LA VELOCITÀ IN ACCESSO - Patrizia Bondi, Ivano Collotta, Clelia Lorenza Ghibaudo 8 - Gruppo Telecom Italia
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LA VELOCITÀ IN ACCESSO
NETWORK
Patrizia Bondi, Ivano Collotta, Clelia Lorenza Ghibaudo
9
NETWORK
SERVIZI
L
a velocità in accesso, intesa come velocità di trasferimento di dati durante una connessione
internet, è uno dei temi centrali del mondo delle telecomunicazioni sia fisse sia mobili di
INFORMATICA
oggi. Basta digitare il tema su un qualsiasi motore di ricerca online per rendersi conto di
quanto sia importante per i clienti di servizi broadband; numerosissimi sono ormai gli ap-
plicativi che misurano la velocità di connessione, fanno test, propongono statistiche e confronti
di velocità raggiungibili con operatori diversi o in paesi diversi.
Questo articolo cerca di fare chiarezza sul tema, evidenziando come la velocità in accesso sia con-
dizione necessaria per avere una buona esperienza di navigazione ed illustrando come ci siano in
rete diversi aspetti che possono costituire dei colli di bottiglia per la navigazione.
L’articolo inoltre descrive brevemente quali possano essere le azioni che un operatore di tele-
comunicazioni può fare per migliorare la velocità di accesso sia su rete fissa sia su rete mobile,
tenendo presente che si è arrivati ad un punto per cui per avere un vero salto prestazionale, all’al-
tezza di quelli avuti in passato, sarà ben presto necessario affrontare una discontinuità infrastrut-
turale con elevati investimenti economici e lunghi tempi di realizzazione. Il salto prestazionale
in rete di accesso, che si avrà a valle degli investimenti infrastrutturali, sarà tale da richiedere lo
sviluppo di funzionalità che permettano di controllare in modo efficiente l’aumento di prestazio-
ni sia per evitare di intasare il resto dalla rete, sia per dare il giusto valore ai servizi di rete forniti.
per il consumatore. Tale fenomeno è Non va inoltre dimenticato che nella
1 La velocità della rete di accesso fissa
e mobile rappresentato in Figura 1, dove si può
vedere come alla disponibilità di solu-
catena tecnologica necessaria ad offri-
re servizi end-to-end, e di conseguenza
Nel corso dell’ultimo decennio vi è zioni tecnologiche in grado di garanti- per la custom experience percepita dal
stata una forte evoluzione tecnologi- re maggiori velocità abbia immediata- cliente, la rete di accesso non è l’unico
ca nel mondo delle telecomunicazio- mente fatto seguito un’analoga offerta punto in cui possono evidenziarsi dei
ni che ha profondamente cambiato le commerciale. colli di bottiglia nello smaltimento del
abitudini e le esigenze di connettività Un secondo aspetto da evidenziare, traffico. Le elevate prestazioni abilitate
dei clienti. In questi anni gli operatori rappresentato in Figura 1, è che si è dalle nuove architetture della rete d’ac-
di telecomunicazioni sia fissi sia mo- prossimi ad un punto di discontinuità cesso in fibra ottica (FTTC o FTTH)
bili hanno assecondato queste nuove sia per la rete fissa sia per quella mo- dovranno quindi richiedere un nuovo
esigenze, introducendo in rete le in- bile: il dispiegamento delle nuove tec- dimensionamento delle reti a monte
novazioni tecnologiche che si sono nologie in accesso non potrà più essere della porzione propriamente detta “di
rese man mano disponibili; lo scena- effettuato aggiornando solo gli appara- accesso” (segmenti di backhauling,
rio competitivo che si è venuto quindi ti in centrale e in casa cliente, ma sarà rete metro, rete core, controllo e au-
a creare tra i vari operatori, sia incum- necessario lo sviluppo di nuove infra- tenticazione) per evitare che si creino
bent sia alternativi, ha indotto una strutture e questo comporterà inevita- situazioni critiche.
progressiva offerta di profili e tariffe bilmente ingenti investimenti e lunghi L’elevato impatto economico ed infra-
sempre più performanti e convenienti tempi di dispiegamento. strutturale comporta, per un operatore10
FTTH LTE
100Mbps 100Mbps
NETWORK
Necessita FTTC Necessari:
80Mbps Fibra Ottica ■ Backhaulin in Fibra
80Mbps
Velocità downstream per linea
Velocità downstream per cella
ottica/ponte radio
■ Nuove frequenze per
sfruttare tutte
60Mbps le potenzialità
Nuovi apparati
in casa e
SERVIZI
in centrale HSDPA 42M
40Mbps
ADSL2+ HSDPA 21M
20Mbps
ADSL1 20Mbps HSDPA 14,4M
7Mbps
Dial Up HSDPA 7,2M
640kbps EDGE
INFORMATICA
GSM UMTS
56kbps 1Mbps
1998 2000 2006 2008 2011 2012 2018 1995 2004 2007 2010 2012 2013
Data introduzione Data introduzione
Rete di accesso fissa e offerte Broadband Rete di accesso mobile e offerte Mobile Broadband
Figura 1 - Evoluzione delle offerte fisse e mobile in relazione alla disponibilità tecnologica
che decida di investire, la necessità di La Figura 2 evidenzia1, secondo quan- Da notare nella Figura 2 soprattutto la
orientare oculatamente le priorità di to affermato in un recente rapporto forte crescita della vendita di apparati
intervento verso le zone a maggior red- OVUM sul Market Share dei fornitori in tecnologia VDSL2 sempre più uti-
ditività e allo stesso tempo di calibrare [1], come gli investimenti degli ope- lizzata sia come soluzioni da centrale
le offerte commerciali, in modo tale da ratori relativi ad apparati per la rete (adottata da alcuni operatori Europei
valorizzare al meglio le nuove tecnolo- in rame (43% del totale) siano quasi come Deutsche Telekom, KPN e Te-
gie in corso di dispiegamento. equivalenti a quelli relativi agli appa- lenor), sia come soluzioni da armadio
rati per la rete in fibra (45%) e siano (FTTC), che prevedono la fibra fino al
ancora in crescita (DSL+35%); in forte Cabinet (utilizzati in Europa ad esem-
crescita risultano essere anche gli inve- pio da France Telecom, Deutsche Te-
2 Cosa fanno gli altri
stimenti sul segmento FTTx (+49%). lekom, Swisscom e British Telecom).
2.1 Le evoluzioni per la rete fissa
all’estero
La necessità della rete di accesso fissa +18%
3Q10 vs 3Q09
di evolvere verso la fibra ottica è ormai
Rete via
universalmente riconosciuta ed affer- Cavo
mata in Italia e all’estero; tuttavia il di- (CMTS) VDSL
spiegamento reale di una rete NGAN 12% +100%
Rete in fibra 3Q10 vs 3Q09
(Next Generation Access Network) (FTTx)
continua ad avvenire molto gradual- 45% Rete in rame
(xDSL)
mente, soprattutto in Europa, tanto +49% 43%
+35%
che la percentuale di accessi in fibra di 3Q10 vs 3Q09
3Q10 vs 3Q09
tipo FTTH/B è di quasi 14% nel mondo 23%
e di appena 4% in Europa. Per contro, 3%
la parte predominante della rete di ac- SHDSL
ADSL 74% +20%
cesso fissa è ancora rappresentata dagli +23% 3Q10 vs 3Q09
accessi su rame di tipo xDSL, che risul- 3Q10 vs 3Q09
tano essere il 63% nel panorama mon-
Figura 2 - Ricavi dei fornitori di apparati: ripartizione sui segmenti e andamento
diale e oltre il 75% in quello Europeo.
1 La figura 2 riporta i trend del mercato mondiale degli apparati di rete di accesso fissa del 3Q2010 e ne evidenzia la crescita rispetto al trimestre
3Q2009 secondo i dati del citato rapporto OVUM11
mondo). Anche Telecom Italia lo ha
100 inserito a piano;
NETWORK
i sistemi a 28.8 Mbps sono adottati
da Vodafone Group (11 operatori nel
mondo);
Percentuale
Unità
i sistemi a 84 Mbps non sono ancora
50
Immobiliari adottati ma sono previsti a piano da
Passed France Telecom e Vodafone Group
SERVIZI
e Telefonica Group (5 operatori nel
mondo).
0 La tecnologia LTE a Marzo 2011 era
Swisscom TDC
Austria T.
DT
BT
KPN
Telefonica
FT Vimpelcom
Portugal (Russia) AT&T
Verizon
China T.
NTT stata commercialmente lanciata da 13
Belgacom
Operatori operatori nel mondo (tra cui Vodafo-
ne, Verizon ed NTT), ma era prevista a
INFORMATICA
FTTH/FTTB Prevalenza di FTTC Prevalenza di FTTH/B
FTTC in Europa in Asia e Est Europa piano da circa 180 operatori nel mon-
do, tra cui Telecom Italia (ad oggi sono
Figura 3 - Percentuali di Unità Immobiliari dichiarate passed dai vari operatori
20 le reti lanciate e 209 gli operatori
che hanno inserito a piano LTE). Ad
Molti sono infatti gli operatori Europei mobili stanno in questi anni investen- oggi inoltre iniziano ad essere disponi-
che stanno adottando una soluzione di do molto in nuove tecnologie che con- bili sul mercato un numero significati-
tipo FTTC/VDSL2, come evidenziato sentano di soddisfare i requisiti della vo di terminali LTE.
nella Figura 3. clientela, prime tra tutti la tecnologia
La soluzione di tipo FTTH/B è inve- HSPA, che ha ormai raggiunto un livel-
ce particolarmente adottata in Asia lo di diffusione notevole. Analizzando
(Giappone, South Korea, Hong Kong)
ed è la soluzione su cui recentemente
le linee a larga banda nel mondo2 si
nota infatti come la tecnologia mag-
2.3 Le principali caratteristiche delle
offerte fisse e mobili all’estero
si sta investendo nell’Europa dell’Est giormente utilizzata sia l’HSPA (52% In situazioni di forte crescita delle po-
(Russia, Lituania, Lettonia, Slovenia, del totale linee), seguita a ruota da tenzialità tecnologiche, un operatore
Estonia …). Interessante notare anche UMTS (40% del totale linee). Le linee deve calibrare accuratamente le offerte
come la maggior parte degli operatori in tecnologia CDMA EV-DO Rev.A, allo scopo di mantenere il giusto valore
che sviluppano un’architettura FTTH principalmente adottata in Asia e USA per le innovazioni offerte dalle tecno-
stiano adottando una soluzione tec- (Verizon Wireless), rappresentano in- logie introdotte in rete.
nologica di tipo PON: secondo il già vece l’8% del totale. La tecnologia LTE Per quanto riguarda le offerte di rete
citato studio OVUM [1] il 95% dei ri- (Long Term Evolution), è in fase di av- fissa, dall’analisi dei quattro maggiori
cavi dei fornitori di apparati nell’ulti- vio o a piano per la quasi totalità degli operatori europei emergono due ap-
mo anno sono stati per apparati di tipo operatori e la sua diffusione attuale procci distinti per la differenziazione
PON (con una crescita del 46% rispet- rispecchia la fase iniziale di sviluppo del portafoglio di offerta Broadband:
to all’anno precedente) e solo il 5% per (0,04% del totale linee). Telefonica e Deutsche Telekom (DT)
apparati di tipo Punto-Punto (con una Più in dettaglio la tecnologia HSPA+, differenziano le offerte principal-
decrescita del 17% rispetto all’anno altresì nota come HSPA evolution, è mente sulla base della velocità mas-
precedente). particolarmente adottata a livello Eu- sima raggiungibile in modo analogo
ropeo, ma estesa anche nel resto mon- a Telecom Italia;
do. In particolare in Europa: British Telecom (BT) e France Tele-
i sistemi a 21 Mbps sono adottati com (FT) tendono a semplificare al
2.2 Le evoluzioni per la rete mobile
all’estero da Telecom Italia, France Telecom,
Deutsche Telekom, Vodafone Group
massimo i livelli di velocità di of-
ferta, proponendo al cliente una, al
Come noto la richiesta di sempre mag- e Telefonica Group (in totale 79 ope- massimo due, velocità di riferimento
gior banda non coinvolge solamente la ratori nel mondo); e preferendo una differenziazione
rete fissa, ma sta diventando un fattore i sistemi a 42 Mbps sono adottati da sulla base dei servizi (approccio FT)
sempre più importante per la rete mo- France Telecom, Vodafone Group e o sulla base dei volumi mensili di
bile. Per questo motivo, gli operatori Telefonica Group (13 operatori nel traffico (approccio BT).
2 Elaborazione dati dall’Infocentre di GSM Association, Marzo 201112
A titolo di esempio, British Telecom ha nazionale, una differenziazione del- In tale scenario, diventa importante
a portafoglio solo la velocità massima le offerte su CAP mensili di volume o introdurre in rete concetti di “Intelli-
NETWORK
di 20 Mbps3 su rame e di 40 Mbps4 su tempo e su elementi di qualità, primo gent Pipe”, che da un lato prevengono
fibra, e per ognuna propone tre pac- fra tutti il trattamento prioritario dei fenomeni di congestione e di canniba-
chetti differenziati sulla base dei vo- profili pregiati del traffico sulla tratta lizzazione delle risorse di rete da parte
lumi mensili: con 10GB/mese inclusi radio in caso di congestione. Anche in di alcune applicazioni a discapito di
a 13 £/mese, con 40GB/mese inclusi a Italia, queste potenzialità sono parti- altre, e quindi consentono di garantire
18 £/mese o senza limiti di traffico a colarmente sfruttate dai nostri com- una Customer Experience equa a tutti
SERVIZI
28 £/mese. A riprova del fatto che per petitor (come dimostra la Tabella 1) e gli utenti della rete, dall’altra abilitano
BT la velocità massima offerta non è in particolare da Vodafone ad esempio nuovi paradigmi di offerte differen-
l’unico valore monetizzabile, le stesse con il brand di “Vodafone Broadband ziate, basati su concetti di banda “on
tipologie di pacchetto a 20M o a 40M Plus”, con cui l’operatore garantisce ad demand”/a volume o sul connubio ban-
hanno lo stesso prezzo. alcuni profili di tipo business la massi- da ed applicazioni (es. profilo con FTP
Quest’esempio non è tuttavia un caso ma velocità di navigazione consentita prioritario per backup remotizzato).
INFORMATICA
isolato: in generale le offerte caratte- dalla rete in caso di congestione e la Per realizzare la cosiddetta “Intelligent
rizzate da un volume mensile definito sostituzione gratuita dell’Internet Key Pipe” servono due componenti essen-
(CAP), sono in aumento anche nella all’ultima versione disponibile. ziali: gli strumenti messi a disposizio-
rete fissa; in Belgio ad esempio sono Questa differenziazione delle offerte ne dalla rete (attuatori) e le nuove fun-
adottate da tutti gli operatori presenti è ad oggi resa possibile dall’utilizzo da zioni nello strato di controllo della rete
mentre in USA AT&T ha recentemente parte di molti operatori di funzionalità (attivatori).
introdotto un CAP mensile su tutte le di controllo della rete di tipo “Intelli- Partendo dagli aspetti di rete fissa, gli
offerte. La presenza di un tetto massi- gent Pipe”, vediamo meglio come. strumenti sono messi a disposizione
mo di traffico ha infatti due vantaggi dagli apparati BNAS (Broadband Net-
per l’operatore: in primo luogo consen- work Access Server) e DPI (Deep Packet
te di proteggere la rete dall’esplosione Inspection), che consentono di fare
di traffici di tipo Peer-to-peer o file
sharing e contemporaneamente può
3 Funzionalità di controllo della rete:
Intelligent Pipe una “ispezione intelligente” del traffico
di rete e del cliente e una classificazio-
essere utilizzato come leva competiti- Le tecnologie che si stanno adottando ne delle applicazioni end-to-end. Gli
va sul prezzo per aggredire il mercato nel segmento di accesso sia per la rete stessi consentono all’operatore di agire
di massa. fissa, sia per la rete mobile consenti- sulla banda, sulla qualità del servizio e
La tendenza a differenziare le offerte ranno velocità di accesso sempre cre- sulle applicazioni, applicando policy
non solo sulla base della velocità, ma scenti. Contestualmente aumenterà il di Bandwidth Control e di Traffic Ma-
anche sulla base di altri elementi è già traffico da smaltire in rete a causa delle nagement. In tal modo è possibile:
da tempo emersa nel settore mobile. nuove applicazioni, della diffusione di trattare con priorità differenziate
Nelle offerte mobili è infatti ormai af- terminali sempre più evoluti e dalla di- sia il traffico e le applicazioni, sia i
fermata, sia a livello internazionale che sponibilità di contenuti nella rete. clienti; le policy sono infatti applica-
Tabella 1 - Elementi di differenziazione della Qualità per clienti Business e Consumer
Elementi per differenziare la Qualità Italia Estero
…sia Consumer che Business Vodafone Wind 3 Italia Alcuni esempi…
TDC Denmark
CAP sulla velocità massima
Vodafone (NL)
Presenza di offerta unlimited
CAP Tariffazione aggiuntiva Verizon Wireless
su volume
o Velocità limitata
Oltre soglia
su tempo T-Mobile
Blocco selettivo di applicazioni
(UK, NL, DE,CZ, HR)
T-Mobile (UK)
Offerte differenziate su base applicazione
Movistar Colombia
Priorità Radio in caso di congestione
3 20 Mbps downstream / 1 Mbps upstream
4 40 Mbps downstream / 2 Mbps upstream (10 Mbps upstream per l’offerta unlimited)13
bili per singolo protocollo o insieme controllo, chiamato Policy Manager, il bili e il cui utilizzo inizia a diffondersi
di protocolli, per singolo cliente o quale consente l’attivazione dinamica anche nel contesto della rete fissa. In
NETWORK
gruppi di clienti, per singola applica- delle policy configurate preventiva- questo caso, nell’offerta il cliente ac-
zione o gruppo di applicazioni, op- mente sugli elementi di rete. quista un volume di traffico mensile
pure per la totalità del traffico; In sostanza, il Policy Manager met- predefinito. Al superamento di tale
associare bande differenziate su te a disposizione un insieme di stru- volume, il cliente può acquistare altri
base cliente o applicazione; menti per confezionare delle regole “blocchi di traffico” oppure la sua ve-
limitare, bloccare, redirigere, di concatenazione e attivazione delle locità viene limitata dalla rete fino alla
SERVIZI
specifiche applicazioni e/o clienti al policy, consentendo di conseguenza scadenza del periodo o alla ricarica
superamento di condizioni predefi- il controllo dinamico delle funzioni successiva. Il cliente quindi può anco-
nite; “intelligenti” della rete. Queste regole ra utilizzare i servizi anche dopo il su-
rimarcare il traffico per classi- possono rispondere ad esigenze che peramento della soglia, con un esborso
ficarlo opportunamente al fine di nascono direttamente all’interno della aggiuntivo oppure con prestazioni li-
permettere, in situazioni di conge- rete (ad es. prevenzione della conge- mitate, ma senza ulteriore aggravio di
INFORMATICA
stione, uno scarto selettivo delle ca- stione), oppure possono contribuire costi.
tegorie di traffico considerate dall’o- alla realizzazione di offerte di servizi.
peratore meno pregiate; In funzione dell’esigenza, queste pos-
effettuare degli upgrade di ban- sono quindi essere basate su informa-
da su richiesta (Bandwidth on De-
mand), anche solo per specifici pro-
zioni di tipo “statico”, quale il profilo
del cliente (ad es. i servizi sottoscritti,
4 Evoluzione della rete fissa
tocolli (ad es. FTP per download). la classe del cliente), o su informazio- Come si è detto, la Customer Experien-
Gli elementi di rete sono quindi in gra- ni di tipo “dinamico”, quali lo stato del ce di un cliente broadband dipende da
do di applicare un insieme variegato cliente, il tipo servizio utilizzato in un molti fattori e da molte componenti
di policy differenziate per il traffico; certo momento, il tipo di terminale e la della rete. La porzione di accesso tut-
queste possono inoltre essere appli- tipologia della rete utilizzata. tavia è certamente quella che determi-
cate sia sul traffico upstream, sia sul Ad esempio nella rete fissa, al fine di na il limite superiore alle prestazioni
traffico downstream che hanno carat- prevenire fenomeni di congestione e all’esperienza del cliente. In questo
teristiche intrinseche diverse (ad es. dei collegamenti tra i sistemi di acces- senso quindi, la tecnologia trasmissi-
il traffico downstream richiede tipi- so e la rete core, è possibile limitare va utilizzata dal DSLAM e dal modem
camente molto più banda del traffico in modo selettivo il traffico di alcune del cliente è determinante, così come
upstream). applicazioni specifiche (ad es. Peer to sono molto importanti le funzionalità
Al fine della Customer Experience e peer) per dare spazio ad altre appli- di monitoraggio e gestione delle linee
alla qualità percepita dal cliente finale cazioni caratterizzate da una minore disponibili sul DSLAM. È noto, infatti,
è da evidenziare che gli elementi di rete richiesta di banda (ad es. browsing o che la tecnologia ADSL di prima gene-
di tipo BNAS e DPI consentono l’ap- email), che altrimenti verrebbero pe- razione offre velocità inferiori rispetto
plicazione di servizi/policy sulle con- nalizzate dalle prime. Questo permet- a quelle raggiungibili con l’ADSL2+ e
nessioni utenti “on-fly”, ovvero senza te alla totalità dei clienti un utilizzo offre anche minori funzionalità di mo-
creare nessun tipo di disservizio per il soddisfacente della rete. Grazie, in- nitoring dei parametri della linea e di
cliente finale; nel caso di Bandwidth fatti, alle funzionalità presenti in rete protezione contro il rumore impulsivo.
on Demand, ad esempio, l’incremento su piattaforma DPI è possibile non Questo fa sì che, statisticamente, le li-
di banda viene effettuato senza abbat- penalizzare il traffico di uno specifico nee collegate in ADSL presentino una
tere la sessione in corso, quindi senza cliente. ma distribuire la limitazione velocità di aggancio inferiore a quelle
incidere sulla continuità del servizio al di banda sull’insieme dei clienti con- collegate in ADSL2+ e contemporane-
cliente. temporaneamente attivi in rete che amente tassi di instabilità superiori.
Queste funzioni, essendo realizzate utilizzano determinate applicazioni. Inoltre le schede di linea con interfacce
dagli apparati di rete, possono in ge- Questa potenzialità viene tipicamente ADSL sono presenti solo sui DSLAM
nerale essere configurate solamente chiamata Fair Usage Policy. ATM che, essendo stati dispiegati in
in modo statico. Per consentirne un Un altro esempio di valorizzazione di rete in tempi precedenti ai DSLAM IP,
utilizzo dinamico e per combinarle tra queste funzionalità è la definizione di consentono prestazioni inferiori.
loro e con altre informazioni, occor- offerte con un CAP a volume, frequen- Nell’ottica di migliorare la velocità e la
re introdurre in rete un elemento di temente utilizzato dagli operatori mo- qualità della rete sarà quindi necessario14
nei prossimi anni provvedere gradual- zare la velocità del livello fisico. Inoltre tecnologie di successo per la telefonia
mente alla migrazione della cliente- sulle schede più nuove sono disponibili mobile e per accessi dati a basso data
NETWORK
la oggi servita da DSLAM ATM verso funzionalità di bonding6 che permetto- rate. Nel medio termine, LTE si affer-
DSLAM IP con schede di linea ADSL2+. no di affasciare la capacità di due o più merà pienamente come una tecnologia
L’evoluzione della rete di accesso, linee ADSL2/2+, ottenendo un link con broadband mobile, in grado di fornire
come già affermato, è giunta ad un velocità superiore a quella ottenibile diversi tipi di servizi caratterizzati da
punto di forte discontinuità, dove il con una sola coppia (indicativamente la alti data rate, mentre oggi e nel futuro
salto di prestazioni e di offerta richie- somma delle capacità delle singole cop- prossimo, la tecnologia più utilizzata
SERVIZI
de il dispiegamento di fibra ottica in pie). In entrambi i casi le funzionalità per offrire il Mobile Broadband è HSPA
rete di accesso. Questo intervento dovranno essere implementate sia lato (High Speed Packet Access), che inclu-
non potrà raggiungere in tempi brevi DSLAM sia lato CPE. de sia HSDPA (High Speed Downlink
tutti i clienti sul territorio, pertanto è Le leve di processo su cui si potrebbe Packet Access) sia HSUPA (High
opportuno considerare, in parallelo agire riguardano i processi di gestio- Speed Uplink Packet Access). HSPA è
allo sviluppo della nuova rete NGAN, ne dei profili configurati sulle linee e una funzionalità evolutiva dei sistemi
INFORMATICA
anche interventi di ottimizzazione il miglioramento delle valutazioni di UMTS per l’accesso alla banda larga
sulla rete di accesso in rame. Questo prequalifica per l’analisi di vendibilità, mobile, che consente ad un operatore
è importante sia per un miglioramen- in modo da poter “modellare” i profili di contenere i costi. Essendo un’evo-
to delle performance e della Customer in funzione delle esigenze specifiche di luzione delle reti UMTS, rende infatti
Experience anche dei clienti che non ogni linea e minimizzare gli errori di va- possibile il riutilizzo delle infrastrut-
verranno raggiunti a breve dalla rete lutazione in vendibilità. Entrambi que- ture esistenti, sia per quanto riguarda
NGAN, sia per sostenere delle offerte sti interventi sono possibili solo sugli IP gli apparati, sia per quanto riguarda i
a velocità inferiori a quelle possibili su DSLAM, grazie alle migliori funziona- siti per le stazioni radio; inoltre la mi-
fibra che potrebbero ancora avere una lità di monitoraggio e alla disponibilità grazione verso prestazioni sempre più
fascia di mercato interessata. della tecnologia ADSL2+. alte e verso nuovi servizi è facilitata dal
Le azioni che potrebbero portare un L’implementazione degli interven- supporto di terminali e servizi legacy.
miglioramento della velocità e della ti sui processi ha quindi forte sinergia
qualità dei servizi offerti sull’attuale con quella degli interventi di tipo più
rete di accesso in rame sono classifica- tecnologico e i benefici risultanti sa-
bili secondo tre tipologie di interven-
to: azioni sulle tecnologie trasmissive,
ranno concentrati sulle linee attestate
ai DSLAM IP. Va da sé dunque che la
5.1 Dual Carrier
azioni sui processi ed azioni di tipo in- migrazione delle linee oggi su DSLAM Lo standard 3GPP ha introdotto l’evo-
frastrutturale. ATM verso DSLAM IP porterà ad un’ul- luzione dell’HSPA nelle Release 7 e 8,
Relativamente alla prima area di inter- teriore diffusione sia numerica sia terri- specificando molte funzionalità che
vento, le leve tecnologiche per portare toriale, dei benefici descritti. permettono di migliorare le prestazio-
vantaggi importanti riguardano sostan- Infine, focalizzandosi sulle leve di tipo ni in termini di maggiori throughput,
zialmente la tecnologia dei DSLAM e infrastrutturale, l’azione passa attra- minori latenze e maggiore capacità di
delle schede di linea. Gli ATM DSLAM, verso un dispiegamento della fibra e di cella.
ormai in End of Sale, sono macchine più apparati in rete mediante la soluzione La Release 8 dello standard 3GPP ha
vecchie e su cui da tempo i vendor non FTTC (Fiber to the Cabinet) che molti introdotto la funzionalità di Dual-Car-
fanno sviluppi, mentre gli IP DSLAM, operatori Europei stanno già portando rier HSDPA (noto anche come Dual-
più recenti, sono più evoluti in termini avanti. Cell HSDPA o DC-HSDPA), cioè la pos-
di funzionalità di controllo, monitorag- sibilità di trasmettere solo nella tratta
gio e protezione delle linee e montano downlink su due portanti da 5 MHz
esclusivamente schede di linea ADSL2+. adiacenti (si veda Figura 4). Quindi i
Sugli IP DSLAM (almeno su quelli più
recenti) è anche possibile introdurre in
5 Evoluzione tecnologica per la rete
mobile terminali Dual Carrier, avendo la pos-
sibilità di ricevere dati contemporane-
rete le nuove funzionalità5 che permet- Il Mobile Broadband sta contribuendo amente su due portanti adiacenti (con
teranno di migliorare significativamente alla continua diffusione dell’accesso a un’ampiezza di banda complessiva di
la capacità di protezione delle linee con- Internet e alla fruizione di nuovi servizi 10 MHz), possono raggiungere throu-
tro il rumore impulsivo, migliorandone su device mobile. Le tecnologie GSM/ ghput di livello fisico doppi rispet-
quindi qualità e stabilità, senza penaliz- GPRS/EDGE sono state e sono tuttora to a quelli raggiungibili da terminali
5 Definite nello standard ITU-T G998.4 “Improved Impulse Noise Protection (INP) for DSL Transceivers”
6 Secondo lo standard ITU-T G998.1 “ATM-based multi-pair bonding”15
Migrazione verso la fibra ottica: la soluzione Fiber To The Cabinet?
NETWORK
Molti operatori Europei si stanno orien- in una variante “light” che prevede tipica- luzione FTTH e soprattutto permette di
tando, perlomeno in una prima fase, mente l’adozione di un sopralzo da collo- raggiungere una copertura capillare sul
verso soluzioni FTTC ossia Fiber to the care a livello di armadio riparti linea. territorio in tempi brevi.
Cabinet. Questa soluzione prevede di di- Una peculiarità della soluzione FTTC L’introduzione dell’architettura FTTC
SERVIZI
spiegare la fibra ottica solo nel segmento “light” (ossia sviluppata mediante sopral- Overlay (ossia dispiegata in sovrappo-
di rete primaria (da Centrale a Cabinet) zo) è l’adozione di apparati attivi in gra- sizione e in regime di coesistenza con
e di riutilizzare l’esistente rete di distri- do di offrire alcune decine di interfacce l’attuale rete) può essere quindi vista
buzione in rame per le tratte secondarie, VDSL (allo stato attuale della tecnologia come una soluzione ponte verso una più
come rappresentato in Figura A. sono 48, ma l’evoluzione degli apparati performante architettura FTTH: all’ap-
INFORMATICA
L’utilizzo di tecniche trasmissive VDSL2 consentirà in un futuro di aumentare tale prossimarsi della saturazione delle risor-
nella tratta di rete secondaria consente, potenzialità). se al Cabinet, sarà possibile realizzare
viste le brevi distanze da coprire nella Tale dimensionamento consente di otte- le infrastrutture in fibra ottica dal Cabinet
tratta in rame, velocità di aggancio di nere una buona penetrazione di servizi verso gli edifici che hanno raccolto una
tutto rispetto (ad es. fino a 60/30 Mbps Ultra BroadBand e al contempo consen- maggiore adesione del servizio Ultrabro-
Downstream/Upstream), anche se infe- te la realizzazione di un impianto a basso adband con l’obiettivo di migrare seletti-
riori a quelle ottenibili con una soluzione impatto urbano: infatti non viene occupa- vamente i clienti. Si può così sviluppare
completamente in fibra ottica FTTH. to altro suolo pubblico, non necessita di una strategia di sviluppo di rete “Demand
La soluzione FTTC è tuttavia di estremo soluzioni di raffreddamento onerose e Driven” che consente di valorizzare al
interesse, in quanto non richiede di re- rumorose e consente l’adozione di solu- massimo gli investimenti.
alizzare scavi in rete secondaria e non zioni di tele alimentazione da Centrale.
ha impatti nella rete di edificio e presso Le caratteristiche appena descritte con-
le unità abitative dei clienti. Anche per sentono quindi la realizzazione di una
quanto riguarda il Cabinet, tale architet- rete BroadBand con costi e tempi no-
tura può essere efficacemente declinata tevolmente inferiori rispetto a una so- roberto.mercinelli@telecomitalia.it
Figura A: Soluzione Fiber To The Cabinet con sopralzo16
HSDPA, che usano una portante sin- ricevere contemporaneamente dati; in nelle prime fasi di dispiegamento, la
gola (con un’ampiezza di banda di 5 questo caso si parla di Multi-Carrier copertura di LTE potrebbe non coin-
NETWORK
MHz), in qualsiasi posizione della cel- HSDPA. cidere con la copertura nazionale di
la. Utilizzando modulazioni ad elevata Per migliorare la percezione dell’uten- HSPA; quindi sarebbe fondamentale
cardinalità (64 QAM), il Dual Carrier te che fruirà di servizi mobili a ban- per un terminale che non si trovi nel-
è in grado di raggiungere nella tratta da larga, oltre al miglioramento delle la copertura LTE, poter continuare a
downlink fino a 42 Mbps, ossia il dop- prestazioni in downlink, è opportuno funzionare sotto la copertura HSPA.
pio dei 21 Mbps raggiungibili su una aumentare anche le prestazioni della Le efficienze generate dalle sinergie
SERVIZI
portante singola. tratta uplink. Infatti, ci si attende che fra i terminali LTE e i terminali Multi-
Il Dual Carrier impatta principalmente il volume di dati trasmessi in uplink carrier HSPA potrebbero far abbassa-
nell’implementazione dello scheduler aumenti a causa dei feedback di se- re il costo dei terminali multi-mode.
delle risorse radio, che deve essere in gnalazione (ad es. TCP) richiesti dai Un ulteriore aspetto fondamentale
grado di programmare i dati da tra- traffici downlink molto sostenuti e an- per un operatore mobile è il presidio
smettere ad un utente, a partire dalle che a causa di nuove applicazioni che delle prestazioni dei terminali mobili,
INFORMATICA
risorse radio di due portanti diverse. richiedono un traffico più simmetrico che variano sensibilmente a seconda
Studi e analisi fatte dal 3GPP mostra- fra downlink e uplink. La release 9 del della qualità del ricevitore/chipset.
no che tale schedulazione congiunta 3GPP prevede quindi di introdurre il Quest’ultima è quindi un elemen-
su due portanti radio dovrebbe portare Dual Carrier HSUPA, che permetterà to chiave non solo per le prestazioni
benefici soprattutto in condizioni di a un terminale di trasmettere su due d’utente, ma anche per le prestazioni
basso carico; all’aumentare del carico portanti da 5 MHz adiacenti, raggiun- della rete, che degradano apprezza-
di cella, il guadagno della schedula- gendo bit rate di 23 Mbps in uplink. bilmente se si impiegano terminali
zione congiunta fra le due portanti do- caratterizzati da ricevitori di bassa
vrebbe diminuire. qualità, con conseguente disottimiz-
La release 8 dello standard 3GPP pre- zazione degli investimenti. Infatti,
vede che le due portanti aggregate
del Dual Carrier siano adiacenti. La
5.2 Device
un ricevitore di bassa qualità richie-
de maggiori risorse radio per riceve-
release 9 dello standard prevede che Quando si introducono nuove fun- re una certa quantità di dati, che non
le portanti aggregate possano essere zionalità agli standard esistenti, è di potendo essere utilizzate per servire
non adiacenti e possano appartenere vitale importanza che queste produ- altri utenti, comportano una minore
addirittura a due bande diverse (ad cano il minor impatto possibile in capacità di rete e/o a minori presta-
esempio, potrebbe essere possibile termini di costi. Questo è particolar- zioni.
aggregare una portante della banda a mente vero per gli apparati soggetti a Siccome il Dual Carrier non è un si-
2100 MHz e una portante nella banda una produzione su larga scala, come stema completamente nuovo, bensì
a 900 MHz); in questo caso si parla di i terminali mobili, rendendo quindi una funzionalità nuova del sistema
Dual-Band Dual Carrier. La release 10 probabile un’elevata domanda di ter- HSDPA esistente, i terminali non
amplia ulteriormente fino a 4 il nume- minali multi-mode, che supportino presentano complessità aggiuntive
ro di portanti su cui un terminale può sia HSPA sia LTE. Infatti, soprattutto legate al design o tecnologiche rispet-
Figura 4 - Evoluzione delle tecnologie mobili da HSDPA a HSDPA+
HSDPA 14 Mbps HSDPA+ 21 Mbps HSDPA+ 42 Mbps
1 portante (5 MHz) 1 portante (5 MHz) 2 portanti (10 MHz)
15 QAM 64 QAM 64 QAM
15 codici 15 codici 15 codici per portante
5 MH
5 MH 5 MH z
z z
5 MH
z 10 MHz17
to al single carrier. Studi e analisi del meno due antenne e occorre garanti- con accelerazioni in funzione dei di-
3GPP dimostrano che la complessità re che i segnali radio da esse ricevute versi scenari di sviluppo prevedibii
NETWORK
dei terminali Dual Carrier HSDPA siano per quanto possibile non corre- (scenari a traffico “inerziali” o scenari
sarebbe simile a quella dei termina- lati. più pervasivi).
li HSDPA MIMO a portante singola La Figura 5 illustra infine l’architettura
(presenti oggi sul mercato). Anche del backhauling in fibra di un NodeB:
per il Dual Carrier ci si aspetta che i la raccolta del traffico dei NodeB con
diversi chipset che saranno presenti 5.3 Backhauling
if Iub full Eth avviene in fibra fino alla
SERVIZI
sul mercato avranno prestazioni mol- sede dell’area di centrale di riferimento
to differenziate. L’evoluzione della rete mobile porterà (sede Stadio di Linea di attestazione),
LTE per contro è un sistema mobile throughput crescenti e di conseguen- dove il collegamento può essere con-
completamente nuovo. Da questo za nuovi requisiti sullo sviluppo del centrato su aggregatori Ethernet (o su
punto di vista, occorre porre partico- backhauling, ossia sulla tratta di col- DSLAM). Il flusso viene poi trasporta-
lare attenzione alla tecnologia e alla legamento tra gli apparati di antenna to verso l’RNC dalla rete backbone di
INFORMATICA
progettazione dei terminali LTE. Lo (NodeB) e gli apparati in centrale, af- trasporto.
standard LTE prevede diverse catego- finchè la connettività non costituisca Dal punto di vista del deployment, la
rie di terminali; i primi terminali LTE un collo di bottiglia. logica di evoluzione del backhauling
non appartengono ancora alla catego- Gli attuali “mix” di backhauling basati potrà essere guidata dai seguenti cri-
ria più performante. Lo standard LTE su collegamenti in rame a 2 Mps, bon- teri, con l’obiettivo di rendere gli inter-
prevede molte opzioni per le tecni- ding, fibra e ponte radio si modifiche- venti future proof e limitare la numero-
che Multi-antenna (MIMO) di banda ranno a vantaggio delle tecniche in gra- sità interventi ripetuti sullo stesso sito:
base: i terminali, in coerenza con la do di garantire più capacità. L’impiego siti con backhauling già in fibra o
rete, che implementeranno le tecni- di soluzioni su rame diventerà quindi ponte radio: da considerarsi “ready”
che MIMO più sofisticate saranno in sempre più ridotto al crescere della dal punto di vista della capacità;
grado di garantire le migliori presta- capacità dei siti, a vantaggio di fibra e siti posizionati in aree NGAN: previ-
zioni. Inoltre, anche per i termina- ponte radio. Considerando ad esem- sto sviluppo backhauling in fibra;
li LTE, la qualità del demodulatore pio che per LTE serviranno backhau- siti con backhauling in bonding: ve-
spaziale, cioè del ricevitore/chipset, ling di almeno 100Mbps Download e rifica della “tenuta” a traffico, in caso
condiziona fortemente le prestazioni 50Mbps Upload, risulta evidente che negativo upgrade a fibra o ponte ra-
raggiungibili. Infine, soprattutto per il deployment di reti Ultra-Broadband dio;
i terminali con form factor ridotti, è mobili richiederà necessariamente tutte gli altri siti: scelta della soluzio-
importante la modalità realizzativa portanti con maggiori prestazioni in ne di backhauling più economica.
hardware legata all’implementazione termini sia di capacità sia di rapporto Occorre infine sottolineare che l’in-
delle tecniche multiantenna. Infat- fra capacità e distanza dalla centrale. troduzione più ampia di siti in fibra
ti, in spazi molto stretti (si pensi ad Inoltre, l’introduzione del Dual Car- predisponga la rete all’introduzione di
esempio ad un’Internet Key o a uno rier rappresenta, dal punto di vista del tecniche innovative quali il ROF (Ra-
smartphone) occorre alloggiare al- backhauling, una fase di transizione, dio Over Fiber) geografico.
Figura 5 - Backhauling in fibra ottica
Sede di attestazione Sede Remote Sede Feeder Sede Metro
del Nodo B (SL) Feeder
Metro Metro di Raccolta
Aggregatore Rete di Rete di Feeder
trasporto trasporto
Node B
OPM
WDM WDM
RNC
Node B18
Tale tecnica è basata sul collegamento
in fibra ottica dedicata di antenne con
nuove tecnologie (quali LTE e Dual
Carrier HSPA), comporterà una note-
Acronimi
NETWORK
un’unità centrale per il trattamento del vole richiesta di banda in accesso. 3GPP: Third Generation Partnership
segnale in banda base, collocata in sedi Lo sviluppo della NGAN è quindi in- Project
Telecom. I siti realizzati con il ROF sa- dispensabile per mantenere il livello ADSL: Asymmetric digital
ranno di fatto semplificati, in quanto di rinnovamento dei servizi di tele- subscriber line
costituiti dalla sola componente di comunicazioni, sia fissi sia mobili, a ATM: Asynchronous Transfer Mode
antenna e dagli elementi per il tratta- livello di quello che il nostro Sistema BNAS: Broadband Network Access
SERVIZI
mento del segnale a radio frequenza. Paese ha vissuto in questi anni. Server
In molte parti del Mondo (Giappo- CDMA EV-DO Rev.A:
ne, Cina, USA, ecc.) gli sviluppi della Code division multiple access
Conclusioni nuova rete di accesso sono già partiti e
procedono a ritmi consistenti, anche
se in parallelo procedono a gran ritmo
CPE:
- Evolution-Data Optimized
Customer Premises Network
DC-HSDPA:
INFORMATICA
Il cliente di servizi broadband è abi- gli investimenti sulla rete tradiziona- Dual-Cell HSDPA
tuato a veder aumentare, ad intervalli le. Pare dunque questo il modo più DPI: Deep packet inspection,
periodici e in modo inarrestabile, la opportuno di procedere: investire sul- DSL: Digital subscriber line
velocità di connessione della propria la rete tradizionale per ottenere quan- DSLAM:Digital Subscriber Line
linea di casa o da terminale mobile. Se to più possibile, ma in parallelo avvia- Access Multiplexer
guardiamo al passato possiamo vede- re gli investimenti per la nuova rete, FTTB: Fiber To The Building
re come questi aumenti abbiano sem- in modo tale da avere una buona base FTTC: Fiber To The Cabinet
pre portato allo svilupparsi di nuovi pronta quando l’unico modo per avere FTTH: Fiber To The Home
servizi che sfruttavano tutta la banda un salto prestazionale sarà passare su GbE: Gigabit Ethernet
disponibile, al punto che è impossibi- nuove infrastrutture, perché da quelle GGSN: Gateway GPRS Support Node
le capire se sia nata prima l’esigenza attuali si sarà già ottenuto il massimo. GPON: Gigabit capable Passive
di banda innescata da un servizio o la In questo contesto, sarà importante Optical Network
tecnologia di rete che consentiva di aver predisposto in rete meccanismi GPRS: General Packet Radio Service
offrirla! di controllo in ottica Intelligent Pipe, GSM: Global System for Mobile
Fino ad oggi tali aumenti prestazio- che ci consentano di gestire e di valo- Communications
nali si sono raggiunti con investi- rizzare opportunamente il grande au- HSPA: High Speed Packet Access
menti che riguardavano solo l’aggior- mento di prestazioni che si avrà in ac- HSDPA: High Speed Downlink Packet
namento delle terminazioni (Access cesso. Questi meccanismi da un lato Access
Gateway o terminali mobili) e degli consentono di prevenire fenomeni di HSUPA: High Speed Uplink Packet
apparati di rete. Anche nell’immedia- congestione e di garantire una Custo- Access
to futuro sarà possibile procedere in mer Experience equa a tutti i clienti IP: nternet Protocol
questa modalità, ma appare oramai e dall’altro abilitano un portafoglio di LTE: 3GPP Long Term Evolution
evidente che ben presto, per avere un offerte differenziate che permettono MIMO: Multiple-input and multiple-
vero salto prestazionale, sarà neces- di mettere a valore l’investimento re- output
sario sviluppare nuove infrastrutture alizzato ■ NGAN: Next Generation Access
e costruire una rete di accesso in fi- Network
bra ottica, la cosiddetta NGAN (Next OLO: Other Licensed Operator
Generation Access Network). Questo OLT: Optical Line Termination
passaggio è tutt’altro che semplice: gli ONT: Optical Network Termination
investimenti richiesti sono ingenti, i ONU: Optical Network Unit
tempi di sviluppo lunghi, le sfide tec- OPM: Optical Packet Metro
nologiche molteplici e su più fronti. PON: Passive Optical Network
Questa nuova rete, oltre a consenti- QAM: Quadrature amplitude
re offerte a bande sempre più elevate modulation
sulla rete fissa, potrà essere utilizzata patrizia.bondi@telecomitalia.it RNC: Radio Network Controller
per il backhauling della rete radio- ivanosalvatore.collotta@telecomitalia.it ROE: Ripartitore Ottico di Edificio
mobile che, grazie all’inserimento di clelialorenza.ghibaudo@telecomitalia.it ROF: Radio Over Fiber19
SHDSL: Single-Pair High-speed
Digital Subscriber Line
NETWORK
UI: Unità Immobiliare
VDSL: Very high speed Digital
Subscriber Line
UMTS: Universal Mobile
Telecommunications System
WDM: Wavelength Division Patrizia Ivano Clelia Lorenza
Multiplexing Bondi Collotta Ghibaudo
Matematica con Master Ingegnere elettronico Laureata in Ingegneria
in Telecomunicazioni in Azienda dal 2001, Elettronica è dal
al Politecnico di si occupa inizialmente 1994 in Telecom
Torino, è dal 1994 in di interfacce radio Italia. Inizialmente
Bibliografia Azienda, inizialmente
come ricercatrice su
CDMA e partecipa
alla progettazione
e allo sviluppo di
coinvolta su protocolli
di segnalazione,
ha ricoperto ruoli di
aspetti di qualificazione
per apparati di modem UMTS. Dal responsabile di progetto
[1] “Market Share:3Q10 FTTx, DSL and CMTS”, commutazione. Con la 2006 si occupa di per realizzazione della
Kamalini Ganguly, OVUM 02/2011 liberalizzazione nelle sperimentazioni e trial rete di segnalazione
telecomunicazioni in tecnologici di sistemi e in seguito per
Italia, ha incominciato radiomobili (WiMAX, l’implementazione in
ad occuparsi di HSPA, LTE). Dal 2008 rete del servizio di
Numerazione e nell’area Wireless Number Portability. Poi
aspetti tecnici della Access Innovation si è occupata di servizi
Regolamentazione, di TILAB coordina le verso gli altri operatori
tema su cui ha lavorato attività relative alla (OLO). Dal 2009 è
ricoprendo ruoli di valutazione delle coinvolta nell’attività
crescente responsabilità prestazioni di livello di innovazione della
fino al 2003. Dopo fisico e alla evoluzione rete di accesso, con
una breve parentesi dei ricevitori avanzati particolare riferimento
sul tema dei terminali dei sistemi HSPA+ e alla definizione della
convergenti fissi e LTE. Partecipa a Fora rete ottica di nuova
mobili, ha ricoperto il internazionali (NGMN, generazione NGAN.
ruolo di responsabile LSTI). È autore di Recentemente è passata
in TILAB del gruppo di pubblicazioni e brevetti ad operare nell’ambito
Innovazione dei terminali nel campo della gestione della funzione Strategy,
e della Home Network; delle risorse radio Next Generation Access
poi è stata responsabile e algoritmi di signal Network & Partnership.
del settore che si processing.
occupa dell’innovazione
degli apparati e delle
infrastrutture della rete
di accesso fissa in rame
e fibra. Attualmente è
responsabile Wireless
Access Innovation in
TILAB.Puoi anche leggere
