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MANUALI TECNICI

COLLEGAMENTO DATI A INTERNET

    Navigare in Internet, o leggere la posta elettronica, sono azioni consuete, ma per fare questo è necessario un collegamento dati al nodo Internet più vicino, e si possono usare connessioni digitali a larga banda sul classico doppino di rame, su fibra ottica, o attraverso ponti radio.

Se si usa un collegamento su un doppino in rame, ci sono diverse soluzioni, come:

HDSL: (High Data Rate Digital Subscriber Line) è un collegamento simmetrico ad alta velocità, e per collegarsi al nodo sono necessari due doppini telefonici dedicati. Il termine simmetrico significa che la velocità dei dati trasmessi e quelli ricevuti sono eguali. La velocità di linea dipende dal provider, e parte da 2 Mbps fino a 10 Mbps.   

SHDSL: (Single Line High Data Rate Digital Subscriber Line) è come l’HDSL solo che usa un solo doppino telefonico. La velocità di linea dipende dal provider, e può arrivare fino a 10 Mbps con una BMG di  4 Mbps.

ADSL: (Asymmetric Digital Subscriber Line) è un collegamento dati asimmetrico adatto a tutte le applicazioni che richiedono una velocità in download maggiore di quella in upload. Ed è quella più usata dalle utenze domestiche e piccole aziende.

L’aspetto che si deve considerare quando si usa un doppino telefonico per collegarsi a Internet è l’ampiezza di banda: ovvero, l’intervallo di frequenze che esso consente di trasmettere.

Il segnale vocale occupa una banda di frequenza che parte da 300 Hz e arriva fino a 3400 Hz, il resto è disponibile: ed è ampia; ma bisogna tenere conto della distanza al nodo e da altri fattori come l‘attenuazione, la distorsione e la diafonia, che riducono la distanza massima dal nodo a circa quattro chilometri.

Come dicevo, l’ADSL è nata per sfruttare la banda del doppino telefonico sul quale transitano tre flussi di segnale separati.

– Canale voce: 300-3400 Hz.

– Canale ADSL Upstream da 25 a 200 Khz.

– Canale ADSL Dowstream da 200 Khz a 1,1 Ghz circa.

Quando si utilizza il telefono e l’ADSL sulla stessa linea telefonica è necessario avere un apparato per ogni presa che consenta di dividere le due bande di frequenza, e viene utilizzato lo SPLITTER (un filtro passivo che non è necessario alimentare). Perciò la linea telefonica sarà collegata all’ingresso dello Splitter (Filtro), mentre una delle uscite sarà collegata al telefono e l’altra uscita  al Modem ADSL.

ADSL2: Questa tecnologia permette di incrementare la velocità di ricezione fino a 12 Mbps, e quella in trasmissione fino a 1Mbps.

ADSL2+: Raddoppia la frequenza massima utilizzata per la trasmissione dei dati fino a 2,2 Mhz questo consente di modulare più informazioni nella stessa unità di tempo, e quindi far transitare sul doppino telefonico un flusso dati fino a 25 Mbps. In questo caso bisogna tenere conto dell’attenuazione, per cui la distanza si riduce a circa due chilometri.

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VDSL2 (Veery-high-bit-rate Digital Subscriber Line 2), che è un protocollo,  fa parte della famiglia delle tecnologie xDSL, nonché la naturale evoluzione dell’ADSL/2+, e permette connessioni con velocità di trasmissione fino a 300 Mbit/s su doppino telefonico in rame.

La VDSL2 ha come standard  una serie di profili ( nove) che possono essere usati nello sviluppo dell’infrastruttura VDSL; e possono essere impostati a livello della centrale telefonica, dell’armadio di strada, o nella base dell’edificio, e a seconda del profilo l’utente finale avrà velocità diverse di connessione.

La velocità della VDSL2 si riduce con l’aumentare della distanza dall’armadio stradale. Per cui da un massimo di 350 Mbit/s all’origine, si arriva a 100 Mbit/s dopo circa 500 m, e a 50 Mbit/s a 1 km. A partire da 1,6 km di distanza le sue prestazioni sono uguali a quelle dell’ADSL2+.

Per questo motivo gli operatori ricorrono alla VDSL2 solo per il breve tratto che intercorre tra la casa dell’utente alla sorgente remota del segnale (DSLAM) che è posto nell’armadio. Per esempio quando si utilizza la tecnologia FTTC, quando il tratto dalla centrale fino all’armadio è coperto dalla fibra ottica.

 

COLLEGAMENTI SU FIBRA OTTICA

Negli ultimi decenni, la comunicazione digitale ha rivoluzionato il modo in cui le informazioni vengono trasmesse, condivise e archiviate. Uno degli elementi chiave di questa evoluzione è rappresentato dalla tecnologia di collegamento dati tramite fibra ottica, che ha permesso di ottenere velocità di trasmissione elevate, affidabilità, capacità di banda larga e lunga distanza di copertura.

La fibra ottica è un sottile filamento di vetro o di materiale plastico, di diametro molto ridotto (tipicamente circa 125 micrometri), che funziona come un mezzo di trasmissione ottica. La sua funzione principale è quella di trasmettere segnali luminosi, codificati come dati digitali, attraverso il principio della totalmente interna riflessione.

Composizione e funzionamento

• Core (nucleo): Il cuore della fibra, attraverso il quale si propagano i segnali luminosi. È costituito da un materiale molto puro e con un indice di rifrazione elevato.
• Cladding (mantello): Strato di materiale con indice di rifrazione più basso che circonda il core, che permette di mantenere la luce all’interno del core grazie alla total internal reflection.
• Rivestimento protettivo: Strato esterno che protegge la fibra da danni fisici e ambientali.

Principio di funzionamento

La trasmissione avviene tramite impulsi luminosi generati da laser o LED. La luce, riflettendosi internamente nel core, percorre grandi distanze con perdita minima di segnale, consentendo di trasmettere grandi quantità di dati.

Tipi di fibra ottica

Le fibre ottiche si distinguono principalmente in due categorie:

Fibra monomodale (single-mode)

• Caratteristiche: ha un core molto sottile (circa 8-10 micrometri).
• Vantaggi: permette trasmissioni su lunghe distanze senza perdita di segnale significativa.
• Applicazioni: reti di telecomunicazioni a lunga distanza, collegamenti tra città o continenti.

Fibra multimodale

• Caratteristiche: ha un core più largo (circa 50-62.5 micrometri).
• Vantaggi: più semplice da installare e meno costosa, adatta per distanze più brevi.
• Applicazioni: reti locali (LAN), collegamenti all’interno di edifici o campus.

Vantaggi della fibra ottica rispetto ad altri mezzi di trasmissione

• Elevata capacità di banda: consente di trasmettere enormi quantità di dati contemporaneamente.
• Lunghe distanze: possibilità di coprire centinaia o migliaia di chilometri senza necessità di ripetitori.
• Velocità di trasmissione: velocità di gigabit e oltre, molto superiori rispetto ai cavi in rame.
• Resistenza alle interferenze elettromagnetiche: la trasmissione ottica non è influenzata da segnali elettromagnetici o radio, garantendo maggiore qualità del segnale.
• Sicurezza: più difficile da intercettare o manomettere rispetto a cavi metallici.
• Leggerezza e flessibilità: più facile da installare in ambienti complessi.

Componenti principali di una rete in fibra ottica

• Trasmettitori: laser o LED che generano la luce.
• Fibra ottica: mezzo di trasmissione.
• Reti di distribuzione: infrastrutture di cablaggio, splitter, connettori.
• Ricevitori: fotodiodi o fotodetectors che convertono la luce in segnali elettrici.
• Amplificatori e ripetitori: dispositivi che rinforzano il segnale lungo le lunghe distanze.
• Switch e router ottici: dispositivi di gestione e instradamento dei dati.

Tecnologie di modulazione nella fibra ottica

La modulazione è il processo mediante il quale i dati digitali vengono codificati su un segnale ottico. Le principali tecniche di modulazione utilizzate nella fibra ottica sono:

1. On-Off Keying (OOK):
   La forma più semplice di modulazione, dove il segnale ottico è acceso (ON) o spento (OFF) per rappresentare bit 1 e 0. È ampiamente usata nelle comunicazioni a breve distanza e nelle applicazioni di trasmissione di base.
2. Amplitude Modulation (AM):
   Modula l’ampiezza del segnale ottico in funzione dei dati. Può essere implementata come OOK o altre varianti.
3. Phase Shift Keying (PSK):
   La fase del segnale viene variata per rappresentare i dati. Varianti includono BPSK (Binary PSK) e QPSK (Quadrature PSK), che permettono di trasmettere più bit per simbolo e aumentare la capacità di banda.
4. Quadrature Amplitude Modulation (QAM):
   Combina variazioni di ampiezza e fase per codificare più bit per simbolo. QAM è molto comune nelle moderne comunicazioni ottiche ad alta capacità, come 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM.
5. Differential Phase Shift Keying (DPSK):
   Modula la fase differenziale del segnale, migliorando la robustezza rispetto a disturbi e fluttuazioni.
6. Advanced Modulation Formats:
   Tecniche come OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) sono anche esplorate per aumentare la capacità e la resilienza delle trasmissioni ottiche.

Protocolli di rete nelle telecomunicazioni in fibra ottica

I protocolli di rete che operano sopra le tecnologie di modulazione definiscono le regole per la trasmissione, l’indirizzamento e la gestione dei dati:

1. Ethernet (IEEE 802.3):
   La tecnologia Ethernet è ampiamente utilizzata anche nelle reti in fibra ottica, con velocità che vanno da 1 Gbps fino a 400 Gbps e oltre (es. 400G Ethernet). Le varianti come 10GBASE-LR, 100GBASE-LR4 sono specifiche per fibra.
2. WDM (Wavelength Division Multiplexing):
   Non è un protocollo, ma una tecnica di multiplexing che consente di inviare più segnali a diverse lunghezze d’onda su un’unica fibra, aumentando significativamente la capacità.
3. Otn (Optical Transport Network):
   Standard come ITU-T G.709 definiscono un framework per il trasporto ottico, comprensivo di mappature di protocolli di livello superiore come OTN, che supportano diverse velocità e servizi.
4. TCP/IP:
   La maggior parte delle reti in fibra ottica utilizza i protocolli TCP/IP per il trasporto di dati a livello superiore, garantendo affidabilità e compatibilità.
5. Protocolli di gestione e controllo:
   Come SNMP (Simple Network Management Protocol) e altri sistemi di monitoraggio sono usati per gestire reti ottiche complesse.

Applicazioni principali

Telecomunicazioni

Le reti di telefonia fissa, mobile e Internet si affidano largamente alla fibra ottica per offrire servizi ad alta velocità e grande capacità.

Data Center e Cloud

Le infrastrutture di data center utilizzano la fibra per trasferire enormi quantità di dati tra server, storage e reti di distribuzione.

Reti di distribuzione urbana (FTTx)

• FTTH (Fiber to the Home): fibra fino all’abitazione.
• FTTB (Fiber to the Building): fibra fino al edificio.
• FTTC (Fiber to the Cabinet): fibra fino alla cabina di distribuzione, con connessioni in rame all’interno.

Settore industriale e sanitario

Per applicazioni di videosorveglianza, telemedicina, automazione industriale, dove sono richieste connessioni rapide e affidabili.

Sfide e limiti della fibra ottica

• Costi di installazione: ancora elevati rispetto ai cavi in rame, specialmente in aree prive di infrastrutture preesistenti.
• Fragilità: i cavi di vetro sono più delicati e richiedono manovre attente.
• Compatibilità: necessità di apparecchiature compatibili e di tecnologie di conversione.

Prospettive future

Le innovazioni in materiali, tecnologie di modulazione e amplificazione stanno spingendo verso reti ancora più veloci e con maggior capacità. Si prevede che la fibra ottica continuerà a essere il backbone delle reti di comunicazione globali, abilitando tecnologie emergenti come il 5G, l’Internet delle Cose (IoT) e le smart cities.

Conclusione

Il collegamento dati attraverso la fibra ottica rappresenta una delle più importanti innovazioni nel settore delle telecomunicazioni e delle reti informatiche. La sua capacità di trasmettere grandi volumi di dati ad alta velocità, con affidabilità e sicurezza, la rende la tecnologia di riferimento per le infrastrutture di comunicazione del presente e del futuro.

TIPI DI CONNESSIONE

Fibra Ethernity è la soluzione per connessioni in Fibra Ottica dedicata con protocollo GBE  (Gigabit Ethernet)a 10/100 Mbps e 1Gbps. Con questo tipo di collegamento la rete LAN del cliente è collegata direttamente al POP Internet, bypassando anche la centrale di zona. I pacchetti dati possono viaggiare fino a 1 Gbit/sec, ma anche a velocità superiori, e la velocità è costante e simmetrica.

L’apparato “Catalist” trasforma il segnale ottico in un segnale elettrico atto a potersi collegare alla Terminazione di Rete che potrebbe essere a esempio un Router Huawei AR1220E.

FTTH (Fiber To The Home):  la fibra ottica di questa connessione  è caratterizzata da un’infrastruttura che arriva fino in casa dell’utente. Con questa tipologia di linea è possibile, fino a oggi, navigare con una velocità massima di 1 Giga (pari a 1024 Mega) in download e 100 Mega in upload.

FTTB (Fiber To The Building): la fibra ottica arriva fino nelle vicinanze del palazzo per poi essere distribuito ai vari utenti utilizzando i cavi in rame esistenti, che riduce leggermente la velocità effettiva delle connessioni facendo da collo di bottiglia. Velocità in download da 200 Mbps fino a 1 Gbps , da 30 a 100 Mbps in upload.

FTTC (Fiber To The Cabinet) : questa soluzione identifica una rete “mista rame” e la fibra ottica arriva a un Cabinet  che è posto sulla sommità del  BOX. I clienti sono collegati al Cabinet mediante un doppino in rame esistente e per il trasporto dei dati utilizza la tecnologia VDSL2. Velocità in download fino a 100 Mbps.  Velocità in upload  fino a 30 Mbps. Se si voleva sfruttare a pieno le potenzialità della tecnologia VDSL si poneva il problema dato dall’attenuazione di linea, in quanto questa cresce con l’aumentare della frequenza, per cui hanno deciso di accorciare la tratta in rame che parte dall’utente e arriva al BOX di linea (ARL). Dal Box di linea fino alla centrale si utilizza un collegamento in fibra ottica, rendendo ininfluente la distanza.

La FTTC TIM è offerta con protocollo G.INP (una via di mezzo tra fast e interleaved) e non è possibile richiedere la modalità fast (commercializzata da TIM come opzione sulle linee ADSL).
Come accennato prima il G.INP, oltre a permettere un miglior coding-gain (guadagno della codifica) e meno overhead (quindi maggiore banda rispetto alle configurazioni fast o interleaved), permette un ping pari a quello del protocollo fast, pur mantenendo la qualità del controllo errori pari a quella del protocollo interleaved.

FTTE (Fiber To The Exchange) la connessione in fibra ottica arriva sino alla centrale e prosegue su supporto in rame in tecnologia ADSL2+ o VDSL.  Velocità in Download fino a 20 Mbps.  Velocità in Upload  fino a 7 Mbps.

PRECISAZIONE AGCOM  

Gli operatori di telefonia sono obbligati a indicare con chiarezza il tipo di tecnologia usata per la connessione a Internet. Questo permette agli utenti di paragonare le varie offerte in fibra ottica e valutare quali sono le migliori.

L’AGCOM ha chiarito che sole le  tecnologie: FTTH, e FTTB possono essere indicate dai provider con il nome : FIBRA, mentre la tecnologia FTTC, e la tecnologia FWA (Fixed Wireless Access) possono usare il nome FIBRA se specificano che una è su un collegamento misto a rame e l’altro è mista radio, mentre il collegamento FTTE di Telecom Italia essendo tutta in rame usa il bollino rosso.

L’AGCOM ha deciso inoltre di obbligare gli operatori ad utilizzare un sistema di bollini di vari colori per rendere più trasparente al consumatore il tipo di offerta e relativa tecnologia: (Verde “FF” per la fibra a casa (FTTH), blu “F” per la fibra al palazzo (FTTB), giallo “RF” per la fibra all’armadio (FTTC), rosso (R) per la fibra alla centrale (FTTN), e viola (W) per il fixed wireless).

TiM ha deciso di utilizzare questa simbologia:

COLLEGAMENTO A INTERNET ATTRAVERSO WIRELESS

FWA (Fixed Wireless Access): utilizza reti mobili per fornire Internet a banda larga a case e aziende. Ed è un’alternativa alla fornitura di banda larga in aree con accesso limitato a servizi come DSL, cavo o fibra. Per le soluzioni FWA si usano  tecnologie per la trasmissione via etere come Hiperlan, Hiperlan 2, WiMAX. Mentre le velocità garantite al cliente vanno in download da 8 a 200 Mbps e in  upload da 1 a 200 Mbps.

L’offerta Tim FWA prevede la connessione FWA in tecnologia Fibra Mista Radio: fibra ottica fino alla Stazione Radio Base, (denominata BTS) e il tratto finale su rete mobile LTE (4G O 4G+) di Tim. Il cliente disporrà di un modem FWA composto da due unità: una esterna dove viene inserita la SIM e l’altra interna collegata tramite cavo LAN all’unità esterna, permettendo al cliente di collegare i propri dispositivi smart in modalità WiFi.

Eolo con la tecnologia proprietaria EOLOwave. Nella versione “G” permette di raggiungere fino a 100 Mbps in download.

Linkem in LTE (4G)

Tiscali in LTE (4G)

Con la standardizzazione del 5G, le tecnologie wireless stanno iniziando a diventare una soluzione più praticabile per risolvere situazioni di divario digitale, grazie alle notevoli prestazioni offerte dal 5G in termini di latenza (misura della velocità di risposta di un sistema) e throughput (la quantità di dati trasmessi in una unità di tempo).

COME SCEGLIERE LA CONNESSIONE  

Per prima cosa verificate sul sito: HTTPS://VERIFICACOPERTURA.NET  quali sono i collegamenti che sono disponibili nella vostra via, poi dovete tenere in considerazione alcuni parametri fondamentali per valutare correttamente le varie opzioni che sono: la velocità di trasmissione, la banda minima garantita, e il costo. 

Dopo aver individuato l’offerta che si desidera attivare, si dovrà verificare la copertura tramite il sito dell’operatore per sapere quali sono le tecnologie sono disponibili in quella zona, e se non sono disponibili le connessioni FTTH, FTTB, FTTC, o FTTE,  resterà l’opzione ADSL con velocità massima di 20 Mega in download a cui si affiancherà la possibilità di sfruttare soluzioni che non prevedono una collegamento via cavo tra la propria abitazione e la centralina come la tecnologia FWA.

Per riassumere vediamo le differenze tra le varie soluzioni e di cosa bisogna tenere in considerazione.

Iniziamo dalle linee HDSL e ADSL. La linea HDSL utilizza un collegamento a 2 o 4 fili dedicato in rame per ogni cliente, ed essendo usata solo per i dati copre una banda di frequenze più ampia rispetto alla linea ADSL che avendo anche la fonia, questa, richiede parecchia banda. Un altro pregio dell’HDSL è la stabilità di banda in quanto il collegamento è utilizzato solo per un cliente mentre nei collegamenti ADSL, molto spesso, si usa un Multiplexig  per suddividere la banda larga del doppino tra vari clienti. Per questi motivi l’HDSL è ancora considerata la migliore alternativa alla fibra. La velocità di linea per l’HDSL, quella più popolare è di 2 Mbps sia in downstream che in upstream, mentre la SHDSL  può arrivare fino a 10 Mbps nei due sensi.

Per quanto riguarda i collegamenti ADSL quella che raggiunge una velocità di picco più alta in downstream che è di 24 Mbps e in upstream di 1 Mbps è l’ADSL2+.

La fibra ottica, come visto in precedenza, per quanto riguarda la velocità di trasmissione massima dipende se questa arriva fino al cliente o se per l’ultima parte del tragitto si utilizza un collegamento in rame. Se arriva fino in casa del cliente la più performante può arrivare fino alla velocità massima di 1 Gbps in quanto la LAN del cliente è collegata direttamente al POP scavalcando anche la centrale intermedia, la FTTH può raggiungere 300 Mbps in downstream e 20 in upstream, ma queste possono essere installate, per il momento, solo in poche città o  su progetto con costi alti. Le altre linee (FTTB, FTTdp, FTTE, FTTS e FTTC) si attestano sui 100 Mbps in downstream e 50 in upstream a scendere, in funzione del tipo di collegamento.

Per quanto riguarda i collegamenti attraverso ponti radio sono molto utili in zone disagiate e difficili da raggiungere e per questo non convenienti da un punto di vista del ritorno economico con i collegamenti classici, anche se questi tipi di collegamenti si stanno estendendo anche in zone coperte dalla fibra. Essendo un collegamento via etere l’antenna deve vedere la ricevente e basta un albero per vanificare il tutto. Bisogna anche tenere presente che il segnale quando è soggetto alle intemperie ( forte pioggia o neve) può degradarsi fino all’interruzione e si può ovviare con una linea di back up come la fibra o xdsl. Di pro è  che non si è vincolati alla linea telefonica a tutti i costi e le velocità possono arrivare fino a 200 Mbps.

Un parametro che vale per qualsiasi collegamento e che ne identifica la qualità, a mio parere, è la Banda Minima Garantita (BMG).

Faccio un esempio. Se la proposta è di installare una linea ADSL con 20 Mbps in ricezione e 1 Mbps in trasmissione. Non vuole dire che sarà quella la velocità che avrete costantemente; ma in occasione di picchi di traffico potrà variare verso il basso e questo vale per qualsiasi collegamento (xDSL,Fibra, Ponti Radio). Se invece la proposta conterrà il servizio di BMG (es. 256 Kbps in ricezione e 256 Kbps in trasmissione) avrete la sicurezza che, anche in occasioni eccezionali, non scenderà mai sotto la banda minima garantita. E questo ha un’importanza fondamentale per un efficiente servizio voce su ADSL (VOIP) e per i collegamenti dati in generale: soprattutto quelli aziendali.

Un’altro parametro da tenere in considerazione è che le linee in fibra sono più stabili in quanto non sono soggette a interferenze elettromagnetiche (diafonia) e quelle che utilizzano una parte in rame, negli apparati dove convergono le linee dei clienti (DSLAM), sono forniti di un sistema chiamato Vectoring che riduce di molto le interferenze. Per quanto riguarda la velocità di linea controllate sempre la BMG in quanto la maggior parte  dei collegamenti usano il  Multiplexig per ottimizzare la banda.

Per ultimo il costo del collegamento e questo è in funzione del tipo di collegamento dalla velocità di trasmissione e della BMG.

Concludendo: per scegliere il collegamento adatto dipende dall’uso che se ne deve fare e dal budget  a disposizione. Faccio un esempio se fossi un responsabile EDP e il CED  fosse al di fuori dell’azienza, ad esempio in Cloud, io valuterei le soluzioni in base al  throughput cioè la quantità di dati che devo trasmettere e al budget, e se voglio andare sul sicuro io opterei per due soluzioni o un collegamento SHDSL  che può arrivare fino a 10 Mbps con 4 Mbps di BMG o se il mio budget me lo permette un collegamento in fibra GBE con la stessa velocità di trasmissione. Se invece ho tutto in loco dipende sempre dal  throughput, il quale dipende dal numero di apparati che sono collegati con l’esterno, avere 10 P.C. o averne 100 è diverso.

Un consiglio: affidatevi a un esperto e avrete meno problemi e pensieri.