Il ruolo della fibra ottica nelle reti NGN

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1 Il ruolo della fibra ottica nelle reti NGN Convegno NGN Pula, 27 Giugno 2008 Ing. Luca Rea Fondazione Ugo Bordoni

2 Outline Convergenza dei servizi e dei mercati la banda cresce!!! NGN: la soluzione Metro & Core Trasmissioni più veloci Accesso AON (Active optical Network) PON (Passive optical Network) Radio WiMAX, 3GPP, UMTS, HSDPA, HSUPA.LTE Un percorso ragionevole per il sistema paese 2

3 Il mondo delle comunicazioni Reti di sensori Internet Comunicazioni ottiche 3 Comunicazioni Radio

4 Convergenza dei servizi e dei mercati Innovazione tecnologica TLC Convergenza Wireless pervasivo Larga banda IT Service Oriented Architecture (SOA) Software as a Service Open Source Virtualizzazione Semantic Web Infrastrutture NGN/NGA (FTTx, IMS) Wireless 4G (WiMax) La tecnologia wireless abilita nuovi scenari: soprattutto M2M (Machine to Machine) Globalizzazione I Mercati Consolidamento nei settori maturi Investimenti per infrastrutture Temi Importanti MVNO Unbundling Service/infrastructure competition Digital Divide/Universal Service Obligation Overlay/P2P Supply chain Ex-ante/Ex ante/ex-post Network neutrality Concorrenza infrastrutturale/ di servizio Sicurezza/Privacy IPR/DRM Le regole Emergency services IPTV (P2P) User generated content Personal service Unified Communication Collaborative work Social networks Servizi Machine To Machine (M2M) L IPTV rappresenta un fronte di sviluppo 4 Fonte: Maurizio Dècina, Seminario ISIMM

5 La richiesta di banda SD TV HSI HDTV (MPEG-4) Personal content upload Gaming Multimedia Surfing Videoconferenza Remote home monitoring Home working 0,2 Mbit/s 2 Mbit/s media 0,5 Mbit/s 3 Mbit/s sessione 2 Mbit/s sessione 2 Mbit/s sessione 3 Mbit/s sessione 0,5 Mbit/s chiamata 1 Mbit/s media Upload increase drivers SD TV 2 Mbit/s HDTV (MPEG 4) 8-12 Mbit/s HSI 3-10 Mbit/s Gaminig Multimedia surfing 2 Mbit/s sessione 8 Mbit/s media Videoconferenza 3 Mbit/s sessione Home working 4 Mbit/s media Fibra necessaria Downstream increase drivers Fonte Alcatel (2006) Fibra ottica: non se e come... ma quando!!! Fonte Yankee Group (2007)

6 Previsioni di traffico Video Visual Networking Index (Cisco) Nel 2012 il traffico internet sarà costituito per il 50 % da immagini in movimento, per un totale di 44 Esabyte (1 miliardo di Gigabyte). Ad oggi è trasmessa su Internet una quantità di video pari a 2 miliardi di Dvd (circa 7 esabyte) Entro la fine del 2008 questo genere di contenuti rappresenterà il 30% dei dati che circolano in rete. Nel 2005 tale percentuale ammontava invece al 5 %. 6

7 NGN, in cosa consiste A A Next Generation Network (NGN) is a packet-based network able to provide services including Telecommunication Services and able to make use of multiple broadband, QoS- enabled transport technologies and in which service-related related functions are independent from underlying transport-related related technologies. It offers unrestricted access by users to different service providers.. It supports generalized mobility which will allow consistent and ubiquitous provision of services to users < ITU-T T Recommendation Y.2001 (12/2004) - General overview of NGN> Benefici attesi: Una sola rete per molte reti separate Costi unitari inferiori Prezzi minori per i servizi Banda larga per i nuovi servizi High Definition TV (1920 x 1080 i) Incremento della banda in upstream Servizi orientati al contenuto multimediale e interattivo Separazione del trasporto dall intelligenza intelligenza Control Plane Lo sviluppo dei nuovi servizi più rapido ed economico.. L innovazione scala dal trasporto ai server Competitività ed innovazione 7

8 NGN: componenti dell architettura Piattaforme di servizi (NGS) Contenuti multimediali,, IPTV: real-time, on demand, peer-to to-peer, targeted advertising, etc. Comunicazioni Convergenti: : convergenza fisso mobile, ToIP, messaging, videocommunication, accesso ad Internet UBIQUITA UBIQUITA Networked IT Services,, servizi per le aziende e le Pubbliche Amministrazioni: scaricare modulistica, inviare documenti, telemedicina, edicina, controllo e ottimizzazione del traffico automobilistico etc. Optical Backbone & Metro Networks,, potenziamento dell uso della fibra per trasmissioni Ultra High Speed, i servizi saranno differenziati da distinte QoS. Tipologie di Accesso(NGA) NGN 1 Access, ADSL intera distribuzione in rame (fino all ADSL2+) NGN 2 Access, Fiber to the Cabinet e VDSL (su rame) nella rete secondaria di distribuzione d Fiber to the Curb/Building e VDSL2 (su rame) nell edificio edificio Fiber to the Home, fibra direttamente a casa 8

9 FTTE/FTTCab/FTTCurb Il termine Fiber to the Exchange indica un architettura nella quale il cavo in fibra ottica arriva al Central Office (CO) ed il collegamento dal CO all utente è realizzato con cavi in rame, in tecnologia ADSL 1,2-1,5 km* F.O. CO Coppie in rame (ADSL) FTTE F.O. ONU m* Coppie in rame (VDSL) FTTCab: l ONU l è situato nell armadio telefonico nelle strade *Rete di Telecom Italia F.O m* ONU Coppie in rame (VDSL) FTTCurb: l ONU l è situato in prossimità degli edifici dove si trovano gli utenti Fiber to the Curb e Fiber to the Cabinet: il cavo in fibra ottica a arriva ad una ONU e il collegamento dall ONU all utente finale è realizzato su cavo in rame 9

10 FTTP/FTTB/FTTH Con il termine Fiber to the Premises si identifica un architettura nella quale il cavo in fibra ottica arriva direttamente in casa o ufficio dell utente o nelle immediate vicinanze Fiber to the Building: : la fibra arriva all edificio dove si trova l utente l e l utente è raggiunto tramite cavo in rame o per mezzo di tecnologia wireless Fiber to the Home: : la fibra arriva direttamente nell appartamento o nella casa dell utente. Cablatura ITU-T T G 657 F.O. CO VDSL, Ethernet, Wireless F.O. ONU FTTB: nelle aree con edifici a sviluppo verticale F.O. F.O. ONT ONT Elemento ottico 10 FTTH: anche nel caso di case individuali

11 Architetture attive VS architetture passive Passive Optical Network Vantaggi Impianto passivo, OPEX minori (meno guasti) Infrastruttura condivisa, CAPEX minore Allocazione dinamica della banda Svantaggi Costo dei CPE maggiore (non Ethernet Scale) Problemi di Power Budget Ottico (derivazioni) Unbundling Active Optical Network Vantaggi Banda upstream maggiore Banda dedicata Distanze maggiori Apparati commerciali (economie di scala) Svantaggi Scalabilità più costosa (aggiunta porte) Componenti attivi negli impianti esterni (OPEX maggiori) Equipaggiamento dedicato (CAPEX maggiori) 11

12 Evoluzione delle reti Attività ricerche FUB Optical Packet switching FTTH Optical burst switching VDSL2 VDSL/2 FTTH FTTB ADSL2 WDM FTTC Provider backbone transpoort T-MPLS 10 m 100 m 1 km 10 km 100 km 1000 km e oltre Distanze 12 Conversione lunghezza d onda GbE SDH VPLS MPLS OTN

13 Indirizzi strategici: il contesto Larga Banda e NGN In Italia penetrazione larga banda troppo bassa (39 %). L obiettivo è 50/100 Mb/s per utenza Digital Divide: 2800 centrali su non connesse al backbone con alta capacità (occorre fibra ottica!). 1 miliardo di euro per superarlo!! Per situazioni immediate: WI-MAX, HSDPA, LTE 13

14 NGN: chi sostiene i costi? Le strategie degli operatori infrastrutturati sono tese ad alzare la posta a cui si può essere protagonisti: ingenti investimenti (rischiosi), per indirizzare nuove fonti di revenue (sostitutive di ricavi tradizionali), evitando di essere vittima di uso parassitaro delle proprie risorse In ITALIA il costo dell NGN è stimato tra i 10 ed i 15 Miliardi di euro, a seconda dalle tecnologie (Studio FUB, relazione al parlamento attività 2006) Quali sono le strategie per gli investimenti in Europa? 14

15 Quali sono i percorsi possibili? Come affrontare il problema degli investimenti: Modello inglese - separazione funzionale BT OPEN Reach, un modello basato sulla Modello asiatico (Giappone, Corea) - Paga lo Stato!! Modello tedesco - Vacanza regolatoria, DT investe, ma poi non è sottoposta a regole da parte dell autorità. Cosa succede in ITALIA? Telecom Italia propone Open Access 15

16 Modello Openreach Modello logico Customer Supplier BT Retail BT Wholesale 4b 4a Communication Provider Openreach 3 2 End users 1 EOI 1. CP compra un servizio di accesso da Openreach basato esclusivamente su asset passivi (Physical layer). 2. CP compra un servizio di accesso da Openreach che necessita di capacità elaborativa (Transmission Layer). Openreach acquista questo servizio da BT Wholesale e lo contabilizza come voce di costo nel P&L. 3. CP compra un servizio di accesso da Openreach e altri servizi da BT Wholesale che poi rivende. CP può essere un operatore virtuale. 4. BT Retail rivende servizi che acquista da BT Wholesale che a sua volta, a seconda del servizio, si appoggia (4a) o meno (4b) su Openreach. Modello di rete Network layer Transmission layer Physical layer NTE BT s Access Network BT Local/CP Access node OR/CP Equipment BT s Backhaul Network BT Local Access node or BT Core node or Comm Provider site BT Core NTW, CP NTW Asset di proprietà OpenReach Asset di proprietà BT. Openreach ne riconosce l utilizzo come voce di costo nel P&L Asset generico di proprietà di BT. 16 Fonte: Maurizio Dècina, Seminario ISIMM

17 Modello Open Access Open Access Asset fisici passivi Wholesale Rete Apparati elettronici OLO TI Retail C L I E N T I Open Access fornisce l uso dei portanti fisici a TI ed OLO assicurando parità di trattamento OLO mantiene la possibilità di richiedere il servizio con modalità One-Stop Stop-Shopping Shopping da TI Wholesale Servizi di accesso basati su asset fisici Servizi di rete basati su asset elettronici 17 Fonte: Maurizio Dècina, Seminario ISIMM

18 Incumbent NGA Deployment Ofcom, July 2007 Ofcom, July

19 Il test bed di rete IP ISCOM-FUB Web Server NAS-RAS Radius Switch ATM ASAM 1000 Line Simulator Line Simulator ADSL Line Simulator ADSL ACCESS ADSL Quality Video Lab Switch C1 MPLS OSPF ESS ASAM 7300 SHDSL VDSL Line Simulator Line Simulator SHDSL VDSL LAB1 LAB4 ISAM 7324 Line Simulator LAB2 LAB3 ADSL2+ VoIP Lab C2 C3 Roma-Pomezia Optical Ring 50 Km single mode 1550 nm Optical link 50 m multi mode 850 nm 19

20 On-Demand Service Configuration AE = Application Entity CE = Customer Edge CSE = Centralized Service Entity DSE = Distributed Service Entity Service Plane Distributed Modules CSE SP Internal Signaling EU = End User PE = Provider Edge LAN 3 USI = User-to-Service Interface DSE UNI = User-to-Network Interface EU-c USI DSE UNI DSE APPLICATION ENTITY UNI UNI ADSL 2+ EU-a MPLS Core Network IP-DSLAM LAN 1 Metro/Core Router 20 EU-b Convegno LAN NGN, 2 Pula, 27 Giugno 2008

21 VPN start up Time DSE DSE PE VPN PE CE MPLS Core Network CE Double Video Streaming VPN Video Start up time 21

22 WDM PON Nodi di accesso Nodi di core PC Test Access Networks Core Networks Twisted pair ONU Traffic generator Core1 Nodo 1 Core 2 λ1 λ2 λ1λ2 λ2 Core 3 ONU λ1 VLAN TAG a livello ONU 22 OLT Nodo 2

23 Roma-Pomezia Optical Ring 50 Km single mode 1550 nm Optical link 50 m FTTx Architecture (EPON) ONU1 ONU3 multi mode 850 nm Optical link 50 m single mode 1550 nm OLT ONU4 Nodo1 Nodo 4 ONU2 Video Server Nodo 2 Nodo 3 Nodo 5 xdsl Architecture (ADSL 2+) ISAM 7324

24 Conclusioni NGN è una necessità per un Paese competitivo che accetta le nuove sfide del mercato Il ruolo della fibra ha un impatto fondamentale, ne beneficiano tutti Il sistema Paese necessita di risposte immediate per potenziare le infrastrutture di telecomunicazioni ed abbattere le realtà di Divario Digitale La FUB nelle sue aree funzionali offre risposte e strategie per il Ministero dello Sviluppo Economico (Dipartimento di Comunicazioni) i) 24

25 Grazie Luca Rea Fondazione Ugo Bordoni

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