5 Ghz e 42.5Ghz Banda downstream fino a 50Mbit/s e upstream fino a a 2Mbit/s Distanza coperta da 1 a 4Km Adatto per aree urbane ad elevata densità di utenza Visione diretta tra antenna della stazione radio base e quelle degli utenti Field trail in USA, Canada, Giappone, Australia, Brasile e Venezuela. Servizio commerciale per circa utenti a New York (servizi video) da parte di Cellular Vision

36 Altre soluzioni di accesso: Accesso Power Line

37 Accesso Power Line Tecnologia di accesso di interesse per gestori alternativi Utilizza le infrastrutture della compagnia elettrica istallate in sede del cliente Permette trasmissione dati bidirezionale fino a circa 1Mbps sulle linee elettriche Può essere utilizzata anche per fornitura di servizi vocali La capacità di 1 Mbps è condivisa fra tutti gli utenti che afferiscono alla cabina elettrica di distribuzione Prime sperimentazioni dal 1995

38 MS Accesso Power Line: Architettura Larchitettura prevede: un Communication Node sulla rete elettrica di distribuzione a media frequenza un filtro presso la sede del cliente, a monte del contatore, per la separazione del segnale dati da quello elettrico BS Rete BackBone 200 case per BS coax kWh Mainstation 72 HUB per MS ( 7200 clienti) HUB BaseStation 20 clienti per BS

39 Accesso Power Line: Criticità e conclusioni Presenza di rumore in linea Possibile interferenza da trasmissioni AM Necessità di cablaggio verticale negli edifici con contatore collocato alla base delledificio stesso Non rappresenta ad oggi una soluzione alternativa concreta per la rete di accesso Costi realizzativi paragonabili a quelli dellFTTCab ma con meno banda Linstallazione del filtro a casa del cliente ed il cablaggio interno riducono notevolmente il vantaggio della presenza dal cliente della rete elettrica

40 LE TECNOLOGIE Transito

41 Reti di Transito ATM Rete ATM SGU ATM PSTN Rete IP Rete Dati SL Nodo ATM MPLS PNNI Circ. Em. POP

42 F.O. WDM SDH/TDM ATM IP Reti di transito IP Funzionalità di QoS/CoS: introdotte nei router per il supporto di CoS Classification: consiste nella classificazione dei pacchetti al fine di dividere il traffico in livelli di priorità diversi cui vengono applicate diverse politiche di servizio Applicativo Congestion Management: consiste nellintroduzione nel router di criteri di controllo degli effetti della congestione, applicati alle diverse classi; es. gestione dei pacchetti sulla base dellordine di arrivo o della priorità, assegnazione di una banda per classe, ecc. Congestion Avoidance: consiste nel monitoraggio del traffico al fine di individuare eventuali condizioni di congestione e nellattuare operazioni per migliorare il throughput della rete

43 Le tecnologie per la rete di transito IP –i problemi di velocità sembrano in parte superati dai chip (orientati verso decine di Mni di pacchetti/sec.) e dalle tecniche trasmissive (raddoppio annuo della velocità su fibra) –non basta velocizzare il forwarding, occorrono politiche adeguate di traffic management, monitoring, policing –WDM non offre ancora le stesse prestazioni dello SDH nei confronti della protezione, multiplazione, aggregazione –trasversale alle più tradizionali architettura layered –rimangono i problemi di affidabilità, maggiore latenza, e scalabilità dei protocolli –QoS Routing –sovradimensionamento come risposta alla affidabilità

44 Le tecnologie per la rete di transito ATM –Il concetto di qualità è intrinseco –adatto per piattaforme multiservizio –CE per il trasporto della voce –FR per il trasporto dei dati (che sta avendo successo) –difficoltà di adattamento servizi IP su servizi ATM –IP è lincontrastato leader sul fronte degli applicativi

45 Le tecnologie per la rete di transito La scelta dipende dai requisiti delloperatore: IP su WDM per minori garanzie di QoS ma elevata efficacia nellofferta di servizi IP (ad es. per operatori emergenti), ATM e SDH per maggiori garanzie di QoS unitamente ad esigenze di scalabilità e diffusione geografica della rete (ad es. per operatori incumbent). Questa scelta può inoltre favorire lammortamento di infrastrutture già sviluppate in attesa di una maggiore maturità dellIP

46 46 PRO/CONTRO di un backbone integrato nProgettazione ottimizzata nFlessibilità nei confronti di una migrazione di traffico da una piattaforma ad unaltra nRiduzione dei costi operativi nInvestmenti su una tecnologia future-proof nSviluppo di funzionalità di interlavoro tra il nuovo backbone e le reti legacy (voce e dati) e le reti di altri operatori nproblematiche legate alla migrazione, tempistiche e costi: -impatti organizzativi -coesistenza di più backbones (interlavoro tra backbones, requisiti di gestione, etc.) -crescita dei costi operativi durante la migrazione

47 ATM e i sistemi mobili di terza generazione Luso di ATM per le comunicazioni mobili appare promettente in quanto permette: la multiplazione statistica dei flussi dati lassegnazione della banda on demand la possibilità di utilizzare instradamenti alternativi in caso di guasto x PSTN/N-ISDN Internet ATM per il trasporto dei pacchetti x PSTN/N-ISDN Internet Tutto ATM x PSTN/N-ISDN ATM per laccesso x ATM backbone SCP IP PSTN/N-ISDN Internet LR


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