La rete fissa

La rete fissa
2
Integrated Service Digital Network
ISDN è risultata in un mercato di
nicchia soprattutto fuori Europa
A study[of the German Department of Science shows the following spread of ISDNchannels per 1000 inhabitants in the year 2005:
Norway
Denmark
Germany
Switzerland
Japan
UK
Finland
Sweden
Italy
France
Spain
United States
401
339
333
331
240
160
160
135
105
85
58
47
Il modem analogico
Dopo la liberalizzazione nel 1995 , l’utenza privata si affaccia ad Internet ,
utilizzando nella maggior parte dei casi i modem analogici che consentono tramite
linea commutata il collegamento agli ISP
Evoluzione dei modem analogici
Il modem ITU –T V.90 (56 kbit
dowload, 33 kbit upload ), all’inizio
degli anni 2000 era di default una
delle porte del personal computer
Il modem analogico commutato ha
però raggiunto, con la V.90, il suo
limite di velocità : per avere più
capacità di canale sul doppino bisogna
non passare per la centrale di
commutazione e quindi dai filtri di
canale a 3400Hz.
Attenuazione per vari tipi di doppino
0.4 mm
0.5 mm
0.65 mm
0.9 mm
Attenuazione nei doppini telefonici
usati nella rete italiana
Il doppino di utente viene riscoperto come
mezzo trasmissivo ad alta capacità
La rete di accesso in rame
La distribuzione delle lunghezze del
doppino nella rete di accesso Telecom
La lunghezza media del doppino in
Italia
La lunghezza media di una coppia nella rete di accesso
primaria è di 1,3 mentre quella di una coppia nella rete
secondaria è di 0,47 Km. Tenendo conto che in questi
indicatori sono presenti anche le coppie “morte” e quelle
derivate in parallelo, la lunghezza media delle coppie della
rete primaria e secondaria può essere stimata pari a
rispettivamente a 1,1 Km ed a 0,4 Km, per una media
complessiva di 1,5Km.
Per quanto riguarda le aree metropolitane, risulta che la
lunghezza media della rete primaria è di circa 900 m, mentre
per la rete secondaria è di circa 300 m per una media
complessiva di 1,3Km
Lunghezza doppini nei vari paesi
IL teorema di Shannon
Il teorema di Shannon stabisce che la capacità C , di un canale trasmissivo, cioè il
segnale a più alto bit rate che puo essere trasmesso su di esso senza errori , è dato in
bit/s da:
approssimata se S >> N
dove B è la larghezza della banda espressa in Hz, S e N sono rispettivamente la potenza di
segnale ricevuto e la potenza di rumore espresse in watt.
Per una banda di 1MHz e 40dB di S/N C = 13.3 Mbit/s
Parametri di design di un collegamento
trasmissivo
Regime limitato in banda
In un regime limitato in banda, il compito di incrementare l’efficienza spettrale
spetta all’impiego di modulazioni multilivello, le quali, per una varietà di mezzi
trasmissivi, si prestano bene a risolvere il problema del risparmiodi banda. In tale
regime, se vengono usati codici a controllo di errore, questi devono essere a
bassa ridondanza (e, quindi, non particolarmente efficaci nel miglioramento delle
prestazioni) perché il loro utilizzo non deve aumentare in modo considerevole la
velocità di trasmissione, e di conseguenza la banda.
Regime limitato in potenza
Al contrario, nel caso di sistemi limitati in potenza, i criteri di progetto suggeriscono
l’utilizzo di potenti codici a controllo di errore, il cui obiettivo è incrementare
l’efficienza nell’uso della potenza. I bit ridondanti che devono essere trasmessi
costringono a incrementare la velocità di trasmissione, quindi costringono a
un’espansione della banda necessaria (il che non costituisce un grave problema se il
sistema non ha pesanti limiti di utilizzo dello spettro). In compenso, essi consentono un risparmio di potenza (o, se si preferisce, la necessità di un minore
rapporto S/N in ricezione) in quanto permettono di ottenere un miglioramento
della qualità di tra-smissione senza un corrispettivo incremento
della potenza trasmessa.
Miglioramento teorico di efficienza di
potenza a diverse probabilità di errore
Efficienza spettrale di informazione
utile
I fattori caratterizzanti il doppino di
utente
• Attenuazione crescente con la frequenza e
funzione della lunghezza della linea
• Rumore di paradiafonia
• Distorsione di frequenza dovuta a stub e
variazioni di diametro.
• Disturbi impulsivi
Esigenze per un canale trasmissivo su
doppino non commutato
• Collegamento ad Internet non commutato ad alta
velocità principalmente in download.
• Distribuzione canali televisivi a pagamento (mercato
americano).
• Coesistenza con i servizi già preesistenti sul doppino
PROPOSTA
ADSL
(Asymetric digital subscriber line)
ADSL
Il sistema ADSL permette la trasmissione, su una singola
coppia simmetrica in rame, di:
-Un canale dalla rete al cliente (downstream) di capacità fino a
12 Mbit/s.
-Un canale dal cliente verso la rete (upstream) di capacità fino
a 1.3 Mbit/s.
-Un segnale di telefonia analogica (300-3400 Hz) mediante
l’impiego di POTS splitter o in alternativa un BRA ISDN.
ADLS standard
Version
ADSL
ADSL
ADSL
ADSL
ANSI T1.4131998 Issue 2
ITU G.992.1
ITU G.992.1
Annex A
ITU G.992.1
Annex B
ADSL
ITU G.992.2
ADSL2
ITU G.992.3
ITU G.992.3
Annex J
ITU G.992.3
Annex L
ADSL2
ADSL2
ADSL2
ITU G.992.4
ADSL2+
ITU G.992.5
ITU G.992.5
Annex M
ADSL2+
Downstream
rate
Upstream rate
Approved in
ADSL
8.0 Mbit/s
1.0 Mbit/s
1998
ADSL (G.DMT)
12.0 Mbit/s
1.3 Mbit/s
1999-07
ADSL over POTS 12.0 Mbit/s
1.3 Mbit/s
2001
ADSL over ISDN 12.0 Mbit/s
1.8 Mbit/s
2005
1.5 Mbit/s
0.5 Mbit/s
1999-07
12.0 Mbit/s
1.3 Mbit/s
2002-07
ADSL2
12.0 Mbit/s
3.5 Mbit/s
RE-ADSL2
5.0 Mbit/s
0.8 Mbit/s
1.5 Mbit/s
0.5 Mbit/s
2002-07
24.0 Mbit/s
1.3 Mbit/s
2003-05
24.0 Mbit/s
3.3 Mbit/s
2008
Standard name Common name
ADSL Lite
(G.Lite)
ADSL2
splitterless
ADSL2
ADSL2+
ADSL2+M
Allocazione in frequenza
ADSL
Gli standard ADSL implementano un sistema trasmissivo
complesso, ma estremamente efficace la cui realizzazione
e stata resa possibile dagli enormi sviluppi nella circuiteria
integrata ed in particolare dallo sviluppo di economici e
velocissimi DSP.
Schema di principio di trasmissione
ADSL
Efficacia dei codici correttori di errori
Il vantaggio conseguente alla codifica ,misurato in termini di
riduzione del rapporto segnale/rumore di 1 per 10-7, è di circa
5.5 dB per la sola codifica Reed-Solomon , e diventa di 9 dB con
l’impiego congiunto di Reed-Solomon e trellis aspesa di un
ridondanza di 16 bytes per Reed-Solomom + 4 byte e mezzo per
il trellis.
Schema di principio diun modulatore
DMT
Il modulatore DMT
Discrete Multi-Tone (DMT) separates the ADSL signal into 255 carriers
(bins) centred on multiples of 4.3125 kHz.
DMT has 224 downstream frequency bins and up to 31 upstream
bins. Bin 0 is at DC and is not used. When voice (POTS is used on the
same line, then bin 7 is the lowest bin used for ADSL.
The centre frequency of bin N is (N x 4.3125) kHz. The spectrum of
each bin overlaps that of its neighbours: it is not confined to a
4.3125 kHz wide channel. The orthogonality of COFDM makes this
possible without interference.
Up to 15 bits per symbol can be encoded on each bin on a good
quality line.
ADSL Spectrum
ADSL Spectrum
The frequency layout can be summarised as:
30Hz-4 kHz, voice.
4-25 kHz, unused guard band.
25-138 kHz, 25 upstream bins (7-31).
138-1104 kHz, 224 downstream bins (32-255).
Typically, a few bins around 31-32 are not used in order to prevent
interference between upstream and downstream bins either side of
138 kHz. These unused bins constitute a guard band to be chosen by
each DSLAM manufacturer - it is not defined by the G.992.1
specification.
Lo standard ADSL2+
L'ADSL2 e l'ADSL2+ (o plus) sono i nuovi standard approvati fra il
2002 e il 2003 dall'ITU (International Telecommunication Union)
per migliorare le performance della tecnologia ADSL e
supportare nuove applicazioni.
L'ADSL2+ aumenta la velocità massima fino a 24 Megabit al
secondo in downstream e 3 Megabit in upstream sul medesimo
doppino: questo grazie al raddoppio, da 1.100 a 2.200 KHz, della
banda.
OFDM Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Wireless
The wireless LAN (WLAN) radio interfaces IEEE 802.11a, g, n and
HIPERLAN/2.
The digital radio systems DAB/EUREKA 147, DAB+, Digital Radio
Mondiale, HD Radio, T-DMB and ISDB-TSB.
The terrestrial digital TV systems DVB-T and ISDB-T.
The terrestrial mobile TV systems DVB-H, T-DMB, ISDB-T
The mobile broadband 3GPP Long Term Evolution ( LTE)air
interface named High Speed OFDM Packet Access (HSOPA).
The wireless MAN/fixed broadband wireless access (BWA) standard
IEEE 802.16 (or WiMAX).
IEEE 802.16e(Mobile WiMAX) .
.
OFDM Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Cable
ADSL and VDSL broadband access via POTS copper wiring.
Power line communication (PLC).
Multimedia over Coax Alliance (MoCA) home networking.
ITU-T G.hn, a standard which provides high-speed local area
networking over existing home wiring (power lines, phone lines
and coaxial cables).
DVB-C2, an enhanced version of the DVB-C digital cable TV
standard.
Efficienza di banda di differenti sistemi
Standard
Launched
year
Link spectral efficiency R/B
((bit/s)/Hz)
NMT 450
AMPS
GSM
D-AMPS
GSM+ EDGE
WCDMA FDD
HSDPA
IEEE 802.16d (WIMAX)
LTE
IEEE 802.11a/g
IEEE 802.11n Draft 2.0
TETRA ETSI
DVB-T
DVB-H
DVB-H with SFN
DVB-C 256-QAM
ADSL2 downlink
V.92 downlink
1981
1983
1991
1991
2003
2001
2007
2004
2009
2003
2007
1998
1997
2007
2007
0.45
0.32
0.52
1.3
1.92 Max. Typ.: 1.00;
0.077 Max.:
2.88 Max.:
4.8
16.32 Max.:
2.7 Max.: 2.7;
7.22 Max.: 7.22;
1.44
4.0 Max. Typ.: 2.8;
0.68 to 1.4
0.68 to 1.4
6.33
12.47
14.0
1999
ADSL differenti tipi di soluzione lato utente
Utente
analogico
Utente
ISDN
DSLAM
Digital Subscriber Line access Multiplexer
ADLS il presente dell’accesso
VDLS
Very-high-bitrate DSL (VDSL or VHDSL)[ is a DSL technology providing
faster data transmission (up to 52 Mbit/s downstream and 16 Mbit/s
upstream)[2] over a single flat untwisted or twisted pair of copper
wires This standard was approved by ITU in November 2001.
Second-generation systems (VDSL2; ITU-T G.993.2 approved in
February 2006) utilize frequencies of up to 30 MHz to provide data
rates exceeding 100 Mbit/s simultaneously in both the upstream and
downstream directions. The maximum available bit rate is achieved
at a range of about 300 meters; performance degrades as the loop
attenuation increases.
Currently, the standard VDSL uses up to 7 different frequency bands,
which enables customization of data rate between upstream and
downstream depending on the service offering and spectrum
regulations
Allocazione in frequenza dei vari
sistemi XDLS
XDLS
Limiti di utizzo del VDSL
Limiti di utizzo del VSDL
Il futuro della rete di accesso è nella
distribuzione su fibra ottica e/o
soluzioni miste
Le possibili soluzioni per l’accesso fisso
nel medio termine
GEggg
P2P/EPON/GPON
EPON/GPON
Le possibili soluzioni per l’accesso fisso
WDM-PON
10 GPON
VDSL2 DSM3
GPON
100
VDSL2
28
ADSL2+
13
ADSL2
8
ADSL
Length, Km
1 Km
2 Km
3 Km
4 Km
5 Km
6 Km
7 Km
20 Km+
Di quanta banda abbiamo bisogno?
Source: IEEE, 2007
©2007 DEI–Politecnico di
Milano
Pontecchio Marconi, Bologna, 13 ottobre
2007
- 53 -
L’accesso Broadband nei paesi OCSE
situazione attuale
Mexico (*)
Chile (2006)
Turkey (2007)
Greece
Italy
Slovak Republic
Portugal
Czech Republic (*)
Hungary
Poland
Spain
Ireland
EU27
Slovenia
France
Austria
Japan (*)
Estonia
Australia (2008) (*)
New Zealand (*)
Switzerland (2007)
Belgium
United States
Germany
Canada (2008)(*)
United Kingdom
Luxembourg (*)
Finland
Denmark
Netherlands
Norway (*)
Sweden
Iceland
Korea (*)
Percentuali di case con abbonamento
broadband
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Prezzo dell’abbonamento broaband
nei paesi OCSE
Broadband average monthly subscription price, Oct. 2009, USD PPP
Greece
Italy
United Kingdom
Ireland
Finland
Sweden
France
Switzerland
Japan
Korea
Germany
Hungary
Belgium
Poland
Denmark
Iceland
Netherlands
Slovak Republic
Spain
United States
Austria
Czech Republic
Canada
Mexico
New Zealand
Australia
Norway
Portugal
Luxembourg
Turkey
27,72
29,91
30,80
31,33
32,46
32,50
32,70
33,25
35,18
38,50
38,87
39,39
39,75
39,85
40,20
40,63
41,01
46,85
48,34
49,25
50,11
51,64
54,24
56,71
57,06
59,45
62,76
Average Subscription Price, USD, PPP
Median
79,53
91,29
135,36
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Velocità media di dowload
Average advertised broadband download speed, by country, kbit/s, October 2009
120 000
Average advertised broadband download speed, kbit/s*
100 000
80 000
60 000
40 000
20 000
Median
Turkey
Poland
Slovak Republic
United States
OECD average
Canada
Norway
Ireland
Hungary
Australia
Mexico
New Zealand
Iceland
Greece
Germany
Austria
Italy
Finland
Spain
Czech Republic
Sweden
Switzerland
France
Japan
Denmark
Korea
Belgium
United Kingdom
Portugal
Netherlands
Luxembourg
Copertura XDLS nei differenti paesi
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Abbonamenti broadband per
tecnologia nei paesi OCSE
OECD Fixed (wired) broadband subscriptions, by technology, June 2010
Cable Modem
29%
DSL
58%
Fibre + LAN
12%
Total subscribers: 294 million
Source : OECD
Other
1%
Velocità media di dowload OCSE
per tecnologia
OECD average advertised download speeds, kbit/s, by technology, Oct 2009
76 792
25 474
14 405
DSL
Cable
FTTH
Velocità media di upload OCSE per
tecnologia
Average advertised upload speed, by technology,
kbit/s, Oct 2009
51 693
2 269
3 055
Cable
DSL
FTTH
Germany
Hungary
Ireland
Spain
Iceland
Netherlands
Norway
Italy
Sweden
France
United States
Denmark
Finland
OECD average
Slovak Republic
Korea
Japan
Copertura FFTH/FFTB nei differenti
paesi
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Percentuali di abbonamenti su fibra
Percentage of fibre connections in total broadband subscriptions, June 2010
Japan
Korea
Slovak Republic
Sweden
Norway
Denmark
OECD
Czech Republic
Hungary
Iceland
United States
Portugal
Netherlands
Italy
Poland
Turkey
Switzerland
Finland
Germany
Ireland
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Costo degli abbonamenti per alte
velocità
Average monthly subscription price for very high-speed connections, 35 000+ kbit/
USD PPP per
160
month
140
120
100
80
60
40
20
0
Average…
La fibra ottica domina nell’accesso in
Giappone
In densely populated Japanese urban areas, IEEE 802.3ah GE-PON (also known as EPON)
is the most popular optical access technology and is deployed mainly by NTT East, NTT
West, and KDDI. The dominant deployment type is FTTB; GE-PON is terminated either on
the outside of the building wall or in the building's equipment room, with 100-Mbps
symmetric VDSL used for connection to each subscriber.
The drivers for deploying FTTB/FTTH are advanced multimedia services, including IPTV,
HDTV, VoD, VoIP, VPNs, etc. Main operators such as NTT East, NTT West, KDDI, and
Softbank provide an extensive service menu to customers and leverage their broadband
connections to increase their subscribers and revenues.
The Japanese government also supports the deployment of FTTB/H. The Ministry of
Internal Affairs and Communications has the "u-Japan Policy" to realize a ubiquitously
networked society in which anyone can easily access and use a network anytime from
anywhere in order for Japan to achieve the status of "the world's leading nation for
ubiquitous network society" by 2010. In the policy, the government declared that
broadband services should be available in all areas of Japan.
In the Japanese market, sales of GE-PON and VDSL devices for FTTB deployment
accounted for at least 92% of total optical access device sales in 2006, representing a
dominant share of the market.
Fastweb S.p.A.
Nazione
Tipologia
Italia
Società per azioni
Borse valori Borsa ItalianaFWB
Fondazione 1999
Sede
Milano
principale
•Carsten Schloter (presidente)
•Ulrich Dietiker
Persone
(vicepresidente)
chiave
•Alberto Calcagno
(Amministratore delegato)
Settore
telecomunicazioni
Prodotti
telefonia
Fatturato
1,85 miliardi di € (2009)
Utile netto 34 milioni di € (2009)
Dipendenti 3.417 (2007)
Slogan
Un passo avanti
1 664 000 clienti per la banda
Note
larga, 13 % del mercato
italiano (31 dicembre 2009[)
Sito web
www.fastweb.it
La rete FASTWEB
Basata sulla tecnica chiamata Network address translation (NAT), la rete Fastweb è
costruita come una sorta di enorme rete locale (LAN, Local Area Network) su scala
metropolitana, MAN (Metropolitan Area Network).
La rete in questione è suddivisa per: città > zona della città > distretto > area
elementare > progressivo edificio. Dal box di Fastweb, dove termina la fibra ottica, si
dipartono infine i cavi (talvolta ethernet ma più spesso anche questi in fibra ottica),
che servono gli interni del palazzo o delle abitazioni. Gli utenti Fastweb si trovano,
così, in un certo senso, parte di un'unica grande utenza condivisa, connessa alla rete
globale, cioè molti utenti della stessa zona hanno, dall'esterno, un unico indirizzo IP.
Gli utenti possono richiedere un "indirizzo IP pubblico" (cioè assegnato a un solo
utente) per qualche ora al mese gratuitamente o per più tempo pagando il servizio.
Per questa ragione Fastweb, pur consentendo ai propri utenti di collegarsi ad
internet, non può altrettanto facilmente consentire agli utenti internet di collegarsi
verso il singolo utente Fastweb, invisibile, poiché non affacciato direttamente alla
rete globale. Q