Pianificazione e progetto di reti Pianificazione e progetto di reti
geografiche
3
Tecnologie su portante ottica
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23 aprile 2010- David Licursi
Indice
Comunicazioni ottiche
Propagazione Propagazione in Propagazione Propagazione in in fibra in fibra fibra ottica fibra ottica ottica ottica
Giunzione e connettorizzazione
Architetture di accesso nella rete NGN
Rete in fibra ottica
Progettazione della rete in fibra ottica
Progettazione della rete in fibra ottica
Trasporto
Propagazione in fibra ottica Le fibre ottiche
Le fibre ottiche sono costituite da un nucleo centrale, circondato ad un mantello esterno. L’indice di rifrazione del nucleo è di poco superiore a quello del nucleo è di poco superiore a quello del mantello:
Durante la propagazione la radiazione luminosa è sostanzialmente confinata nel nucleo.
nel nucleo.
Prima approssimazione: il meccanismo di confinamento è la riflessione interna totale.
Analisi più accurata della propagazione:
teoria modale.
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Propagazione in fibra ottica Le fibre ottiche
Le fibre ottiche possono essere sia di silice che di opportuni polimeri.
Le fibre di silice sono quelle di gran lunga più utilizzate ed hanno qualità ottiche marcatamente superiori.
Le fibre polimeriche (POF-plastic optical fiber) sono di qualità inferiore (elevata attenuazione), ma hanno costi di produzione e di installazione inferiori.
produzione e di installazione inferiori.
Trovano impiego principalmente nei
cablaggi di edifici e nell’illuminotecnica.
Propagazione in fibra ottica Indice di rifrazione
Le proprietà di una fibra ottica solo determinate dalla sua distribuzione d’indice di rifrazione.
rifrazione.
I diversi valori dell’indice di rifrazione si ottengono mediante
“drogaggio” con opportuni materiali.
Step index
Step index
Graded index
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Propagazione in fibra ottica
Fasi di produzione delle fibre ottiche
Produzione della preforma. La preforma è una barra di vetro che riproduce in scala ingrandita il profilo d’indice della fibra ottica. Le pre-forme hanno lunghezze di circa 1 metro e diametri da qualche centimetro a qualche decina di centimetri (per un peso nell’ordine di qualche chilogrammo). Da una preforma si possono ottenere da 20 km nell’ordine di qualche chilogrammo). Da una preforma si possono ottenere da 20 km fino a 400 km di fibra ottica.
Filatura. In questa fase la preforma viene filata a caldo per produrre la fibra ottica.
L’operazione avviene su opportune torri di filatura alte qualche decina di metri.
Durante questa fase vengono applicati alla fibra anche i rivestimenti primario e secondario. La fibra viene filata a velocità comprese tra qualche metro e qualche decina di metri al secondo.
Messa in cavo. Dopo la filatura la fibra si presenta con un “filo” del diametro di circa
0.25 mm. Benché possa resistere alla trazione di 7 kg, la fibra “nuda” è assolutamente
inadeguata all’uso in campo. E’ necessario perciò proteggerla inserendola all’interno di
cavi più o meno robusti a seconda dell’uso cui sono destinati.
Propagazione in fibra ottica
Preforma: Chemical vapour deposition (CVD)
La deposizione chimica per fasi di vapore (CVD) è una tecnica molto utilizzata per produrre materiali di altissima purezza. È già largamente impiegata, ad esempio, nella produzione dei semiconduttori.
La principale reazione chimica che avviene nella CVD è:
La principale reazione chimica che avviene nella CVD è:
nella quale i vapori di tetracloruro di silicio (composto liquido tra -70°C e 57.6°C) vengono ossidati ad alta temperatura (1200÷1600°C), producendo cloro e silice.
La silice precipita sotto forma di particolato, accrescendo la preforma. La reazione è irreversibile.
Uno dei pregi del CVD è che la silice ottenuta è più pura dei reagenti usati (la purezza
Uno dei pregi del CVD è che la silice ottenuta è più pura dei reagenti usati (la purezza dei quali è già di per se considerevole, dato il loro ampio uso nell’industria dei semiconduttori). Ciò è possibile sostanzialmente perché, a parità di pressione, il tetracloruro di silicio evapora a temperature molto più basse dei contaminanti. La concentrazione dei contaminanti è di poche decine di ppm.
L’indice di rifrazione della silice vetrosa è 1.4585.
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Propagazione in fibra ottica
Preforma: Chemical vapour deposition (CVD)
Per realizzare i profili d’indice la silice viene contaminata in maniera controllata con opportuni droganti, che hanno la proprietà di diminuire o aumentare l’indice di rifrazione.
Il drogante più usato è il biossido di germanio, che viene introdotto nella silice
Il drogante più usato è il biossido di germanio, che viene introdotto nella silice
miscelando i vapori di SiCl4 con quelli di tetracloruro di germanio, e sfruttando la
reazione:
Propagazione in fibra ottica Filatura
La preforma viene filata in fibre su apposite torri di filatura, i cui componenti principali sono:
1.
Dispositivo di supporto della preforma in grado di traslare verticalmente.
verticalmente.
2.
Fornace.
3.
Tubo di raffreddamento della fibra.
4.
Misuratore di diametro.
5.
Applicatore di resina acrilica.
6.
Reticolatore per polimerizzare la resina ed ottenere il rivestimento primario. Seguono, non indicati in figura un’altro applicatore ed un’altro reticolatore per il un’altro applicatore ed un’altro reticolatore per il rivestimento secondario.
7.
Spinner (opzionale).
8.
Bobina di raccolta.
La torre è alta da 5m a 25m, ed è montata su supporti antivibrazione.
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Propagazione in fibra ottica Filatura
Uno dei parametri più critici, indicativo della qualità della filatura, è il diametro della fibra. Questo viene costantemente monitorato (eventualmente in più punti della torre), al fine di garantirne un valore costante.
Il rivestimento primario ha le seguenti funzioni:
Il rivestimento primario ha le seguenti funzioni:
garantire l’adesione tra rivestimento e silice nella più ampia varietà di condizioni ambientali;
avere, allo stesso tempo, bassa adesione, per facilitare l’asportazione del rivestimento;
proteggere la fibra da pressioni laterali (durante cablaggio e posa) che compromettono l’attenuazione.
Il rivestimento secondario ha le seguenti funzioni:
Il rivestimento secondario ha le seguenti funzioni:
fornire protezione da agenti chimici esterni e impatti meccanici (es. sforzi da taglio);
assicurare l’asportabilità meccanica;
agevolare le successive lavorazioni della fibra (avvolgimento, cablaggio, ecc.)
avendo basso coefficiente d’attrito.
Propagazione in fibra ottica Le fibre ottiche
Alla fine della torre la fibra viene avvolta su una bobina di raccolta.
La velocità di rotazione di questa bobina determina la velocità di filatura ed ha quindi influenza sul diametro della fibra.
di filatura ed ha quindi influenza sul diametro della fibra.
L’intera torre è gestita da un sistema automatico che, a partire dalla lettura del diametro, controlla la velocità di ingresso della preforma e quella di filatura, al fine di garantire un diametro quanto più possibile omogeneo (solitamente la tolleranza è inferiore al micrometro).
A seconda del tipo di fibra che viene filato, la velocità di filatura varia da pochi metri al secondo a qualche decina di metri al secondo.
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Propagazione in fibra ottica
Messa in cavo delle fibre ottiche
Per quanto la fibra ottica resista a trazioni superiori rispettoad un filo di rame di pari spessore, è comunque necessario proteggerla.
A tal scopo, la fibra viene circondata da diverse guaine o inserita in cavi con opportune protezioni, a seconda della destinazione d’uso.
protezioni, a seconda della destinazione d’uso.
Dato che il comportamento meccanico della fibra ottica è abbastanza simile a quello dei fili di rame, i processi di produzione dei cavi in fibra ottica sono affini a quelli già noti ed usati per la produzione dei cavi in rame.
Fattori di danneggiamento:
Sollecitazioni a trazione: stress per la posa, vento per cavi aerei.
Piegatura: attenuazione del segnale o rottura della fibra.
Umidità: assorbimento ioni OH- o microfratture.
Umidità: assorbimento ioni OH- o microfratture.
Danneggiamenti meccanici per roditori, termiti, transito mezzi pesanti, imbarcazioni, animali marini.
Fulmini: per cavi contenenti conduttori per alimentare i ripetitori..
Propagazione in fibra ottica Cavi a fibre ottiche
Protezione primaria: Rivestimenti acrilici + Rivestimento in plastica rigida aderente alla fibra,diametro esterno di 0.9mm (standard). Questo tipo di 0.9mm (standard). Questo tipo di cavetto è usato soprattutto nella realizzazione di dispositivi ottici e come elemento di base di bretelle e cavetti.
Nastro (ribbon): Più che di una protezione, si tratta di un particolare arrangiamento. Le fibre rivestite di solo acrilico possono essere accorpate per acrilico possono essere accorpate per formare i nastri. Da 2, 4, 8 e 12 fibre.
Consentono la giunzione
contemporanea di più fibre, riducendo tempi e costi.
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Propagazione in fibra ottica Cavi a fibre ottiche
Impiego in ambienti “sicuri”: l’unica protezione aggiunta alla fibra è il filato aramidico (solitamente kevlar) che rende il cavo resistente alla trazione.
Il filato, infatti, è usato sia durante l’installazione del cavo(per tirarlo nella canaletta) sia per il successivo ancoraggio dello stesso. Esternamente la struttura è rivestita con sia per il successivo ancoraggio dello stesso. Esternamente la struttura è rivestita con una guaina in plastica.
La fibra è rivestita con protezione standard da 0.9 mm.
Propagazione in fibra ottica Cavi a fibre ottiche
Protezione aderente (tight): Le fibre nude (ovvero coperte dal solo rivestimento acrilico) sono “affogate” in un opportuno dielettrico (spesso un opportuno dielettrico (spesso gommasiliconica), che fornisce supporto e protezione.
Protezione lasca (loose): Le fibre nude sono invece alloggiate all’interno di tubetti o discanalature, dette cave, ricavate sui lati di un cilindro dielettrico.
Questa seconda tipologia di cavo è di Questa seconda tipologia di cavo è di gran lunga la più usata, perché garantisce un migliore isolamento meccanico tra la fibra ed il cavo.
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Propagazione in fibra ottica Guide d’onda
Le fibre ottiche sono guide d’onda dielettriche a simmetria cilindrica
Propagazione in fibra ottica Il Decibel
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Propagazione in fibra ottica Attenuazione
Le possibili perdite di energia luminosa nella fibra ottica sono dovute a 2 cause fondamentali:
fenomeni di assorbimento (potenza ottica dissipata in calore)
fenomeni di diffusione (potenza ottica che viene “dirottata” su percorsi diversi)
Cause intrinseche: insite nella struttura fondamentale del materiale
Transizioni elettroniche: Transizioni energetiche a livello atomico dalla banda di valenza a quella di conduzione causano assorbimento alle λ più basse.
L’attenuazione diminuisce esponenzialmente al crescere di λ.
Vibrazioni molecolari: Interazione fra i fotoni e le molecole della struttura tetraedrica della silice. L’energia dei fotoni provoca un aumento delle vibrazioni e tetraedrica della silice. L’energia dei fotoni provoca un aumento delle vibrazioni e quindi una perdita di energia sotto forma termica.
Cause estrinseche: per presenza di impurezze
Indice
Comunicazioni Comunicazioni ottiche ottiche
Propagazione in fibra ottica Propagazione in fibra ottica
Giunzione Giunzione e e connettorizzazione connettorizzazione
Architetture di accesso nella rete NGN
Rete in fibra ottica
Progettazione della rete in fibra ottica
Progettazione della rete in fibra ottica
Trasporto
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Giunzione e connettorizzazione Segnali ottici
La giunzione tra 2 fibre può essere realizzata mediante:
Giunti a fusione (saldando tra loro le 2 estremità delle fibre, dopo opportuno Giunti a fusione (saldando tra loro le 2 estremità delle fibre, dopo opportuno allineamento);
Giunti meccanici (bloccando le 2 fibre nella posizione di migliore accoppiamento tramite un dispositivo di tipo meccanico);
Connettori meccanici (quando la giunzione tre le 2 fibre non è definitiva)
Comunicazioni ottiche Giunti a fusione
Le estremità delle 2 fibre da saldare, dopo opportuno allineamento, vengono saldate insieme ricreando idealmente l’assoluta continuità della guida ottica.
continuità della guida ottica.
La saldatura viene ottenuta riscaldando le fibre tramite un arco elettrico.
Lo strumento utilizzato per effettuare saldature si chiama: FUSION SPLICER
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Giunzione e connettorizzazione Giunti a fusione
Fasi per la realizzazione di un giunto a fusione:
il rivestimento primario (coating in acrilato) viene rimosso (tramite spelafibre) lasciando scoperto il cladding della fibra; si esegue poi il taglio per clivaggio;
le 2 estremità sono montate e bloccate su opportuni “V-groove”;
le 2 estremità vengono allineate grossolanamente tramite un sistema di microposizionatori, controllando la posizione reciproca delle fibre al microscopio;
segue la fase detta di prefusione, in cui le 2 estremità di fibra vengono sottoposte, ancora ben separate, ad un arco elettrico, rimuovendo così eventuali difetti superficiali;
dopo una fase accurata di allineamento, le fibre vengono spinte l’una contro l’altra con
una pressione adeguata e finalmente giuntate per fusione tramite un arco elettrico di
una pressione adeguata e finalmente giuntate per fusione tramite un arco elettrico di
intensità e durata sufficienti. Il calore indotto dall’arco elettrico tra gli elettrodi fonde il
vetro e genera il giunto.
Giunzione e connettorizzazione Clivaggio delle fibre
Prima di effettuare qualsiasi operazione di giunzione o connettorizzazione, la fibra deve essere opportunamente tagliata, in modo che la faccia della terminazione sia perpendicolare all’asse della fibra (eccetto che nei casi particolari di giunti diagonali). La tecnica di taglio utilizzata è il clivaggio (uguale a quello usato per tagliare il vetro comune).
tecnica di taglio utilizzata è il clivaggio (uguale a quello usato per tagliare il vetro comune).
La fibra è incisa con una lama diamantata; ciò distrugge la tensione superficiale locale e fornisce al vetro un punto dove effettuare la rottura;
la fibra incisa è sottoposta ad un’azione combinata di trazione e flessione fino a provocare una frattura trasversale che dà luogo ad una superficie liscia, piana e perpendicolare all’asse.
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Giunzione e connettorizzazione Allineamento delle fibre
L’operazione di allineamento delle 2 fibre è estremamente critica.
Nel caso di fibre mono-modali è necessario allineare 2 nuclei con diametro di meno di 10 μm.
In presenza di possibili eccentricità nucleo-mantello ed ellitticità del nucleo dovute a tolleranze di lavorazione, la possibilità di controllare solo la posizione reciproca dei 2 mantelli (allineamento geometrico) non è sufficiente a garantire un buon accoppiamento tra le fibre.
Per ottenere un allineamento ottimale, riducendo le perdite del giunto, è necessario ricorrere a procedure automatiche di ottimizzazione.
Inoltre durante la fusione lo stato di pressione tra le fibre viene rimosso e la tensione
superficiale è tale da causare un auto-allineamento della superficie esterna delle fibre
superficiale è tale da causare un auto-allineamento della superficie esterna delle fibre
stesse. Questo effetto, che può consentire di recuperare piccoli disassamenti residui,
va però controllato con attenzione in quanto provoca l’allineamento delle parti esterne
delle fibre senza riguardo alla posizione effettiva dei nuclei.
Giunzione e connettorizzazione
Allineamento Light Injection Detection (LID)
Una fibra ottica sottoposta ad un raggio di curvatura molto severo perde verso l’esterno parte della luce da essa guidata. Reciprocamente in corrispondenza della stessa curvatura la luce può essere iniettata in fibra agevolmente. La tecnica LID sfrutta questi effetti per ottimizzare l’allineamento.
ottimizzare l’allineamento.
Dalle 2 estremità delle fibre viene rimosso il rivestimento per alcuni cm, lasciando scoperto il cladding. Le 2 estremità vengono piegate intorno a 2 mandrini.
La luce proveniente da un LED è focalizzata nella fibra piegata in modo da essere iniettata nel core in un modo guidato.
Dal lato opposto, viene posizionato un detector che cattura la luce irradiata dalla fibra piegata.
I microposizionatori muovono le 2 estremità delle fibre inseguendo il massimo di
I microposizionatori muovono le 2 estremità delle fibre inseguendo il massimo di potenza ricevuta dal detector (condizione di allineamento ottimo).
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Giunzione e connettorizzazione
Allineamento Profile Allignement System (PAS)
Le 2 estremità vengono illuminate con luce infrarossa per determinare esattamente nello spazio la posizione dei 2 nuclei.
Una sorgente di luce collimata illumina lateralmente la fibra, l’attraversamento di regioni con diverso indice di rifrazione deforma la distribuzione di luce sul lato regioni con diverso indice di rifrazione deforma la distribuzione di luce sul lato opposto, la scansione punto-punto dell’immagine consente di determinare la posizione del nucleo in un piano.
L’operazione è ripetuta nei 2 piani spaziali, consentendo di determinare l’esatta posizione nello spazio.
L’allineamento continua anche durante la fase di fusione, per determinare le migliori
condizioni d’accoppiamento.
Giunzione e connettorizzazione Perdite estrinseche nei giunti
Disallineamento longitudinale: si ha una perdita di potenza in quanto la luce emessa da una fibra diffonde e (in base alla distanza di separazione) in parte non sarà più contenuta nella NA di accettazione dell’altra fibra, non potendo così propagare in modo guidato. Inoltre le 2 facce delle fibre costituiscono una cavità Fabry-Perot, con modo guidato. Inoltre le 2 facce delle fibre costituiscono una cavità Fabry-Perot, con conseguenti effetti interferometrici di filtraggio. In funzione della lunghezza d’onda e della distanza tra le facce, l’attenuazione può variare tra 0 e 100%.
Disallineamento laterale: è la maggior causa di perdite, soprattutto per le fibre monomodo. Un disallineamento di 1μm causa una perdita di 0.2dB. Un disallineamento di 2.5μm causa una perdita di circa 1dB.
Terminazioni non-perpendicolari: non possibile portare a contatto le 2 fibre.
Disallineamento angolare: è molto critico per le fibre monomodo per via del constrasto d’indice basso (bassa NA). Un errore di 1° causa una perdita di 0.2dB. Un errore di 2° causa una perdita di circa 1dB.
Terminazioni irregolari: impediscono il contatto tra le fibre; inoltre la luce in uscita diffonde.
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Giunzione e connettorizzazione Perdite estrinseche nei giunti
Errore di concentricità: insorge quando l’asse del core non è perfettamento centrato rispetto alla fibra. L’allineamento tra i cladding delle fibre non garantisce quindi l’allineamento dei core.
Ellitticità dei core: dipende dalla precisione del processo costruttivo. Ogni ellitticità
Ellitticità dei core: dipende dalla precisione del processo costruttivo. Ogni ellitticità causa nella fibra un comportamento birifrangente (la fibra esibisce diversi RI rispetto ai 2 assi). Ciò può esaltare effetti di PMD.
Diametro diverso dei core: si ha perdita di potenza passando da un core maggiore ad uno minore (non viceversa). Situazione comune nel caso di fibre multimodo è passaggio da fibre con core 62.5μm a core 50μm -> perdita di circa 3 dB.
Diametro diverso dei cladding: se l’allineamento viene fatto rispetto ai cladding, la loro diversa dimensione non garantisce di poter allineare i core.
Apertura numerica: nelle fibre multimodo si ha perdita di potenza passando da fibre a
alta NA e bassa NA (non viceversa) poichè parte della luce entrerà nel cladding e verrà
persa. Inoltre diversa NA significa diversi indici di rifrazione: la luce propagando da una
fibra all’altra vedrà un salto d’indice, con il conseguente effetto di uno specchio semi-
riflettente. Parte della luce sarà retroriflessa.
Giunzione e connettorizzazione Perdite di giunzione a fusione
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Giunzione e connettorizzazione Giunti meccanici
Sono utilizzati quando non si vuole effettuare una giunzione permanente tra 2 fibre, ma si prevede la necessità di riaprire il giunto.
le fibre sono tagliate e pulite come nel caso di giunti a fusione;
le fibre sono allineate grossolanamente sfruttando le guide del giunto meccanico;
lo spazio vuoto lasciato tra le 2 estremità delle fibre non perfettamente a contatto è riempito con una resina epossidica avente lo stesso indice di rifrazione del core delle fibre (in modo che la luce non veda discontinuità durante la propagazione nel giunto);
le fibre sono bloccate meccanicamente in maniera non permanente.
Le perdite connesse ai giunti meccanici sono riconducibili alle perdite estrinseche ed alle
perdite intrinseche descritte precedentemente per i giunti a fusione.
Indice
Comunicazioni ottiche
Architetture Architetture di di accesso accesso nella nella rete rete NGN NGN
FTTB/FTTCurb
FTTH
FTTCab
FTTx a supporto dei servizi mobili
Rete in fibra ottica
Rete in fibra ottica
Progettazione della rete in fibra ottica
Trasporto
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Architetture di accesso nella rete NGN La rete accesso in rame oggi
Redazione
530.000 km cavo
110.000.000 km coppia 140.000 armadi
140.000 armadi
5.500.000 distributori/terminazioni
Architetture di accesso nella rete NGN Tecnologie xDSL in rete di accesso
Università degli Studi di Udine 33
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Architetture di accesso nella rete NGN
Evoluzione FTTx verso FTTH
Architetture di accesso nella rete NGN Architetture di Accesso per NGN
Università degli Studi di Udine 35
23 aprile 2010- David Licursi
Architetture di accesso nella rete NGN
Investimenti per il deployment NGN
Architetture di accesso nella rete NGN Prestazioni
Università degli Studi di Udine 37
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Indice
Comunicazioni ottiche
Architetture di accesso nella rete NGN
FTTB/ FTTB/FTTCurb FTTCurb
FTTH
FTTCab
FTTx a supporto dei servizi mobili
Rete in fibra ottica
Rete in fibra ottica
Progettazione della rete in fibra ottica
Trasporto
FTTB/FTTCurb
Componenti di costo per la soluzione FTTB
Università degli Studi di Udine 39
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FTTB/FTTCurb
Sintesi aspetti tecnici FTTB
Scenario Total Replacement
ONU/OLT collegate con GPON (fino a 32 ONU per OLT) con protezione a livello dello Splitter Ottico
Fino a 48 linee VDSL2 per ONU (mediamente 14 utenti per cabinet)
Fino a 48 linee VDSL2 per ONU (mediamente 14 utenti per cabinet)
VDSL2 con profili 17 MHz e 30 MHz (possibilità di bonding in futuro)
ONU-B equipaggiata solo con schede VDSL2 (no POTS splitter)
Alimentazione elettrica locale
Riuso del rame
esistente per il
collegamento tra ONU-
collegamento tra ONU-
building cliente
FTTB/FTTCurb
Drop di utente FTTB
Università degli Studi di Udine 41
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FTTB/FTTCurb
Componenti del sistema FTTB
FTTB/FTTCurb
Specifiche per ONU e OLT
Allocazione di VLAN per Service Provider per Classe di Servizio per porta GPON
Funzionalità avanzate di QoS
Policing/rate limiting per VLAN per CoS
Meccanismi di Security
Elevato numero di canali multicast (min. 1024)
Meccanismi di Admission Control
Tecnologia VDSL2
Università degli Studi di Udine 43
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FTTB/FTTCurb
Cabinet FTTB/Curb
Indice
Comunicazioni ottiche
Architetture di accesso nella rete NGN
FTTB/FTTCurb
FTTH FTTH
FTTCab
FTTx a supporto dei servizi mobili
Rete in fibra ottica
Rete in fibra ottica
Progettazione della rete in fibra ottica
Trasporto
Università degli Studi di Udine 45
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FTTH
Architettura FTTH brownfield e greenfield
FTTH
Componenti di costo per FTTH
Università degli Studi di Udine 47
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FTTH
Fattori abilitanti per FTTH in brownfield
Indice
Comunicazioni ottiche
Architetture di accesso nella rete NGN
FTTB/FTTCurb
FTTH
FTTCab FTTCab
FTTx a supporto dei servizi mobili
Rete in fibra ottica
Rete in fibra ottica
Progettazione della rete in fibra ottica
Trasporto
Università degli Studi di Udine 49
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FTTCabinet
Architettura FTTCab
FTTCabinet
Componenti di costo per FTTCab
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FTTCabinet
Armadio FTTCub
400m lunghezza loop in rame
Cabinet installato di fianco ad armadio esistente e alimentazione locale) contenente due diversi VDSL2 DSLAMs (ECI, Alcatel, 96 VDSL2 DSLAMs (ECI, Alcatel, 96 linee ciascuno)
Sopralzo installato sopra l’armadio
POTS esistente (telealimentato da
centrale, ~ 1.9 km), contenente 2
Siemens pizza-box (totale 48 linee)
Indice
Comunicazioni ottiche
Architetture di accesso nella rete NGN
FTTB/FTTCurb
FTTH
FTTCab
FTTx FTTx a supporto dei servizi mobili a supporto dei servizi mobili
Rete in fibra ottica
Rete in fibra ottica
Progettazione della rete in fibra ottica
Trasporto
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FTTx a supporto dei servizi mobili
FTTx per la rete mobile
FTTx a supporto dei servizi mobili
Soluzione ROF per supporto rete mobile
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Indice
Comunicazioni ottiche
Architetture di accesso nella rete NGN
Rete Rete in in fibra fibra ottica ottica
Progettazione della rete in fibra ottica
Trasporto
Trasporto
Rete in fibra ottica I cavi
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Rete in fibra ottica
I cavi
Rete in fibra ottica
Terminazioni presso sedi POP
Sono il complesso di materiali (telai, bretelle e connettori) necessari a connettere e disconnettere gli apparati alle fibre dei cavi.
Università degli Studi di Udine 59
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Rete in fibra ottica
Terminazioni presso sedi utente
Rete in fibra ottica
Terminazioni presso sedi utente (borchia)
Università degli Studi di Udine 61
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Rete in fibra ottica
Terminazioni presso sedi utente (borchia)
Rete in fibra ottica
Terminazioni presso sedi utente (subtelaio)
Università degli Studi di Udine 63
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Rete in fibra ottica
Terminazioni presso sedi utente (armadietto)
Rete in fibra ottica Muffole
Le muffole di giunzione sono contenitori di moduli per le operazioni di giunzione tra fibre di cavi diversi.
Giunto di linea: per la continuità tra pezzature di cavo
Giunto pot-head: per la continuità tra cavi da esterno e da interno
Giunto di estrazione: per l’estrazione di fibre da un cavo ad alta potenzialità e la loro giunzione a cavi di piccola potenzialità
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Indice
Comunicazioni ottiche
Architetture di accesso nella rete NGN
Rete in fibra ottica
Progettazione Progettazione della della rete rete in in fibra fibra ottica ottica
Trasporto
Trasporto
Progettazione della rete in fibra ottica Elementi della rete in fibra ottica
Telaio di terminazione: elemento che svolge le funzioni di terminazione del cavo, sezionamento e numerazione delle fibre
Distributore ottico: elemento che svolge la funzione di estrazione di fibre da un cavo di maggiore potenzialità e connessione delle stesse a cavi di minore potenzialità
Rete in cavo a fibre ottiche di distribuzione primaria: porzione della rete tra il telaio di terminazione posto all’interno dell’edificio di Centrale e il distributore
Rete in cavo a fibre ottiche di distribuzione secondaria: porzione della rete tra il distributore e il telaio di terminazione posto nella sede del Cliente
distributore e il telaio di terminazione posto nella sede del Cliente
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23 aprile 2010- David Licursi
Progettazione della rete in fibra ottica La progettazione del collegamento
Parametri fondamentali:
Attenuazione minima e massima ammesse (dB), funzione di Attenuazione minima e massima ammesse (dB), funzione di
tipo di fibre
lunghezza del collegamento
tipo e numero di giunti
tipo e numero di connettori
Dispersione cromatica massima ammessa, funzione di tipo di fibre
tipo di fibre
caratteristiche del terminale di linea ottico
Progettazione della rete in fibra ottica Topologie di rete
Modalità fisica di connessione tra POP e sedi utente:
singola via, unico instradamento fisico
doppia via totale, doppio instradamento fisico fino alle sedi utente doppia via totale, doppio instradamento fisico fino alle sedi utente
doppia via parziale, doppio instradamento fisico fino al distributore ottico, unico instradamento fisico dal distributore alla sede utente
Topologie di rete:
a stella, consente la sola connessione in singola via
ad anello, consente qualunque modalità fisica di connessione
Università degli Studi di Udine 69
23 aprile 2010- David Licursi
Progettazione della rete in fibra ottica
Rete a stella
Progettazione della rete in fibra ottica Rete ad anello
Università degli Studi di Udine 71
23 aprile 2010- David Licursi
Indice
Comunicazioni ottiche
Architetture di accesso nella rete NGN
Rete in fibra ottica
Progettazione della rete in fibra ottica
Trasporto
Trasporto
Synchronous Synchronous Digital Digital Hierarchy Hierarchy (SDH) (SDH)
Gigabit Ethernet (GbE) - 10 Gigabit Ethernet (10GbE)
Sistemi DWDM
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Svantaggi della PDH
Scarsa capacità disponibile nella trama per scopi di esercizio e manutenzione (in pratica, gestione a livello di collegamento)
Approccio manuale per la gestione del sistema (es. per il reinstradamento dei flussi) e la manutenzione della rete, con conseguente difficoltà di operare riconfigurazione e la manutenzione della rete, con conseguente difficoltà di operare riconfigurazione e protezione del traffico
Necessità di demultiplazione completa del segnale di linea fino al livello gerarchico del tributario che si vuole estrarre (multiplazione asincrona)
Mancanza di uno standard mondiale comune, con difficoltà di interconnessione delle reti di diversi operatori
Sistemi di linea proprietari, con conseguenti difficoltà di creare un effettivo ambiente
“multi-vendor”
“multi-vendor”
Università degli Studi di Udine 73
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Vantaggi della SDH
Flessibilità di gestione dei flussi trasmissivi
Interfacce ottiche standard
Protezione automatica del traffico Protezione automatica del traffico
Funzioni evolute di esercizio e manutenzione
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Multiplatore Add-Drop
Multiplatore Add-Drop (ADM): inserisce e preleva i tributari da un flusso aggregato.
La presenza di due interfacce di linea permette di introdurre l’ADM in una sezione di multiplazione (collegamento trasmissivo)
In figura è mostrato un ADM in configurazione lineare di Add-Drop con protezione 1+1
In figura è mostrato un ADM in configurazione lineare di Add-Drop con protezione 1+1
Università degli Studi di Udine 75
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) RED (Ripartitori Elettronici Digitali)
RED o Digital Cross Connect (DXC): permuta i flussi contenuti negli aggregati ad alta
velocità e gli eventuali tributari attestati localmente. Monitorizza la qualità dei flussi.
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Livelli gerarchici SDH e SONET
La multiplazione SDH definisce 6 livelli (ITU-T G.707) tutti basati su trame di durata 125 μs.
Le trame e i segnali dei vari livelli gerarchici SDH sono detti STM-N (Synchronous Transport Module di livello N)
I segnali dei vari livelli gerarchici SONET sono detti STS-N (Synchronous Transport Signal di livello N) o anche OC-N (Optical Carrier di livello N)
Università degli Studi di Udine 77
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH)
Trama SDH
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Trama SDH
La matrice è trasmessa per righe, da sinistra a destra
2430 byte (19440 bit) per trama STM-1 in 125 μs; ogni byte della trama rappresenta un canale a 64 kbit/s
Section Overhead:
è diviso in Regenerator Section OverHead (RSOH) e Multiplexer Section OverHead (MSOH)
svolge funzioni di allineamento di trama, monitoraggio delle prestazioni, trasporto di informazioni di gestione
Puntatore AU indica dove leggere il carico pagante
Università degli Studi di Udine 79
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Multiplazione e trasporto SDH
Gli schemi di multiplazione descrivono le modalità con cui i segnale cliente (tributari) sono inseriti (mapped) e messi assieme nella trama SDH
La multiplazione in SDH è basata su regole complesse che combinano diversi
"mattoncini" (strutture numeriche) via via come scatole cinesi secondo lo schema di
"mattoncini" (strutture numeriche) via via come scatole cinesi secondo lo schema di multiplazione
Le strutture numeriche sono insiemi di byte aventi dimensione fissa e costruiti in accordo a prefissati formati
Un punto essenziale è la definizione di una “rete logica” a livello di cammino
(trasporto dei contenitori virtuali) disaccoppiata dalla “rete fisica” (sezioni di
multiplazione)
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Multiplazione e trasporto SDH
Università degli Studi di Udine 81
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) I Contenitori Virtuali
Tra le strutture numeriche, i Virtual Container (VC) sono il mattone di base e l'elemento più innovativo rispetto al PDH
Virtual: sono strutture logiche, esistono solo all’interno di STM-N
Container: contengono informazione degli strati “clienti”
È possibile inserire in un VC i bit di un tributario (ad esempio un flusso PDH) o altre strutture numeriche
I VC sono individualmente e indipendentemente accessibili attraverso un puntatore
associato
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Regole di multiplazione
Le regole di multiplazione che combinano le strutture numeriche fino a formare una trama STM-N sono descritte dagli standard
Sono definiti tre tipi di relazioni tra strutture numeriche:
mapping di un carico informativo (ad esempio segnale PDH) in un Container (eventualmente con giustificazione per inserire un segnale con frequenza variabile in un Container di dimensione fissa)
multiplazione sincrona di uno o più strutture numeriche in un'altra (per es.
interallacciamento byte a byte, aggiunta di byte) con relazione fissa di fase
allineamento di fase di una struttura dentro un'altra con codifica della relazione di fase in un puntatore
Università degli Studi di Udine 83
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH)
Schema di multiplazione ETSI
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Schema di multiplazione ITU-T
Università degli Studi di Udine 85
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Strutture numeriche
C Container (Contenitore)
VC Virtual Container (Contenitore Virtuale)
TU TU Tributary Unit Tributary Unit (Unità Tributaria) (Unità Tributaria)
TUG Tributary Unit Group (Gruppo di Unità Tributarie)
AU Administrative Unit (Unità Amministrativa)
AUG Administrative Unit Group (Gruppo di Unità Amministrative)
STM Synchronous Transport Module (Modulo di Trasporto Sincrono)
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Ruolo delle strutture numeriche
VC
Usato per le connessioni dello strato di cammino (tra punti di accesso alla rete SDH, per portare dati di utente)
TU/TUG
Usato per adattare i livelli di ordine inferiore (Lower Order Path Layer) a quelli di ordine superiore (Higher Order Path Layer)
AU/AUG
Usato per adattare i livelli di ordine elevato (Higher Order Path Layer) a quello di sezione di multiplazione
Università degli Studi di Udine 87
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Container C-i
Sono le strutture elementari che contengono le informazioni dell’utilizzatore (livello di circuito) da trasportare fra i punti terminali di un percorso (es. flusso PDH)
Il Container permette il mapping: operazione di inserimento (bloccaggio) del flussi tributari nel Container (di dimensione fissa)
tributari nel Container (di dimensione fissa)
flusso asincroni: giustificazione di bit
flussi sincroni: mapping sincrono a bit o a byte
Un Container comprende cifre di tributario, cifre di riempimento fisso, cifre di opportunità di giustificazione (stuffing) e loro segnalazione, overhead di contenitore
Tributari PDH mappabili nello schema ITU-T:
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Virtual container VC-i
Sono le strutture numeriche usate per le connessioni a livello di percorso; sono pertanto assemblate/disassemblate solo all’ingresso/uscita della rete sincrona
I VC sono costituiti da una capacità utile, usata per il trasporto di un flusso cliente o di TU(G), e da una capacità di servizio (Path OverHead, POH)
TU(G), e da una capacità di servizio (Path OverHead, POH)
Esistono cinque tipi di VC
i VC-11, VC-12 ed il VC-2 sono detti di ordine inferiore (Lower Order, LO)
i VC-3 ed il VC-4 sono detti di ordine superiore (Higher Order, HO)
I VC di ordine inferiore VC-11, VC-12, VC-2 sono strutturati in accordo ad una multitrama composta da 4 trame; Il VC di ordine superiore VC-4 e il VC-3 si distribuiscono su 1 trama
Università degli Studi di Udine 89
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Tributary unit TU-i
Sono le strutture numeriche impiegate per l’adattamento fra i diversi livelli di percorso
Sono costituite da una capacità utile trasportata (VC) e da una capacità di servizio (puntatore e opportunità di giustificazione)
I TU sono le prime strutture numeriche nel processo di formazione della trama
predisposte per la multiplazione sincrona ad interallacciamento di ottetto
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Tributary Unit Group TUG-2 e TUG-3
I TUG sono stati introdotti per limitare le numerosissime combinazioni possibili per assemblare VC inferiori in un VC superiore
Un TUG è costituito da una o più TU omogenee ovvero da più TUG di ordine inferiore, interallacciati byte a byte. I TUG occupano posizioni fisse e predefinite all’interno della interallacciati byte a byte. I TUG occupano posizioni fisse e predefinite all’interno della capacità utile di trasporto del VC di ordine superiore
I TUG definiti sono i seguenti:
TUG-2 costituito da
1 TU-2
3 TU-12
4 TU-11 (solo schema ITU-T)
TUG-3 costituito da
7 TUG-2
1 TU-3
Università degli Studi di Udine 91
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Administrative Unit AU-4 e AU-3
Le AU sono le strutture numeriche impiegate per l’adattamento del livello di percorso superiore al livello di sezione di multiplazione
Le AU Sono costituite da
una capacità utile, per il trasporto da un VC di ordine superiore
una capacità di servizio, costituita dal puntatore e dai byte di opportunità di giustificazione, che permette di sincronizzare il VC trasportato rispetto alla trama della sezione di multiplazione (STM-N)
Esistono due tipi di AU:
AU-4
AU-3 (solo schema ITU-T)
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Administrative Unit Group AUG
Svolge una funzione analoga a quella delle TUG
Un AUG può contenere: Un AUG può contenere:
un gruppo omogeneo di 3 AU-3 interallacciati byte a byte (solo ITU-T)
una AU-4 (che coincide con l'AUG)
Nello schema ETSI, AUG e AU-4 coincidono
Università degli Studi di Udine 93
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH)
Synchronous Tranport Module STM-N di rete
Sono le strutture numeriche che costituiscono il supporto per il livello di sezione della rete SDH; esse rappresentano le trame dei diversi ordini gerarchici
Ogni STM è costituito da
una capacità utile di trasporto (AUG)
una capacità di servizio relativa alle sezioni, Section OverHead (SOH), con funzioni di allineamento di trama, controllo del tasso di errore e di esercizio e manutenzione
Il formato del STM-N contiene
N AUG interallacciati byte a byte
un SOH di struttura analoga a quella che si otterrebbe interallacciando byte a
byte N SOH di trame STM-1
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Concatenazione
Le capacità base offerte dei cammini virtuali “nativi” SDH sono solo quattro (nello schema ETSI), con un problema di quantizzazione e di limitazione superiore
Le capacità nette sono:
VC-12 2,176 Mbit/s
VC-2 6,784 Mbit/s
VC-3 48,384 Mbit/s
VC-4 149,760 Mbit/s
E’ stato definito il meccanismo della concatenazione, cioè una relazione logica tra VC di uguale livello, per ottenere uno spettro più ampio di valori di capacità di un cammino SDH
Concatenazione contigua
Concatenazione virtuale
Università degli Studi di Udine 95
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH)
Requisiti per la verifica delle prestazioni
Gli oggetti sottoposti a verifica sono i percorsi (trails) messi a disposizione da uno strato servente ad uno cliente
Le prestazioni di un trail devono essere verificate (monitored) accuratamente mentre il trail è in servizio
trail è in servizio
Anche le prestazioni dei collegamenti e delle connessioni di sotto rete (tandem connection monitoring) che compongono un trail devono potere essere verificate mentre il trail è in servizio, senza inficiare l’integrità del trail stesso
I parametri usati per la verifica prestazionale devono:
catturare fedelmente le eventuali degradazioni delle prestazioni effettive in modo da favorire le azioni di manutenzione e gestione
essere significativi per il cliente
essere significativi per il cliente
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Prestazioni
Le due classi fondamentali di parametri di qualità di una rete trasmissiva numerica sono:
Le prestazioni di errore misurano il numero e le caratteristiche statistiche degli errori introdotti nella consegna dell’informazione trasportata attraverso uno errori introdotti nella consegna dell’informazione trasportata attraverso uno strato servente
L’affidabilità misura e caratterizza gli intervalli di tempo durante i quali non è disponibile il segnale numerico per il cliente
I due concetti convergono verso una visione integrata delle prestazioni trasmissive
Università degli Studi di Udine 97
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Sorgenti di errore
Distorsioni lineari (ampiezza e fase, inclusi i multipath delle tratte radio) e non lineari (es. saturazione negli amplificatori, effetti non lineari nella propagazione in fibra ottica)
Rumore nei ricevitori (termico, shot, impulsivo, interferenze)
Rumore nei ricevitori (termico, shot, impulsivo, interferenze)
Eco
Difetti e invecchiamento dei componenti (es. laser, resistenze di contatto)
Jitter e wander dei sincrosegnali
Gli errori in uno strato possono “propagarsi” nel passaggio verso lo strato cliente (es.
un errore nell’interpretazione della giustificazione porta a perdita di allineamento di
trama nel PDH)
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Affidabilità
Università degli Studi di Udine 99
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH)
Grandezze fondamentali
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Guasti e ripristini di una rete
Per una rete trasmissiva, il sistema è la rete e il servizio offerto è un trail di trasporto con qualità specificata.
La distinzione tra prestazioni scadenti in termini di errori trasmissivi e indisponibilità del sistema è arbitraria.
del sistema è arbitraria.
Di fatto, il sistema si può ritenere fuori servizio quando la qualità offerta cade al di sotto di una determinata soglia; si può uscire da questo stato spontaneamente, per mezzo di protocolli di rete o per intervento umano.
Gli eventi di errore sono caratterizzabili considerando intervalli τ (ad es. il tempo di trasmissione di un byte, un secondo, un giorno) e definendo eventi di errore (periodi τ con errori) e intervalli tra eventi di errore (insieme di periodi τ consecutivi non affetti da errori)
Università degli Studi di Udine 101
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH)
Modello matematico
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Verifica di errore
Gli eventi di errore verificabili in SDH sono
perdita di allineamento di fase
rivelazione di errori binari sui blocchi sottoposti a controllo (trama, VC) rivelazione di errori binari sui blocchi sottoposti a controllo (trama, VC)
Allineamento di fase a livello di RS significa allineamento di trama; questo allineamento è direttamente trasferito anche a livello di MS
Allineamento di fase a livello HVC/LVC significa, oltre all’allineamento di trama, anche la corretta decodifica del puntatore
Gli indicatori della perdita di corretto allineamento sono gli allarmi LOF per RS, MS-AIS per MS, LOP per tutti i VC
Università degli Studi di Udine 103
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Verifica di errore
Parametri di prestazioni di errore sono definiti nella Racc. ITU-T G.826 e sono valutati solo durante i periodi di disponibilità
Errored Second (ES)
Intervallo di un secondo durante il quale si è verificato almeno un blocco errato
Severely Disturbed Period (SDP)
fuori servizio: periodo di 1 ms o di quattro blocchi consecutivi (il più lungo dei due) in cui la densità di errore si mantiene non inferiore a 10 –2 oppure c’è perdita di segnale
in servizio: difetto di rete (in SDH: path AIS, LOP, path trace mismatch)
Severely Errored Second (SES)
Intervallo di un secondo durante il quale almeno il 30% dei blocchi è errato
oppure si è verificato un SDP
Synchronous Digital Hierarchy (SDH) Verifica di errore
Errored Second Ratio (ESR)
Rapporto tra gli ES e la durata di un intervallo di osservazione in cui si sono verificati
Severely Errored Second Ratio (SESR)
Rapporto tra i SES e la durata di un intervallo di osservazione in cui si sono verificati
Background Block Error Ratio (BBER)
Rapporto tra i BBE osservati in un dato intervallo di misura e la durata
Rapporto tra i BBE osservati in un dato intervallo di misura e la durata dell’intervallo; un BBE è un blocco errato che non ha luogo durante un un blocco errato isolato
Università degli Studi di Udine 105
23 aprile 2010- David Licursi
Synchronous Digital Hierarchy (SDH)
Obiettivi di prestazione secondo G.826
Un periodo di indisponibilità inizia con (e include) 10 SES consecutivi e termina con 10 non SES consecutivi (che fanno parte del periodo di disponibilità).
Un percorso bidirezionale è indisponibile se una o entrambe le direzioni di trasmissione lo sono
trasmissione lo sono
Il periodo di indisponibilità è chiamato Unavailable Time (UT)
I limiti prestazionali dichiarati nella G.826 fanno riferimento ad un collegamento internazionale ipotetico e possono essere considerati come una sorta di caso peggiore
La G.826 precisa anche le frazioni di limite prestazionale da allocare ad ogni porzione
di collegamento
Indice
Comunicazioni ottiche
Architetture di accesso nella rete NGN
Rete in fibra ottica
Progettazione della rete in fibra ottica
Trasporto
Trasporto
Synchronous Digital Hierarchy (SDH)
Gigabit Gigabit Ethernet Ethernet ((GbE GbE)) -- 10 10 Gigabit Gigabit Ethernet Ethernet ((10 10GbE) GbE)
Sistemi DWDM
Università degli Studi di Udine 107
23 aprile 2010- David Licursi
Gigabit Ethernet (GbE) Ethernet (IEEE 802.3)
Ethernet è il nome di un protocollo per reti locali, sviluppato nel 1973 a livello sperimentale da Robert Metcalfe e David Boggs, suo assistente, alla Xerox PARC.
L'obiettivo originale dell'esperimento era ottenere una trasmissione affidabile a 3 Mb/s su cavo coassiale in condizioni di traffico contenuto, ma in grado di tollerare Mb/s su cavo coassiale in condizioni di traffico contenuto, ma in grado di tollerare bene occasionali picchi di carico.
Nel 1985 IEEE pubblicò la prima versione dello standard IEEE 802.3.
Gigabit Ethernet (GbE)
Fast Ethernet (IEEE 802.3u)
Fast Ethernet è l’evoluzione di Ethernet che per il trasporto del traffico alla velocità di 100 Mbps rispetto alla velocità originale Ethernet di 10 Mbps. Tra gli standard ethernet a 100 megabit, 100baseTX è il più comune e supportato dalla grande maggioranza dell'hardware prodotto.
maggioranza dell'hardware prodotto.
100BASE-TX è la forma predominante di Fast Ethernet, fornendo Ethernet a 100 Mbps e lavora su due coppie di cavi in Cat 5.
100BASE-FX è una versione della Fast Ethernet su fibra ottica. Usa due cavi di fibra, uno per ricevere e uno per trasmettere in modo da non aver bisogno della modalità half duplex, in quanto non ci sono collisioni dato che la rete è su una 10/100BASE-T. Il traffico di rete usa completamente la banda di 100 Mb/s, su un segmento di fibra multimodale full duplex fino a 2Km. Usando una fibra monomodale (100BASE-LX) si può estendere la lunghezza del segmento fino a 60 Km in full-duplex.
può estendere la lunghezza del segmento fino a 60 Km in full-duplex.
100BASE-SX è una versione di Fast Ethernet su fibra ottica. Usa due cavi di fibra per ricevere e trasmettere. È un'alternativa a basso costo rispetto a 100BASE-FX, perché usa ottiche a bassa lunghezza d'onda che sono significativamente meno costose delle ottiche ad alta lunghezza d'onda usate nelle 100BASE-FX. 100BASE-SX può operare a distanze di 300m.
Università degli Studi di Udine 109
23 aprile 2010- David Licursi
Gigabit Ethernet (GbE)
Gigabit ethernet (IEEE 802.3z)
Il Gigabit Ethernet (standard IEEE 802.3z) è l'evoluzione a 1000Mbit/s del protocollo Fast Ethernet (standard IEEE 802.3u) operante a 100 Mbit/s.
Per rendere possibile il Gigabit Ethernet si è reso necessario introdurre delle modifiche al protocollo IEEE 802.3u:
al protocollo IEEE 802.3u:
Rimuovere la codifica 4B/5B (125Mbps), ed adottare la codifica 8B/10B nelle varianti 1000BaseSX,1000BaseLX e 1000BaseCX (vedi IEEE 802.3) e la codifica PAM ( Pulse amplitude modulation ) 5X5 (nella variante 1000BaseT).
Vengono usate le 4 coppie di fili UTP simultaneamente (nella variante 1000BaseT a 500Mbps), 2 coppie di fili STP simultaneamente (nella variante 1000BaseCX a 500Mbps) e le fibre multimodali (varianti 1000BaseSX,1000BaseLX).
La trasmissione diviene full-duplex (500Mbps full-duplex).
La trasmissione diviene full-duplex (500Mbps full-duplex).
Vengono usati 5 livelli per simbolo invece che 3 (1000Mbps full-duplex).
Viene usato un Forward Error Correction (FEC) per recuperare 6 dB.
Viene diminuito il Bit Time da 10 ns a 1 ns.
Viene diminuito l'Inter-packet gap da 0.96 μs a 96 ns.
Gigabit Ethernet (GbE)
Gigabit ethernet (IEEE 802.3z)
Per rendere possibile il Gigabit Ethernet si è reso necessario introdurre delle modifiche al protocollo IEEE 802.3u:
Viene aumentato lo Slot time da 5.12μs a 4096μs.
Viene introdotto il Frame bursting, e cioè, una stazione può trasmettere più pacchetti in successione senza rilasciare il mezzo trasmissivo fino al burst-limit che è di 65536 bit (8192 ottetti), il primo pacchetto va comunque esteso mediante Carrier Extension, se troppo corto.
Viene introdotto il Carrier Extension, e cioè, l'estensione della dimensione del pacchetto a 4096bit, con dati reali o creati appositamente.
Università degli Studi di Udine 111
23 aprile 2010- David Licursi
Gigabit Ethernet (GbE)
Gigabit ethernet (IEEE 802.3-2005)
La 10 gigabit Ethernet o 10GbE è il più recente (al 2007) ed il più veloce degli standard Ethernet.
Definisce una versione di Ethernet ad un tasso di informazione di 10 Gb/s, dieci volte più veloce della Gigabit Ethernet.
più veloce della Gigabit Ethernet.
La 10GbE su fibra è descritta dallo standard IEEE 802.3-2005.
La 10 GbE su doppino è stata invece rilasciata nell'emendamento IEEE 802.3an.
Indice
Comunicazioni ottiche
Architetture di accesso nella rete NGN
Rete in fibra ottica
Progettazione della rete in fibra ottica
Trasporto
Trasporto
Synchronous Digital Hierarchy (SDH)
Gigabit Ethernet (GbE) - 10 Gigabit Ethernet (10GbE)
Sistemi Sistemi DWDM DWDM
Università degli Studi di Udine 113
23 aprile 2010- David Licursi
Sistemi DWDM
Dense Wavelength Division Multiplexing
DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) indica una tecnica di multiplazione che permette di trasmettere contemporaneamente su una singola fibra ottica una molteplicità di segnali generati da sorgenti laser diverse, accordate su differenti lunghezze d’onda, indicate in genere come “lambda”.
lunghezze d’onda, indicate in genere come “lambda”.
Sebbene nell’acronimo DWDM si adotti il termine Wavelength (lunghezza d’onda) piuttosto che Frequency (frequenza), il principio del Multiplexing (multiplazione) è lo stesso della multiplazione a divisione di frequenza.
