Next Generation Access Network: le architetture SAVERIO ORLANDO TECHNOLOGY Wireline Access & Transport Dept. 0
Indice dei contenuti Architetture di accesso nella rete NGN2 FTTB/FTTCurb FTTH Trial FTTCab FTTx a supporto dei servizi mobili Soluzioni per le aree Digital Divide 1
La rete accesso in rame oggi SGU 628 SL 10.313 DSLAM TX TX Commutatore Pressurizzazione Permuta tore 140.000 Armadi Rete Primaria (Lungh. media 1.100 m) Sede cliente Term. Utente Drop 1,5 Mln Box Int. Rete Secondaria Sede cliente Term. Utente Drop 3,9 Mln Box Ext. ~ 530.000 km cavo ~ 110.000.000 km coppia ~ 140.000 armadi ~ 5.500.000 distributori/terminazioni 2
Tecnologie xdsl in rete di accesso Prestazioni xdsl un esempio Prestazioni xdsl in relazione alla distribuzione delle lunghezza dell ultimo miglio: un esempio Prestazioni xdsl Prestazioni xdsl Mbit/s 100 90 ADSL (1MHz) ADSL2+ (2MHz) 80 VDSL2 (12MHz) 70 VDSL2 (30MHz) 60 50 40 30 20 10 Mbit/s 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 25 Mbit/s ADSL (1MHz) ADSL2+ (2MHz) VDSL2 (12MHz) VDSL2 (30MHz) Co pertura client ti (% di linee) 0 100 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 0 100 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 metri metri ti NB: Grafico indicativo; non rappresentativo della situazione Telecom Italia 3
NGN2 come fattore abilitante per l evoluzione dei servizi Tecnologie ed Infrastrutture abilitanti Infrastrutture di rete a larghissima banda Multicanalità di accesso Piattaforme di Rete All IP Tecnologie IT Accesso Fisso verso i 100 Mbit/s Accesso Mobile verso i 10 Mbit/s Servizi di computing e storage regionalizzati ad altissima capacità e basso costo Accesso alle informazioni, alle applicazioni, ai servizi di comunicazione ed ai contenuti di intrattenimento attraverso PC, Telefoni Cellulari e Televisione Estensione dei terminali ai sensori (RFID, Sensori di Traffico, Contatori Elettronici,...) per l erogazione di servizi di automazione, controllo e ottimizzazione dei processi nell ambito della logistica, dei trasporti, della sanità,... Trasporto integrato di voce, internet / dati, video / media su rete a pacchetto Garanzia della banda del servizio Garanzia della qualità del servizio Diffusione delle tecnologie IT per il packaging ed il delivery dei Media Digitali, l Innovazione e l ottimizzazione dei processi delle Imprese e della Pubblica Amministrazione Multimedia Diffusione di servizi multimediali quali broadcast TV, Video On Demand (VoD), gaming, T-Browsing,... 4
NGN2: l architettura target 5
NGN2: principali tecnologie Equipment & Cabinet in FTTB & FTTCab 6
Evoluzione FTTx verso FTTH BackBone Metro Access POP CO Residential Business FTTH rappresenta l architettura target per la maggior parte degli operatori nel mondo L evoluzione verso le architetture FTTx in accesso richiede pesanti investimenti Le architetture FTTCab ed FTTB sono un passo obbligato verso la soluzione target? Access Metro FTTE FTTE BackBone CO FTTCab Fibre Loop Copper Loop FTTH POP FTTB Cabinet Access Metro BackBone POP CO FTTH 7
Architetture di Accesso per NGN2: i prossimi passi Centrale Rete Primaria Armadio Rete Secondaria Building (200-3000m) (100-700m) FTTE ADSL2+ Lp 3-20 Mbps <1 Mbps xdsl FTTCab ONU VDSL2 VDSL2 17M 25-50 M 2-10 M FTTB VDSL2 30M 50-100 M 25-40 M FTTH Optical 0.1-1 Gbps 8
Investimenti per il deployment della fibra in accesso Centrale Armadio Building Home Stima CAPEX relativa Electronics Infrastructure FTTE xdsl 300-3000 m CPE FTTCab OL LT ON NU xds SL 100-700 m FTTB OLT ONU xdsl 20-150 m FTTH OLT 1 10 20 9
Il progetto NGN2 Introduzione della fibra e della tecnologia VDSL2 in rete di accesso per l evoluzione verso gli scenari full IP e ultra BB Sviluppo di nuovi servizi Migrazione g verso broadband >50Mbit/s da rete fissa Evoluzione dell offerta verso nuovi contenuti, ICT and VAS Aumento della qualità del servizio Soluzioni total replacement, con conseguente riduzione dei costi Primo dispiegamento (trial) con FTTB+VDSL2 iniziato a fine 2007 FTTH come soluzione per i nuovi edifici FTTCab in fase successiva, nelle aree dove le soluzioni FTTB non profittevole Fixed Network Broadband Coverage Evolution, Telecom Italia Meeting with the financial community 2007 10
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Componenti di costo per la soluzione FTTB Centrale Rete Primaria Rete Secondaria Building Home FTTB VDSL2 30MHz 50-100 M 25-40 M OLT con OLT - 2 GPON headend per 400 potenziali utenti (Unità immobiliari - U.I.) - 2x10GbE per backhauling 2 Optical Splitter 1:2 Optical Packet Metro: adeguamento per i nuovi requisiti di traffico Rete Primaria 1 f.o. per 200 potenziali utenti + 1 f.o. per protezione Splitter Ottico 2:16 / 2:8 / 2:4 Rete Secondaria Deployment a seconda della customer base Impianti al Building ONU fino a 48 linee ST&T Cabinet Envelope HxWxD: 1000x650x250 mm Il cabinet include anche: pannello elettrico per alimentazione locale & backup (supercapacitors / batterie), terminazoni per rame e fibra Network Termination IAD con funzionalità VoIP e dati 12
FTTB: sintesi dei principali aspetti tecnici Scenario Total Replacement ONU/OLT collegate con GPON (up to 32 ONU per OLT), con protezione a livello dello Splitter Ottico 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) Il servizio VoIP è gestito a livello utente e core Point-multipoint network splitting PR04907.PRE Uso di provisioning automatico tramite ST&T ONU ONU Alimentazione elettrica locale Riuso del rame esistente 1OF O.F.- 1OF O.F. per il collegamento tra ONU-building cliente 1 O.F. CENTRAL OFFICE 1 16 2 SPLITTING POINT 2:16 ONU OLT OLT 1 O.F. 1 O.F. 1:2 1:2 1 2 1 2 1 SPLITTING POINT 1 O.F. 1 O.F. 1 O.F. 1 O.F. 2:16 1 16 2 SPLITTING POINT 1OF O.F. ONU 13
FTTB: il drop di utente PR04907.PRE CUSTOMER DROP 10 L.U. BUILDING ELECTRICAL POWERINC 24 (1) O.F. CU PAIRS NETWORK ONU 24 B 6 L.U. BUILDING ONU B JOINT A COPPER CABLE BOX (>10p) PR04907.PRE ELECTRICAL POWERINC 24 (1) O.F. CU PAIRS NETWORK 4 L.U. BUILDING ONU 24 11/8 ONU B JOINT 11/7 B 11/6 A CUSTOMER DROP COPPER CABLE BOX 10 PAIRS PR04907.PRE 14 L.U. BUILDING 14 L.U. BUILDING 14 L.U. BUILDING CUSTOMER DROP A+B 150 m ELECTRICAL POWERINC ONU 48 ONU B B 11/4:5 11/2:3 11/0:1 COPPER CABLE BOX 10 PAIRS 24 (1) O.F. CU PAIRS NETWORK JOINT CU PAIRS NETWORK A CU PAIRS NETWORK 14
FTTB: i componenti del sistema OLT ONU con terminazione GPON e porte VDSL2 ONU-B (fino a 48 linee) ST&T: Funzione di permutazione automatica con Relay (per provisioning da remoto), POTS splitter per servizi in overlay, MELT per la qualificazione del loop Switching, Termination & Testing (ST&T) Relè MELT POTS splitter Alimentazione Locale Terminazioni Rame Terminatione Fibra Centrale Building Cabinet Building 15
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 SP1 Valn A Valn C Valn B SP2 OPM Valn D Valn E Valn F OLT GPON ONU-B VDSL2 ports VDSL2 VLAN id on VDSL2 link GbE port NT Vlan 2 HG Vlan 1SP1 Vlan 3 Vlan 4 Vlan 6 Vlan 5 HG SP2 STB Client site 16
FTTB: progetto del cabinet FTTB/Curb 650 550 50 50 450 50 50 250 15 225 10 350 50 250 75 ONU r Doo ONU 1000 250 25 ST&T PSU OT 350 150 50 Cu Terminations 15 0 SC SC 250 17
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Architettura FTTH per brownfield e greenfield a breve-medio termine Centrale Rete Primaria Rete Secondaria Building T 1 Raccordo utente ONT xdsl POTS Piattaforme (A)MDF per servizi Legacy T 1 SCATOLA DI DERIVAZIONE TIPO T 1 (285X107X193 mm) T 6 SCATOLA DI DERIVAZIONE TIPO T 6 (100X100X52 mm) SCATOLA DI DERIVAZIONE TIPO T 3 (155X108X85 mm) T 1 1 32 T.B. T 1 2 32 L.B. T 3 T 3 T 3 T 3 T 3 2 20 2 20 2 20 2 20 2 20 T 1 2 20 2 20 2 20 2 20 2 20 T 6 T 6 T 6 T 6 T 6 2 20 T 1 3 32 2 20 UFFICIO T 6 RACCORDO 2 TUBI 4 POZZETTO ESISTENTE ANDRONE ARMADIETTO INCASSATO RETE TELEFONICA ARMADIETTO INCASSATO LARGA BANDA 1 32 AL COLLETTORE DI TERRA 1 32 AL QUADRO ELETTRICO OLT ODF PR03402.PRE T.B. 1 TUBO 63 L.B. 2 TUBI 63 Splitting Ratio fino a 64 U.I. 2 livelli di splitting Splitter Primario Splitter Secondario - 2:64 2:2 1:32 2:4 1:16 2:8 1:8 2:16 1:4 19
Componenti di costo per la soluzione FTTH Centrale Rete Primaria Rete Secondaria Building FTTH Optical 0.1-1 Gbps OLT OLT con - 2 GPON headend per 64 potenziali utenti (Unità immobiliari - U.I.) - 2x10GbE per backhauling Optical Packet Metro: adeguamento per i nuovi requisiti di traffico Rete Primaria Rete Secondaria 1 f.o. per 64 potenziali utenti + 1 f.o. per protezione Splitter Ottico 2:2 2:16 in caso di utenza sparsa utenti (2:64, No splitter per aree urbane ad alta densità Fibre e Splitter Ottici Cablaggio per servire verticale e tutti i pannello di potenziali 1:32, 1:16, 1:8,1:4) Rete di Network distribuzione ib i Termination verticale Ottica distribuzione ottica IAD con interfaccia ottica e con funzionalità VoIP e dati 20
Fattori abilitanti per l introduzione di FTTH in brownfield Distribuzione i verticale con riuso delle infrastrutture esistenti Utilizzo di connettori montabili in campo, giunti meccanici o cavi pre-connettorizzati Fibre bend insensitive Aspetti regolatori. 21
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Architettura FTTCab: punti di attenzione OLT Alimentazione: Locale/Remota Cabinet Consumi, meccanica, rumore ONU xdsl ADF (non maturo) Per architetture FTTCab Total Replacement Bonding VDSL2 Consumi WARNINGS Cabinet Collocazione e dimensioni ADF Costo, dimensioni, tecnologie Azioni a livello di standardizzazione per riduzione consumi Consumo di potenza per linea Common RFI tra 8 operatori europei come base per uno standard ETSI ATTM 2007-2008 from 2009 3 W 1,8 W La soluzione FTTCab in scenari Total Replacement non è matura. Telecom Italia ha deciso di aspettare il consolidamento delle tecnologie e postporre il deployment FTTCab oltre la fine del 2008 23
Componenti di costo per la soluzione FTTCab Rete Secondaria (100-700m) Centrale Rete Primaria Cabinet Building/Home FTTCab ONU VDSL2 VDSL2 17MHz 25-50 M 2-10 M Nodo Feeder Optical Packet Metro: adeguamento per i nuovi requisiti di traffico 2xGbE in link aggregation per il backhauling dei cabinet Rete Primaria Cabinet Network Termination 4 f.o. per cabinet se rete primaria in fibra esistente; 8 f.o. per cabinet per nuova installazione di rete primaria in fibra ONU fino a 400 lines ADF 900x600 Struttura Cabinet HxWxD: 1700x1300x400 mm Il cabinet include anche: pannello elettrico per alimentazione locale & backup (con batterie o supercapacitors), terminazioni per rame e fibra, strumenti per testing rame IAD con funzionalità VoIP e dati 24
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FTTx a supporto della evoluzione della rete mobile 100 Mbit/s10 1 UMTS 4G, LTE WIMAX ehspa HSDPA + HSUPA Fibra Rame Incremento dei requisiti di banda aggregata per ogni sito macrocellulare 2004 2006 2008 2012 2015 Riduzione di costi operativi attraverso la sostituzione di siti macrocellulare con siti microcellulari coce ua (ove (oepossb possibile) Coperture dedicate Tecnologia ROF per il backhauling di antenne BS Fibra dedicata per ROF RU Tecnologie di backhauling nel nodo B con xdsl o Fibra per il trasporto del traffico a larga banda. 26
La soluzione ROF per il supporto dell evoluzione della rete mobile nell architettura NGN2 Apparato Macrocellulare Apparato Microcellulare Macrocella Sedi SGU (aree urbane) RU ONU RU Daisy chain 1 RU Sede SL Cabinet Cabinet Cabinet GbE microcella Daisy chain 2 4 f.o. Mux/Demux Pool di BANDA BASE delle stazioni che hanno il modulo RF remotizzato su ROF. 27
Femto cella UMTS/HSxPA: convergenza tramite mobile Le femto celle sono piccoli ricetrasmettitori HSPA domestici (oggi standalone, in futuro intergrabili in AG) collegati alla rete cellulare attraverso link ADSL. Impiegano terminali/schede HSDPA standard d Sono connesse tramite xdsl (DSLAM/BRAS) a un nodo (RNC, RNC femto o UNC a seconda del fornitore), con funzioni di controllore radio e di concentratore verso la Core Network, a circuito e a pacchetto Conseguibili alcuni Mbit/s (oggi, circa 2 Mbps effettivi) grazie ad assenza di condivisione della risorsa radio (codici, Potenza) e propagazione a corto raggio La rete macro risulta scaricata di traffico ad alto bit rate, veicolato tramite xdsl Da risolvere tematiche di interferenza (portante dedicata?) e di handover macro/femto Dimensione e celle Macro celle Micro celle Femto celle Femto cella UMTS/HSxPA HSxPA embedded o data card dati Terminale UMTS Macro Bassa Mob. Nomadic Throughput a Ethernet voce 28
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Sito del Trial FTTCab a Torino AIR EXCHANGE UNIT Rip fibraottica8:8 S3 DSLAM B C3 (Alcatel) NEXA ADF S2 C2 DSLAM A (ECI) RISCALDATORE Eltek Pw 220AC/48DC C1 CTemp GSM- Differenz. Cabinet Monitor 48V-B 48V-A Door1 Quadro Elettrico S4 C4 Cabinet pressi TILab ~400m lunghezza loop in rame Nuovo cabinet installato di fianco all armadio POTS esistente it t (alimentazione i locale), l contenente due diversi 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) Test e monitoring: linee VDSL2, livelli di dissipazione, robustezza dell apparato, soluzione ADF Cavo 220V 30
Trial FTTB su Milano Per raggiungere i clienti è impiega l architettura di rete Fiber To The Building/Curb (FTTB/FTTCurb) che è caratterizzate da: Nuovi cabinet negli edifici interessati (caso FTTB) o nelle vicinanze (caso FTTCurb); uso della tecnologia GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network) per le tratte di backhaul in fibra ottica tra la centrale di Telecom Italia e i nuovi cabinet; uso del VDSL2 sulle coppie in rame verticali dell edificio fino alla sede del cliente. Splitter ottico OLT G.PON Centrale Telecom Italia GPON Rete Primaria La sperimentazione è partita a dicembre 2007 Rete Secondaria ONU VDSL2 G.PON Cabinet Building/Curb Sede Cliente Inizialmente, la sperimentazione sarà volta a testare gli obiettivi tecnologici, per poi passare alla verifica di schemi innovativi di servizio 31
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Attuale Architettura di Accesso Centrale Rete Primaria Armadio Secondaria Building (200-3000m) (100-700m) FTTE xdsl ADSL1 ADSL2+ 3-20 Mbps <1 Mbps Digital Divide Fixed Network Broadband Coverage Evolution, Telecom Italia Meeting with the financial community 2007 33
Soluzioni tecniche per il DD Esistono numerose alternative tecnologiche, con diversi pro e contro: Wired Access Networks Diverse alternative architetturali: FTTE FTTCab FTTB FTTH Maggiore è la quantità di fibra dispiegata in accesso, e maggiore è la banda (dedicata) che si può offrire ai clienti ma il costo del deployment potrebbe crescere (in aree non green field) time to deploy vs. time to market deve essere attentamente valutato Wireless Access Networks Diverse soluzioni (LOS o NLOS): WiMAX, WiFi, Deployment rapido (time to market) ma la banda offerta (condivisa) non consente di supportare la totalità dei servizi band consuming Quale soluzione tecnica è la migliore per colmare il gap? La risposta non è banale e può essere diversa in ogni area, in funzione del territorio e dell infrastruttura esistente 34
Fixed WiMAX (802.16-2004): tecnologia e applicazioni Bande di frequenza Larghezza di canale Modulazione 2.5 5.8 GHz 1.25 20 MHz 64QAM, 16QAM, QPSK Modulazione Banda totale PHY Banda totale ETH Banda media per utente ETH Servizi VoIP Gaming Web VoD IPTV HDTV WiMAX performance QPSK3/4 ~4Mbit/s ~3Mbit/s ~6Mbit/s QAM163/4 ~8Mbit/s ~6Mbit/s (1 user) ~50kbit/s (*) QAM 64 3/4 ~13 Mbit/s ~9 Mbit/s (100 users) HP: Frequenza: 3.5 GHz, larghezza di canale: 3.5 MHz, singolo settore, area suburbana La performance del sistema (throughput/utente) dipende dal mix dei parametri tecnici indicati La banda totale disponibile dipende pesantemente da distanza, condizioni di LOS/NLOS ed è condivisa tra tutti gli utenti Il Fixed WiMAX può essere impegato come tecnologia ADSL like in aree specifiche (es. zone rurali) (*) Si assume che gli utenti siano equamente distribuiti in aree di modulazione differenti 35
Quanto costa raggiungere un cliente? FTTE FTTCab FTTB Centrale Armadio Building Home Stima Capex Relativi Banda xdsl OLT OLT ONU xdsl Electronics(**) Infrastructure 300-3000 m CPE BackHauling 100-700 m ONU xdsl 20-150 m 3 20Mbit/s (DS) <1 Mbit/s (US) ADSL2+ 25 50Mbit/s (DS) 2-10 Mbit/s (US) VDSL2 17a 50 100Mbit/s (DS) 20 40 Mbit/s (US) VDSL2 30a FTTH OLT 300-3000 m 0,1-1 Gbit/s GPON (*) WIMAX FTTE - DD BS xdsl Up to 2/10km (NLOS/LOS) 300-3500 m SDSL f.o. f.o. + infrastr. 1 20 100-1000 kbit/s (DS) 50-500 kbit/s (US) 802.16-2004 (*) <1Mbit/s (DS) 3 20Mbit/s (DS) 3 20Mbit/s (DS) (*) The bandwidth depends on the total number of active users (**) including ADF 36