APPROFONDIMENTO

Tecnologie in rame innovative in rete di accesso

Tecnologie in rame innovative in rete di accesso
 

Le architetture descritte per la rete di accesso tendono a sfruttare, quando possibile l’infrastruttura in rame esistente, che grazie alla sua capillarità e all’evoluzione delle tecnologie trasmissive permette di raggiungere velocità elevate su distanze medio corte, e concentrare gli investimenti per un deployment FTTH/FTTdp inizialmente nelle aree più strategiche. Naturalmente, maggiore è la velocità che si vuole offrire sulla tratta in rame e più esteso deve essere lo spettro utilizzato dal sistema trasmissivo.  Purtroppo sia l’attenuazione sia la diafonia sono fenomeni che peggiorano al crescere della frequenza, perciò per poter sfruttare le frequenze elevate è necessario accorciare la lunghezza della tratta in rame [7].
La tecnologia VDSL2, come definita dallo standard ITU-T G.993.2, rappresenta l’evoluzione naturale dell’ADSL/2+, e ne incrementa la velocità di linea, utilizzando uno spettro molto più ampio, che si sfrutta bene su lunghezze di collegamento più corte, dell’ordine di alcune centinaia di metri. Questa tecnologia, che utilizza tecniche di frequency duplexing FDD (Frequency Division Duplexing) per separare le trasmissioni upstream da quelle downstream, prevede più profili, ottimizzati per l’utilizzo in scenari diversi: profili fino a 8MHz e 12 MHz per l’utilizzo da centrale, dove le linee sono mediamente più lunghe, profili  fino a 17MHz e 35MHz (di recente definizione) per l’utilizzo da cabinet, dove le linee sono più corte. Il profilo a 17MHz è già diffusamente utilizzato in campo per le offerte ultra-broadband FTTCab degli operatori italiani, e permette di offrire velocità downstream  intorno ai 50-100M, a seconda della lunghezza del collegamento, mentre per il dispiegamento da centrale, tipicamente per le linee in rete rigida (linee che non transitano attraverso un armadio ripartilinea, ma sono collegate direttamente in centrale), si utilizza il profilo a 8MHz, con velocità intorno ai 30-50Mbit/s su linee mediamente più lunghe. Nel corso del 2015 è stato approvato in ITU un nuovo profilo VDSL2, denominato Enhanced VDSL2 (Annex Q  dell’Amendment 1 alla Raccomandazione G.993.2 “Enhanced data rate 35 MHz VDSL2 vectoring compatible with profile 17a”), con spettro fino a 35MHz, nato dall’esigenza di sfruttare al massimo le potenzialità del rame e gli investimenti fatti dagli operatori al cabinet, e contemporaneamente di mantenere la compatibilità con i profili 17MHz in campo, anche in presenza di vectoring, grazie alla spaziatura delle portanti a 4kHz. Con questo nuovo profilo si stima che in rete italiana siano possibili velocità ben superiori a 100Mbit/s per distanze inferiori ai 150-200m, e che si possa incrementare significativamente la percentuale di clienti a cui si potrà offrire 100Mbit/s, anche in assenza di vectoring.
Poiché come si è detto al crescere della frequenza il disturbo di diafonia aumenta, e diventa su distanze medio brevi il fattore principale del degrado delle prestazioni, negli ultimi anni è stata standardizzata la tecnologia del Vectoring (ITU-T G.993.5), una soluzione che, grazie al coordinamento dei segnali trasmessi nello stesso ambiente cavo e alla preventiva valutazione delle caratteristiche di diafonia del cavo, premette di pre-compensare i segnali trasmessi in downstream, sottraendo in anticipo il contributo di rumore di telediafonia (FEXT) che questi riceveranno durante la trasmissione nel cavo. Una elaborazione in post processing viene applicata invece ai segnali ricevuti in direzione upstream, in modo da concentrare la complessità elaborativa del vectoring sull’apparato di rete (ONU). Questa soluzione permette di cancellare il rumore FEXT prodotto dai sistemi omologhi presenti nel cavo, e di ottenere dunque prestazioni più elevate ed indipendenti dallo riempimento del cavo. Il vectoring può essere applicato alla tecnologia VDSL, ma anche alle evoluzioni successive delle tecnologie trasmissive su rame, come il FAST.

 

Figura A - occupazione spettrale delle tecnologie DSL per la compatibilità nello stesso ambiente cavo

La tecnologia FAST rappresenta un ulteriore salto tecnologico, ed è stata specificata per lavorare in maniera ottimale fino a circa 100m (su doppino da 0.5mm di diametro) e raggiungere target prestazionali compresi tra i 500Mbit/s e il 1Gbit/s aggregati (download + upload). Standardizzato nel corso del 2014 (Raccomandazioni ITU-T G.9700 e G.9701), il FAST a differenza delle tecnologie DSL (FDD), è un sistema a divisione di tempo (TDD - Time Division Duplexing). Questa scelta ha permesso di semplificare il design e la complessità del transceiver e di contenerne i consumi. Inoltre attraverso l’uso del TDD, gli operatori possono ottenere una ripartizione tra banda downstream e upstream più flessibile, in modo da poter definire un portafoglio servizi broadband più ampio. A livello spettrale, il FAST può utilizzare frequenze comprese tra 2MHz e 106MHz, ma sono già previste, in future evoluzioni dello standard, ulteriori estensioni che permetteranno l’utilizzo di frequenze fino a 212MHz. Per garantire la coesistenza nello stesso ambiente cavo con sistemi DSL legacy (figura A), quali il VDSL2 dispiegato da cabinet, la frequenza da cui il FAST è abilitato a trasmettere può essere opportunamente configurata e sono stati introdotti opportuni meccanismi in grado di limitare i disturbi arrecati dal FAST nello spettro di frequenze utilizzate per le trasmissioni radio in FM. Nel corso del 2015 si sono resi disponibili i primi prototipi di DPU e CPE in tecnologia FAST, che hanno dimostrato velocità aggregate superiori a 800Mbit/s su collegamenti di 50m (distanze tipiche per il dispiegamento in FTTdp). Il numero di porte dei primi apparati disponibili è fino a 16, poiché i requisiti espressi dalla maggior parte degli operatori, prevedono applicazioni dalla base degli edifici, in architettura FTTdp (Fiber To The  Distribution Point), con modularità di 8/16 porte. Date le altre frequenze di lavoro, il FAST è particolarmente sensibile al crosstalk di linee omologhe sviluppate dallo stesso sito: in presenza di rumore le prestazioni del FAST possono risultare particolarmente basse, simili a quelle che si otterrebbero con un sistema VDSL2. A tale scopo quindi  è stato reso obbligatorio dallo standard l’utilizzo di tecniche di vectoring in grado di cancellare il rumore di FEXT presente sulle linee.

 

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