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Trasporto e commutazione ottica 2° parte
Reti di trasmissione: accesso e core.
Andrea Rizzo Antonio Viaro
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Agenda PARTE PRIMA: rete di accesso La rete di trasmissione in ponte radio Topologie di rete Cenni di propagazione radio Punto Multi Punto (PMP)
PARTE SECONDA: rete core Tipologie di trasporto ed evoluzione Trasporto di traffico a pacchetto Trasporto di traffico voce Rete OTN
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Rete di ACCESSO e rete CORE Mobile MobileAA TN TNSRB SRB BOLZANO
TN TNBSC BSC Trento
BZ BZMSC MSC BO BOHTS HTS RN RNBSC BSC RN SRB RN SRB
BOLOGNA
Mobile MobileBB Rimini
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Collegamenti di accesso alla rete OTN Network PDH MW chains
SDH MW ring
MAN Optical ring
MSC/BSC
Leased lines
Call Center
OTN Network
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PMP service area
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La rete di trasmissione in ponte radio
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Finalita’
Il Progetto Ponti Radio nasce in Omnitel nel 1998 allo scopo di svincolarsi dalla necessita’ di ricorrere all’affitto di flussi forniti da Telecom Italia per permettere l’attivazione delle SRB. Mediante l’ausilio di collegamenti in ponte radio, interamente progettati e realizzati all’interno di Vodafone, si sono potute ridurre fortemente relative all’affitto dei link e velocizzare i tempile dispese messaoperative in servizio delle nuove SRB.
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Obiettivi del progetto
Riduzione delle spese sulle linee affittate
Riduzione dei tempi di messa in servizio dei
nuovi impianti Aumento dell’affidabilita` dei collegamenti
Aumento della flessibilita` nella gestione della rete di trasporto
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Sviluppo rete radio Vodafone
1996
1998
2003
2008
Link Telecom
Link Telecom Ponti Radio PMP
80 % dei siti in PR/PMP
Link Telecom Ponti Radio
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Schema tratta radio Un sistema di trasmissione in ponte radio utilizza le onde elettromagnetiche per il trasporto delle informazione nello spazio libero. Il collegamento in ponte radio e’ di tipo “punto-punto” e necessita nei due estremi del posizionamento di parabole poste in visibilita’ diretta. Lo scopo del collegamento punto-punto e’ quello di garantire il trasferimento delle informazioni da un punto A ad un punto B, al contrario dei sistemi di telecomunicazione di tipo diffusivo (radio, tv, telefonia cellulare, etc.) il cui scopo e’ diffondere l’informazione su una vasta area territoriale.
A
B
Sistema punto-punto
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Sistema diffusivo
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Collegamento mediante link di rete fissa (affittato)
Portante trasmissiva realizzata mediante posa di cavo in rame o fibra ottica tra i due impianti da connettere
Collegamento mediante ponte radio
Portante trasmissiva realizzata mediante collegamento radio con antenne a parabola
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Bande di frequenza Frequency
Capacity
Length
7 GHz
32xE1
20 – 40 Km
11 GHz 13 GHz 18 GHz 23 GHz 38 GHz
STM-2 32xE1 STM-2 / 32xE1 32xE1 32xE1
10 – 25 Km 10 – 30 Km 5 – 10 Km 2 – 5 Km 0 – 2 Km
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Dalle linee affittate alla rete in ponte radio
…I NOSTRI IMPIANTI…
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Dalle linee affittate alla rete in ponte radio
…LA RETE MEDIANTE LINEE AFFITTATE…
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Dalle linee affittate alla rete in ponte radio …LA RETE DI BACKBONE MEDIATE PONTI RADIO AD ALTA CAPACITA`…
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Dalle linee affittate alla rete in ponte radio
…LA RETE DI ACCESSO MEDIATE PONTI RADIO A MEDIA CAPACITA`…
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Dalle linee affittate alla rete in ponte radio
…IL NUOVO SCENARIO DI RETE FINALE
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Schema tratta radio Un tipico collegamento in ponte radio si compone dei seguenti elementi posti su ciascun sito Parabola
Parabola
ODU
Outdoor
Cavo coassiale IDU
Cavo
Unit (ODU)
Coassiale
Indoor
Unit (IDU)
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Indoor Unit (IDU) L’unita’ interna (IDU) e’ costituita principalmente da due moduli nei quali trovano sede i circuiti elettrici che realizzano l’elaborazione del segnale ricevuto e trasmesso. 1) LIM (Line Interface Module): rappresenta l’interfaccia con le linee dei segnali tributari di ingresso a 2 Mb/s e con gli eventuali segnali di servizio. Nel modulo LIM alloggiano inoltre i circuiti che si occupano dello scambio nella versione 1+1. 2) RIM (Radio Interface Module) rappresenta l’interfaccia con il cavo di interconnessione che si collega con l’unita’ ODU dove alloggiano i circuiti di ricetrasmissione radio. Nella versione 1+1 il modulo RIM viene duplicato.
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Outdoor Unit (ODU) L’unita’ esterna (ODU) e’ costituita principalmente da due moduli nei quali alloggiano i circuiti della sezione RF e della sezione I.F. Elettricamente rappresenta l’interfaccia con la parabola e il cavo di interconnessione con l’unita’ IDU. Tale unita’ effettua la conversione del segnale dalle alte frequenze usate nel collegamento radio (RF, esempio 18 GHz) alle frequenze intermedie (IF, esempio 150 – 300 MHz) piu’ adatte al trasporto via cavo. Nell’ODU alloggia anche l’amplificatore RF che permette al segnale trasmesso di propagarsi nello spazio libero con sufficiente potenza.
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Cavo coassiale Permette il collegamento tra l’unita’ interna (IDU) e l’unita’ esterna Oltre ai(ODU). segnali di comunicazione, il cavo e’ in grado di trasportare anche l’alimentazione per l’ODU. La raccordo puo’ raggiungere 350-400 m conlunghezza cavo da massima ¼ “. Condicavi di diametro maggiore i si possono coprire distanze maggiori.
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Parabola Le antenne per ponte radio utilizzate da Vodafone-Omnitel sono di tipo parabolico; costituite da un riflettore a profilo parabolico e un’unita’ radiante con centro situato sul fuoco della parabola. L’impiego di tali antenne direttive permette di contenere l’energia trasmessa in una regione angolare molto ristretta ed esclusivamente nella direzione del sito ricevitore, senza dispersione laterale di energia che degraderebbe le prestazioni della tratta radio.
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Parametri di antenna Dal punto di vista della propagazione i parametri di antenna relativi performance di sistema sono:
alle
Guadagno Livello del lobo posteriore Direttivita’ Discriminatore di cross-polarizzazione Stabilita’ meccanica
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Schema a blocchi
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Topologia di Rete
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Topologie di rete I sistemi trasmissivi sia PDH che SDH sono costituiti da apparati rigeneratori per l’SDH) e datali collegamenti in ponte (ADM, radio utilizzati per interconnettere apparati. I sistemi possono essere classificati in tre categorie in funzione della topologia adottata:
Sistema ad anello Sistema a catena lineare Sistema a stella
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Sistema ad anello Viene realizzato in aree urbane ad elevato traffico. Consente ottenere una protezione logica dei circuiti utilizzando di apparati in configurazione 1+0. Viene realizzato con apparati ADM (o Mediaswitch per PDH) e deve essere costituito sempre da un numero pari di tratte. BSC
BTS
HUB
BTS
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Sistema a catena lineare Il sistema trasmissivo a catena lineare puo’ essere visto come sistemaback-to-back. di anello aperto o unapplicazione sistema puntopunto un collegato Trova per collegare ad un sistema ad anello un’utenza che, per esiguita’ di traffico o per difficile raggiungibilita’, non giustifica la creazione di un anello completo. BSC BTS BSC
HUB
HUB
HUB
BTS
BTS
BTS
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Sistema a stella Tale sistema permette di collegare piu’ zone ad un unico sito. Anch’esso viene impiegato per collegare un bacino di utenza a bassa capacita’ di traffico.
BTS BTS
BTS
BTS
BSC
BTS
BTS BSC
HUB
HUB
HUB
BTS
BTS
BTS
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Protezione Per quanto riguarda la protezione di rete, sono stati definiti diversi di protezione protezione piu’ applicabili possibili topologieschemi di rete. La semplice,alle applicata nel collegamenti lineari punto-punto, e’ quella attuata con un sistema del tipo 1+1. Questa protezione consiste nel duplicare le interfacce trasmissive di entrambi gli apparati e il cablaggio tra di essi. In trasmissione il segnale e’ inviato su entrambi i collegamenti (uno di questi e’ predefinito come collegamento di esercizio mentre l’altro e’ di riserva); in ricezione invece e’ scelto, mediante un selettore, il segnale di qualita’ migliore.
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Protezione SNCP La protezione di tipo SNCP (Sub Network Circuit Protection) puo’ essere applicata anelli in e agisce a livello di path; essa e’ quindi negli attivabile maniera indipendente per ogni tipo di VC. La protezione consiste nel trasmettere il flusso contenuto nel VC che si vuole proteggere in entrambi i sensi di trasmissione dell’anello utilizzando da un lato il circuito di esercizio e dall’altro quello di riserva. L’ADM posto al termine del flusso di un VC riceve il segnale da entrambi i lati dell’anello e sceglie quello migliore. In caso di guasto lungo l’anello, uno dei due versi di trasmissione si interrompe e l’ADM si predispone sul segnale proveniente dalla fibra di riserva.
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Protezione di tipo SNCP Circuito di servizio
A
Circuito di protezione A’ A
A’
A
A’ A
A’
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Criteri di progettazione
Per la progettazione di una rete BSS in ponte radio si devono considerare tre differenti situazioni:
Progettazione della tratta Progettazione di unasingola cascata di tratte Progettazione di un anello
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Progettazione singola tratta
Considerando le frequenze utilizzate in Vodafone e le distanze tipiche dei collegamenti, il fattore atmosferico predominante per la valutazione delle prestazioni della tratta in progetto e’ la pioggia. Solo nel caso in cui si abbiano tratte piu’ lunghe di 10/15 Km allora diventa necessario valutare anche gli effetti di multipath. Tali effetti vanno considerati anche nel caso in cui le tratte vengano progettate su specchi d’acqua.
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Progettazione catena di tratte Nel caso di cascata di tratte, il fuori servizio totale per propagazione della cascata e’ dato dalla somma dei valori di fuori servizio per ogni singola tratta moltiplicato per un fattore k di correlazione degli eventi atmosferici. Il valore di k dipende dalla distanza dei collegamenti, dalla zona di piovosita’ e dal fuori servizio con cui si sono progettate le singole tratte. Oltre a tali fattori, il valore di k dipende dalla direzione di propagazione dei temporali rispetto alla direttrice principale della cascata di tratte. Nel caso in cui la direzione di propagazione dei temporali sia parallela alla direttrice della cascata di tratte allora k puo’ essere assunto pari a 0.8/0.9; nel caso invece in cui la direzione sia perpendicolare allora k puo’ valere 0.9/1.
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Progettazione anello La configurazione ad anello nasce per aumentare la protezione della rete tramite una doppia possibilita’ di direzione per il traffico. Se gli eventi di fuori servizio fossero completamente scorrelati fra loro, allora si potrebbe ricavare che la probabilita’ di fuori servizio dell’anello sia praticamente nulla. Tale ipotesi vale pero’ solo per la parte relativa ai guasti, mentre non puo’ essere applicata per quanto riguarda le precipitazioni atmosferiche, che presentano delle correlazioni di tipo spaziale. Sono due gli effetti di correlazione di eventi di cui bisogna tener conto quando si progetta un anello: Tratte convergenti su un singolo nodo Tratte parallele
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Progettazione anello Inoltre, visto che ogni singolo nodo dell’anello deve trasmettere (o ricevere) sempre la stessa semigamma per ogni banda di frequenza, allora l’anello dovra’ essere sempre costituito da un numero pari di tratte. Considerando che sarebbe opportuno mantenere il fuori servizio del nodo BSC inferiore ai 2-3 min/anno, diventa importante dimensionare le tratte partenti dal BSC, il cui fuori servizio congiunto provoca il fuori servizio di tutto l’anello, a non piu’ di 10 min/anno e mantenere l’angolo fra le due direttrici maggiore di 80 deg.
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Cenni sulla Propagazione Radio
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Collegamenti radio punto-punto HL TX
A
A
RX
Lo schema mostra gli elementi base di un collegamento radio punto-punto. TX
Trasmettitore: elementi caratterizzanti Frequenza, Potenza trasmissiva, Capacita’
A RX HL
Antenna: di frequenza, Guadagno caratterizzata da Gamma Frequenza, Ricevitore: elementi caratterizzanti Soglia di Ricezione Lunghezza del collegamento
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Equazione base radio link Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
I parametri base in un link radio punto-punto (visti nel diagramma precedente) sono messi insieme nella EQUAZIONE BASE RADIO LINK (valida in condizioni ideali di propagazione su spazio libero). L’Equazione Base calcola la Potenza Ricevuta RX in assenza di anomalie di propagazione (propagazione su spazio libero):
Pr = Pt + Gt + Gr – 92.4 – 20Log(F) – 20Log(L) Pt = Potenza Trasmessa (dBm) Pr = Potenza Ricevuta (dBm) Gt = Guadagno di antenna in trasmissione (dB) Gr = Guadagno di antenna in ricezione (dB) F = Frequenza (GHz) L = Lunghezza del collegamento (km) ATTENZIONE: La costante 92.4 relativa all’attenuazione dovuta allo spazio libero, e’ corretta solo se la frequenza viene espressa in GHz e la distanza del collegamento in Km.
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Attenuazione da spazio libero (FSL) Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
L’equazione radio link puo’ anche essere scritta come: Pr = Pt +Gt + Gr –FSL ove FSL (FREE SPACE LOSS- attenuazione da spazio libero) e’:
FSL (dB) = 92.4 + 20Log(F) + 20Log(L) L’FSL si incrementa di 6dB se: - si raddoppia la lunghezza del collegamento - si raddoppia la frequenza utilizzata.
Esempi: 1.9 GHz 60Km 3.8 GHz 60Km 7.6 GHz 30Km
-> -> ->
FSL = 133dB FSL = 139dB FSL = 139dB
15.2 GHz 30Km
->
FSL = 145dB
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Guadagno di antenna
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La direttivita’ di un’antenna dipende principalmente dal rapporto D/ λ (diametro di antenna su lunghezza d’onda).
λ
Il guadagno massimo di un’antenna e’ proporzionale a (D/ Per un’antenna parabolica si ha: G = η (π D/λ )2 ove
)2.
η = Efficienza di antenna = 0.55-0.65
espresso in dB: G = 20Log(D) + 20Log(F) +18,2 ± 0.5 (tolleranza dipendente da η)
In pratica il guadagno d’antenna si alza di 6dB (raddoppia) se: - ad una certa frequenza il diametro di antenna raddoppia - ad un determinato diametro di antenna raddoppia la frequenza.
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Bilancio di una tratta radio Utilizzando la scala logaritmica (dB, dBm), l’equazione radio link e’ messa in una forma molto semplice. Guadagni e perdite sono sommate algebricamente (con segno positivo o negativo) per effettuare i calcoli. L’equazione radio link si presenta pertanto nella forma di un elementare bilancio di tratta.
Esempio: tratta radio a 7 GHz lunga 50Km: Potenza trasmessa Pt Guadagno d’antenna Tx (D=3m) FSL Attenuazione Spazio Libero Guadagno d’antenna Rx (D=3m)
Potenza 30dBm
Guadagno
Perdita
42.5dB 42.5dB
143.3dB
Pr = Pt + Gt + Gr – FSL = 30 + 42.5 + 42.5 –143.3 = -28.3 dBm N.B.: un bilancio di tratta piu’ preciso e dettagliato dovra’ includere perdite addizionali dovute ad altri componenti siadiinpropagazione. trasmissione che in ricezione (guide d’onda, filtri,….) e da ulteriori perdite dovute a fenomeni
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Collegamenti trasmissivi radio terrestri Propagazione di onde elettromagnetiche nella bassa atmosfera, in prossimita’ della superficie terrestre a frequenze variabili fra 1 e 40 GHz.
Un radio terrestre e’ numero deteriorato dalla presenza dell’atmosfera e del collegamento terreno. Cio’ produce un certo di fenomeni che possono impattare seriamente nella propagazione delle onde elettromagnetiche. Tali anomalie di propagazione dipendono principalmente dai seguenti fattori: -
FREQUENZA LUNGHEZZA DEL COLLEGAMENTO CONDIZIONI METEOROLOGICHE E CLIMATICHE CARATTERISTICHE DEL TERRENO
Anomalie di propagazione determinano attenuazioni addizionali, che portano ad una riduzione della potenza ricevuta Pr. In molti casi tali fenomeni sono di brevissima durata e in casi particolari il segnale ricevuto risulta affetto da forte distorsione.
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Fenomeni legati alla propagazione Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
Fenomeni legati alla propagazione radio nella bassa atmosfera. EFFETTI DELL’ATMOSFERA Assorbimenti atmosferici (senza pioggia) Rifrazione attraverso l’atmosfera (raggio di curvatura terrestre) Rifrazione attraverso l’atmosfera (cammini multipli) EFFETTI DELLA PIOGGIA Assorbimento delle gocce di pioggia Dispersione delle gocce di pioggia Depolarizzazione del segnale in radio frequenza EFFETTI DEL TERRENO Diffrazione attraverso ostacoli Riflessione
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Margine di attenuazione
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Il collegamento radio e’ solitamente progettatto in maniera tale che la potenza ricevuta Pr (in condizioni normali di Propagazione) sia piu’ grande rispetto al valore di soglia del ricevitore Pth.
Si definisce Margine di Attenuazione (FM) il valore dato da: FM(dB) = Pr(dBm) – Pth(dBm) cioe’ la differenza fra la potenza ricevuta e la potenza di soglia del ricevitore. Un margine di attenuazione e’ necessario al fine di compensare le riduzioni di potenza in ricezione causate da anomalie di propagazione. Il FM garantisce quindi che il collegamento operi con una qualita’ accettabile, anche se anomalie di propagazione causano delle perdite addizionali (AdL), purche’ il valore delle perdite addizionali sia minore del margine di attenuazione: AdL < FM.
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Fuori servizio
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Nel linguaggio comune un Fuori Servizio si osserva quando la potenza ricevuta Pr sta al di sotto della soglia del ricevitore: Pr < Pth In tal senso la probabilita’ di avere un Fuori Servizio e’ data da: Prob(outage) = Prob(Pr < Pth) = Prob(AdL > FM)
Pr Normal propagation FADE MARGIN OUTAGE TIME N.B.: L’outage time deve essere ridotto quanto piu’ possibile.
THRESHOLD
TIME
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Bilancio di tratta
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Riprendendo l’esempio gia’ visto al 1.5, un bilancio di tratta piu’ completo (a 7GHz, lungo 50
Km.) puo’ essere: Power
Gains
Losses
Potenza trasmessa Pt Perdite in trasmissione (filtri e cavi) Guadagno di antenna in Tx Perdite da spazio libero (FSL) Perdite addizionali dovute alla propagazione Guadagno di antenna in Rx
30 dBm
Perdite in ricezione (filtri e cavi)
1.4 dB ---------------------------------------------------------------64 dB -34 dBm (power+gains-losses)
Totale netto perdite Potenza ricevuta Pr
1.4 dB 42.5 dB 143.3 dB 3.0 dB 42.5 dB
Supponendo pertanto che la soglia dell’apparato in ricezione sia Pth = -77 dBm, il FM risulta pari a: FM = Pr – Pth = 43 dB
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Le guide d’onda
5/7/2018
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Per frequenze dell’ordine dei GHz le perdite dei feeders di una certa lunghezza realizzati anche con ottimi cavi coassiali risultano inaccettabili (dell’odine di circa 1 dB per metro): in tali casi risulta vantaggioso l’impiego delle GUIDE D’ONDA. La guida d’onda e’ un tubo di materiale conduttore, entro il quale si realizza una propagazione guidata dell’energia elettromagnetica. Una volta che un’onda viene inviata nella guida, essa si propaga subendo innumerevoli riflessioni sulle pareti interne conduttrici. Cio’ e’ causa di un’attenuazione di percorso che determina una piccola dissipazione di energia ad ogni rimbalzo nel metallo della parete della guida che quindi deve offrire una conducibilita’ quanto maggiore possibile. Le guide d’onda possono essere rettangolari, circolari od elittiche: e’ quella circolare che a parita’ di area offre la minima attenuazione. Alle frequenze in esame la perdita dovuta ad utilizzo di guida d’onda e’ di circa 10 volte inferiore rispetto a quella relativa all’uso di cavo coassiale (0,2 dB/m @ 18GHz).
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5/7/2018
Cenni sulla rifrazione atmosferica Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
Le onde radio si propagano lungo una direttrice solo se i parametri del mezzo trasmissivo sono omogenei. Nell’atmosfera, l’indice di rifrazione si modifica a seconda della distanza dalla superficie terrestre. Questo e’ dovuto al gradiente verticale dei parametri base dell’atmosfera quali temperatura, umidita’ e pressione. Alcune anomalie nella propagazione attraverso l’atmosfera di onde elettromagnetiche sono prodotte da variazioni degli indici di rifrazione:
• Curvatura del raggio terrestre (a causa dell’indice di rifrazione dell’aria il raggio dell’onda propagata viene deflesso verso il basso e quindi si propaga seguendo una linea curva). • Propagazione per cammini multipli (il differente raggio di curvatura nei diversi strati dell’atmosfera puo’ produrre un certo numero di cammini separati di propagazione dal trasmettitore al ricevitore) • Propagazione attraverso dotti
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Cammini multipli
5/7/2018
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I diversi strati dell’atmosfera possono determinare un certo numero di cammini separati nella propagazione del segnale fra trasmettitore e ricevitore. Tali fenomeni sono molto veloci ed intensi, e pertanto a differenza della pioggia, determinano dei deterioramenti sulla qualita’ della tratta radio ma raramente fenomeni di fuori servizio. Fenomeni di cammino multiplo sono piu’ frequenti al tramonto, all’alba e durante la notte quando, a causa della forte umidita’ si formano stratificazioni atmosferiche piu’ intense. Durante il giorno invece, l’effetto riscaldante del sole, determina un rimescolamento delle particelle che costituiscono l’atmosfera. La probabilita’ di avere fuori servizio della tratta a causa di fenomeni legati ai cammini multipli e’ data dalla formula:
P = 10
- (FM/10) x Po
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Cammini multipli
5/7/2018
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Ove P e’ la probabilita’ di fuori servizio, FM e’ il margine di Fading e Po e’ un coefficiente dipendente alle condizioni geografiche della tratta (ovviamente Po sara’ tanto maggiore quanto piu’ ci si avvicina a localita’ caratterizzate da forte umidita’ – localita’ marine con clima caldo). Un accorgimento per ridurre gli effetti di tale fenomeno puo’ essere quello di posizionare le due parabole del collegamento ad altezze diverse, dato che i diversi strati atmosferici sono sempre piatti.
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Criteri di visibilita’
5/7/2018
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I collegamenti radio punto-punto sono solitamente progettati sotto la condizione che sia garantita la VISIBILITA’ ottica fra i due punti terminali. In un collegamento radio, per definire criteri di visibilita’, devono essere tenuti in considerazione due diversi fattori:
• Variabilita’ nelle condizioni atmosferiche che determinano differenti raggi di curvatura terrestre (fattore che acquista un peso maggiore a frequenze basse quando le distanze dei collegamenti in gioco sono molto elevate) • Effetti di ostruzioni parziali lungo il cammino del collegamento (definizione di altezza minima dal terreno dei siti da collegare per garantirne la visibilita’ ottica). Tale effetto e’ quello predominante nella valutazione di fattibilita’del collegamento radio per VO, dato che le frequenze utilizzabili vanno per il momento dai 7 ai 38 GHz. Il progettista, in fase di ingegnerizzazione della tratta, dovra’ quindi valutare attentamente la visibilita’ ottica fra i due siti in esame, al fine di stabilire eventuali attenuazioni del segnale ricevuto dovute ad ostacoli presenti lungo l’intero percorso.
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Elissoide di Fresnel
5/7/2018
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L’elissoide di Fresnel fornisce una stima del volume di spazio coinvolto nei fenomeni di propagazione dal sito di trasmissione a quello di ricezione del segnale. Tutti i punti di un elissoide di Fresnel soddisfano alla seguente equazione:
TxP + PRx = TxRx + λ /2 Tx
Rx
Un’onda radio dal Tx all’Rx, attraverso il cammino Tx-P-Rx arriva al ricevitore sfasata di 180 gradi rispetto al cammino diretto da Tx ad Rx. Vale la:
300 L1 L2 R = SQR ( ------- --------- ) F L
F [GHz] L [Km]
P
L1
L2
Circa la meta’ dell’energia del segnale in ricezione viaggia pertanto attraverso l’elissoide di Fresnel. Pertanto qualsiasi ostruzione all’interno dell’elissoide di Fresnel certo impatto sulla potenza delantenne segnale puo’ ricevuto. Si comprende pertanto che se l’elissoide e’ completamente liberoha daunostacoli, la propagazione fra le essere assimilata a quella dello spazio libero, se invece l’elissoide viene intercettato da un ostacolo, si ha una perdita non trascurabile di energia, assimilabile ad un incremento di attenuazione di tratta.
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Propagazione attraverso la pioggia Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
Con le frequenze in gioco per la realizzazione di mini-link da parte di VO e’ necessario prendere in considerazione i principali fenomeni collegati alla propagazione radio in presenza di pioggia:
• SCATTERING (dispersione): una parte dell’energia elettromagnetica e’ dispersa dalle gocce di pioggia in ogni direzione. • ABSORPTION (assorbimento): una parte dell’energia elettromagnetica e’ trasferita attraverso le gocce di pioggia alle molecole d’acqua. • DE-POLARIZATION (depolarizzazione): il piano di polarizzazione (ad es. Verticale) del segnale radio incidente, viene ruotato producendo in tal modo una componente cross-polare (ad es. Orizzontale) nel segnale che giunge al ricevitore. Questi fenomeni risultano sensibili a: FREQUENZA DEL SEGNALE POLARIZZAZIONE DEL SEGNALE INTENSITA’ DELLA PIOGGIA
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5/7/2018
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Attenuazione da pioggia
Un’onda radio che viaggia attraverso delle gocce di pioggia e’ soggetta a Scattering e a fenomeni di assorbimento. In tale processo, viene persa parte dell’energia del segnale diretta verso il ricevitore. L’attenuazione del segnale per pioggia:
• si misura in dB/Km (ad es. utilizzando frequenza di 23 GHz si ha un’attenuazione di circa 10 dB/Km) • si incrementa con la frequenza anche se si puo’ considerare uniforme all’interno di un canale di una banda radio si incrementa con l’intensita’ della pioggia • e’ piu’ evidente con l’utilizzo di polarizzazione orizzontale del segnale trasmesso anziche’ con quella verticale • produce dei fenomeni di attenuazione del segnale che di solito si prolungano per alcuni minuti.
Si definisce FUORI SERVIZIO PER PIOGGIA la percentuale di tempo in cui l’attenuazione del segnale e’ maggiore del Margine di Attenuazione FM.
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5/7/2018
Effetti della de-polarizzazione Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
Nei collegamenti radio che utilizzano dei piani interferenziali co-canale (ovvero due canali radio cross-polari alla medesima frequenza), il rapporto C/I viene garantito dall’isolamento fra le polarizzazioni Verticale ed Orizzontale. In assenza di pioggia, un buon valore del parametro XPD (cross pole discrimination) ogni antenna a doppia polarizzazione si aggira intorno a valori compresi caratteristico fra 30 e 40 dBdi(trasmettendo in una delle due polarizzazioni, il segnale ricevuto con l’altra polarizzazione e’ pressocche’ nullo). La de-polarizzazione per pioggia riduce il rapporto C/I al ricevitore: un modello statistico e’ proposto dalla normativa internazionale ITU-R 530. Un incremento di potenza trasmessa, mentre riduce il valore dell’indisponibilita’ dovuto all’attenuazione da pioggia, non e’ di alcun aiuto per il fenomeno della depolarizzazione.
Alle nostre latitudini i valori caratteristici di piovosita’,espressi in Rain Rate (mm/h) fraindisponibilita’ 42 e 60 ed delle e’ relativamente a tali valori che vengono calcolativariano i valori di tratte.
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Frequenze ed interferenze 5/7/2018
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Il ministero delle Comunicazioni concede in uso a VO, previa autorizzazione puntuale, alcune canalizzazioni delle gamme di frequenza a 7, 11, 13, 18, 23 e 38 GHz. Tutte le canalizzazioni suddette sono attualmente utilizzate in modo continuo, ovvero il passo di canalizzazione tra due portanti copolari e’:
• n x 7 MHz
• n x 14 MHz • n x 28 MHz • n x 55 MHz
con n intero pari “ “ “
per sistemi 4xE1, 8xE1 HD per sistemi 8xE1, 16xE1 HD per sistemi 16xE1, 32xE1 HD per sistemi STM-1 e STM-2
Ogni canale utilizzato e’ suddiviso in due semigamme di frequenza (alta e bassa), una per la trasmissione ed una per la ricezione, separate da una banda di guardia centrale. Vengono definiti siti di tipo A quelli che trasmettono (ricevono) le frequenze della semigamma alta (bassa) e siti di tipo B quelli che trasmettono (ricevono) le frequenze della semigamma bassa (alta). Nell’ambito della stessa gamma un sito deve sempre essere dello stesso tipo A o B per tutte le tratte che vi afferiscono.
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5/7/2018
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Interferenze Un qualsiasi segnale estraneo al segnale modulato che si presenta assieme a questo sul demodulatore comporta per il demodulatore una incertezza nel ricostruire correttamente il simbolo trasmesso. Tali segnali estranei sono ricevuti a radio frequenza e vengono raccolti dalla parabola assieme al segnale principale. Le interferenze pertanto provocano una degradazione delle prestazioni peggiorando il rapporto Segnale-Rumore. Dal punto di vista della propagazione radio, le interferenze possono essere cosi’ classificate:
CORRELATE INCORRELATE
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Interferenze 5/7/2018
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CORRELATE Quando il segnale interferente e’ soggetto alle stesse condizioni di propagazione del segnale utile. In pratica si verifica quando il segnale interferente segue lo stesso percorso del segnale interferito. In questo caso il segnale utile e quello interferente subiscono le stesse variazioni, mantenendo costante il rapporto segnale/interferente. Questa condizione e’ chiamata anche “interferenza di lungo periodo”, perche’ affligge il segnale utile anche in aria chiara. D Segnale utile C-D Segnale interferente A-B
B
A
C
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Interferenze 5/7/2018
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INCORRELATE Quando il segnale interferente e l’interferito sono soggetti a differenti condizioni di propagazione (caso peggiore: interferente a livello nominale, interferito a livello di soglia). In pratica si ha quando il segnale interferente arriva da una direzione diversa rispetto a quello utile. Percio’ nel caso peggiore, il segnale utile puo’ subire effetti dovuti al Fading, mentre quello interferente non li subisce. Questa condizione e’ detta anche “interferenza di breve periodo”, perche’ affligge il segnale utile soltanto durante i periodi di Fading. B
C Segnale utile C-D Segnale interferente A-B
A D
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Interferenze
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5/7/2018
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Oltre a quanto analizzato in precedenza, ai fini dell’effetto dell’interferenza, ha grande importanza la distanza in frequenza di questa rispetto al canale radio interferito. In tale ottica le interferenze vengono classificate in isocanale o da canale adiacente . L’interferenza isocanale e’ la conseguenza dei reimpieghi di frequenza, resi necessari da ragioni di economia di bande a Radio Frequenza. Sono frequenti infatti le applicazioni in cui due portanti vengono trasmesse sullo stesso canale radio e discriminate solo per disaccoppiamento di polarizzazione. L’interferenza da canale adiacente e’ dovuta invece all’utilizzo di piu’ canali facenti parte della stessa gamma, nello stesso centro radio. Pur possedendo l’interferente frequenza diversa (ma prossima) alla portante interferita, ne va ad invadere la banda con parte del suo spettro: anche in tal caso lo spettro da demodulare viene disturbato da quello interferente, aumentando la probabilita’ di errori sul segnale ricostruito.
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Sistemi di protezione
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5/7/2018
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Per migliorare le performance di una tratta radio possono essere utilizzati diversi meccanisi di protezione: 1) Diversita’ di spazio 2) Diversita’ di frequenza 3) Configurazione 1+1 (hot stand-by)
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Diversita di spazio 5/7/2018
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La stessa informazione e’ trasmessa su due diversi path RX1
TX S
RX2
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Diversita di frequenza 5/7/2018
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La stessa informazione e’ trasmessa su due frequenze distinte TX1
F1
RX1
TX2
F2
RX2
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Configurazione hot stand by 5/7/2018
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Questa configurazione non incrementa le prestazioni del collegamento, ma riduce il fuori servizio da guasto TX1
RX1
TX2
RX2
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5/7/2018
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Progetto PMP
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Motivazioni 5/7/2018
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Il traffico UMTS e’ il principale driver per lo sviluppo della rete PMP Il traffico UMTS e’ un traffico a pacchetto
Necessari meccanismi flessibili per la gestione della banda
I collegamenti 2Mbps (LL o PR) non scalano in maniera efficiente Il sistema PMP permette una maggiore flessibilita’ Per collegare nuovi siti Per aumenti di capacita’
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5/7/2018
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Licenze e norme
Banda di frequenza: 26 GHz
Assegnazione licenze su base regionale (Agosto 2002). In zona 2: Emilia Romagna Veneto
Obbligo di copertura del 30% dei capoluoghi di provincia con almeno una stazione PMP nell’arco dei 2 anni (estendibili a 4 anni) Emilia Romagna Veneto
⇒ ⇒
3 capoluoghi 2 capoluoghi
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5/7/2018
Rete di accesso PMP Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
Il PMP e’ un sistema in grado di offrire un accesso radio a larga banda tra un numero di stazioni remote (TS) ed un nodo della rete (MS) tramite la condivisione di un canale radio a divisione di tempo (TDMA)
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5/7/2018
Rete di accesso PMP Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
Sistema PMP NOKIA AB9400 (produttore HUGHES) 4 settori - spaziatura 90° 4 canali da 14 MHz (banda dei 26 GHz) Modulazione di tipo adattativo (multimodo): QPSK / 16-QAM La capacita’ in aria varia da: 15 Mbps
⇒
30 Mbps
⇒
tutti terminali con mod. QPSK
tutti terminali con mod. 16-QAM 25 Mbps medi per settore per portante radio
Max. 2 portanti per settore Max. capacita’ per MS 4 settori * 2 portanti ⇒ 200 Mbps
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Riuso frequenziale 5/7/2018
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Layer 2
Layer 1
Layer 1 e 2
F2
F1
F4
F3
F2, F4
F1, F3
F1
F2
F3
F4
F1, F3
F2, F4
F2 F1
F1 F2
F1 F2
F2 F1
F2 F1
F1 F2
F1
F2
F2
F1
F1
F2
F2
F1
F1
F2
F2
F1
F2
F1
F1
F2
F2
F1
F1
F2
F2
F1
F1
F2
Schema di riuso di frequenza (Layer 1)
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Copertura settore 5/7/2018
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V 4.2 km H 3.5 km V 3.5 km H 2.9 km
V 3.0 km H 2.5 km
V 2.4 km H 2.0 km
(60 mm/hr) 16QAM 30 cm
16QAM 60 cm
4QAM 30 cm
4QAM 60 cm
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Sito Terminal Station 5/7/2018
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Indoor Unit (IDU) 4xE1 GSM 4/8xE1 UMTS
Outdoor Unit (ODU) protezione 1+0 Ptx = 18 dBm
Sito Master Station: ODU
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5/7/2018
3dB loss
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Pole
Mounting Brackets
Antenna-1
Mounting Coupler Brackets
Pole O D U B
Antenna-1 60 cm 30 cm
62 cm Antenna-2
ODU-B
ODU-1
Antenna-2
Antenna-1
60 cm
O D U 2
ODU-1
Antenna-2
Antenna-1
60 cm 60 cm
30 cm
Pole
Pole
Antenna-2
60 cm
Outdoor configuration for 1 carrier (1+1 hsby)
Outdoor configuration for 2 carriers (2+1 hsby)
Outdoor Unit (ODU) 1 portante 2 portanti
protezione 1+1 ⇒ protezione 2+1 ⇒
Ptx = 18 dBm
Sito Master Station: IDU
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5/7/2018
Indoor Unit (IDU) MST (Hughes) Switch ATM (Lucent)
Le unita’ MST sono collegate, con interfacce a 45Mb/s (DS3), allo switch ATM (PSX) colocato che concentra il traffico e lo rende disponibile in uscita su interfacce STM-1
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MST-1 (Working)
MST-1 (Backup)
DS3 STM-1
PSX (ATM switch) MST-4 (Working)
MST-4 (Backup) Master Station
E1 CES per GSM
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E1 IMA per UMTS
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Architettura PMP: accesso e trasporto
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5/7/2018
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MTN core STM-1
CM X
NxE1
BSC
NxE1
PS X
RN C
CM X
CM X
PSX
NxE1
PSX
BS C
BSC
Metro SDH ring
PS X
PS X
DS3
DS 3
MSTs
BT S
DS3
MSTs
TS
PS X
MSTs
PS X DS3
PSX DS 3
MSTs
MSTs
PS X DS3
MSTs
PSX DS3
MSTs
PS X DS3
MSTs
PSX DS 3
MSTs
PVCs C ircuit Emulation Service (GSM) NB
PVCs UMTS
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Anelli metropolitani
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Anello SDH Sito PMP
2 Soluzioni Anello in Fibra Ottica
BSC/MSC
=> n. MS PMP ≥ 3 Anello in Ponte Radio SDH => n. MS PMP < 3 Area urbana Sito GSM/UMTS
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Anelli metropolitani
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Anelli metropolitani in Fibra Ottica Su ciascun sito MS sara’ installato un apparato SDH (ADM) e l’anello si chiudera’ in sede MSC sugli MRT esistenti della rete OTN Si realizzeranno anelli a 2.5 Gb/s (es.: Padova) o 10 Gb/s (es.:Bologna) Sull’infrastruttura SDH verranno trasportati a livello VC-4 I flussi provenienti da ciascun sito MS L’anello avra’ una protezione MS-Spring con tempi di ripristino < 50 ms
Anelli metropolitani in Ponte Radio Anello con protezione SDH Si trasporta un flusso STM-1 per ciascuna MS Tempi di ripristino veloci (< 50 ms)
Anello con concentrazione ATM e protezione PNNI La concentrazione ATM consente una riduzione del numero di canali radio da trasportare a parita’ di MS (un solo anello SDH puo’ gestire 3 MSs) Tempi di ripristino piu’ lenti (alcuni secondi)
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Rollout
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Citta’ progettate: Bologna Parma Verona Padova Modena
⇒
⇒
4 Master Station 2 Master Station 3 Master Station 3 Master Station 2 Master Station
Rimini
⇒
1 Master Station
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⇒ ⇒ ⇒
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Architettura di rete: citta’ sede MSC
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TS
TS
TS
MS BTS site BTS NB
MSC sites
ADM TS Hub site
TS
MS
BSC
ADM
Metro
ADM
Ring
TS
PSX
CMX MTN core
ADM
ADM CMX
MS
TS
MS
TS TS
RNC
TS
TS TS
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Il trasporto nella rete core
Evoluzione del trasporto rete core http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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All’inizio della creazione della rete, venivano utilizzate LINEE AFFITTATE (Telecom) 2 Mbit PDH, sia per la connessione BTS (ACCESSO), sia per le connessioni tra le centrali MSC (RETE CORE). SOLUZIONE CON BASSA FLESSIBILITA’ ED ALTI COSTI, MA FACILITA’ DI ACQUISIZIONE. Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
Con l’aumentare del traffico e degli elementi di rete, si e’ reso conveniente l’acquisto di linee SDH (155 Mbit), sempre in affitto annuale. Per configurare i circuiti a 2 Mbit sulle interfacce, sono necessari apparati di cross-connessione (DXC, apparati Marconi MSH41, MSH80). SOLUZIONE PIU’ FLESSIBILE E SCALARE, PIU’ ECONOMICA, MA NECESSITA DI GESTIONE PER LA CONFIGURAZIONE DEI CIRCUITI. Negli ultimi anni, con la crescita del traffico e l’avvento di nuove tecnologie (GPRS, UMTS), e’ aumentato il bisogno di BANDA, quindi Vodafone ha iniziato l’acquisizione di dorsali in fibra ottica. SOLUZIONE CON GRANDE FLESSIBILITA’ E MINORECOSTO, NECESSITA DI NUOVI IMPIANTI DI TRASMISSIONE GESTIONE.
Tipologie di trasporto http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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5/7/2018
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La rete Vodafone utilizza varie tecnologie per il trasporto. Rete in fibra DWDM Rete SDH Connessioni 2Mbit PDH Reti a pacchetto FR ATM MPLS Reti IP Connessioni Ponti radio PDH SDH Rete Punto Multi Punto
Trasporto Fibra http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
Rete Nazionale
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FIBRA DWDM 5/7/2018
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Anelli SDH a 2,5 o 10 Gbit/s: • 2,5 Gbit/s -> 16 STM-1 • 10 Gbit/s -> 64 STM-1 80 canali Doppio punto di collegamento tra anelli
Trasporto SDH http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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Sopra la rete ottica viene trasportata
DXC 5/7/2018
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Una rete SDH STM 1 a 155 Mbps
SRT/MRT
Rete Ottica
DLT
Fibra
Architettura di accesso http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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PR PDH
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Rete SDH Ponti Radio Anello Metropol
PDH
Rete SDH
PR PMP
BSC
Rete FibraOTN
Architettura di Back Bone http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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5/7/2018
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Rete SDH
MSC BSC
Rete FibraOTN
MGW
MSC
Nodo ATM
RNC
3G SGSN
Nodo ATM
Architettura di Trasporto GPRS http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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5/7/2018
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Rete SDH
MSC
Rete FibraOTN
Parte a Pacchetto
Rete FR
Parte Fonia Nodo FR/ATM
SGSN
BSC
Riassumendo Backbone http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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5/7/2018
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Utilizzatore ATM/FR/IP E1
PuntoPunto 2 Mbps
SDH / STM1
PuntoPunto 155 Mbps
DWDM
Anelli 2,5/10 Gbps
Fibra
Fibra
Riassumendo Accesso http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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5/7/2018
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Utilizzatore ATM/FR/IP E1 SDH / STM1
PuntoPunto 2 Mbps PuntoPunto 155 Mbps
Ponti radio Punto Multi Punto
Architettura di rete Pacchetto http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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5/7/2018
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Milano
Bologna
Napoli
Roma
Architettura Vodafone per il GPRS http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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Bologna Sede 1 DNS
5/7/2018
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WAP
SGSN GGSN
BSC & PCU
IPCN
Internet
AMX
BTS
Mtn BTS
Sistema
BSC & PCU
GPRS OpNet
Backbone GGSN
SGSN
DNS
Gestione SCP Prep.
Milano Corporate
Bologna Sede 2
Connettivita’ BSC/SGSN http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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BSC
SGSN
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Core
RETE MTN
PVC Frame Relay
BTS (RA 1) BTS (RA 1)
BSC BTS (RA 1)
PCU 1
BTS
PCU 2
CMX
SGSN
E1
(RA 2)
E1 W S G
BTS (RA 2)
E1
Core PAPU
E1 E1
Rete MTN (Multimedia transport network) http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
A seconda delle interfacce
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A seconda delle interfacce trasporta ATM o FR Usata: GPRS (Gb FR) UMTS (Iu ATM) Ram Ext
BzCmx01
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Ud Amx01 Pn Amx01
VrCmx01
Go Amx01
TsCmx01
PdCmx01 PdCmx02 VeCmx01
PrCmx01
Sedi MSC : CMX BoCmx 1/2/3
Sedi BSC : AMX
Situazione attuale http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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5/7/2018
Attualmente in Vodafone It sono presenti le seguenti reti a pacchetto: Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
IPCN Commercial Network) dedicata a servizi utenti (IP quali navigazione WEB, WAP, CDA, MAM etc OPNet (Omnitel Packet Network) utilizzata per traffico di gestione/configurazione di apparati quali SCP,
SMS, MAM server, SGSN, GGSN etc OmniNet dedicata al traffico Lan office di IT
Queste reti stanno verso(Vodafone una unica infrastruttura di reteconvergendo comune : VIPNet IP Network)
http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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5/7/2018
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
Architettura rete GSM
Architettura di rete http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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Milano
5/7/2018
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Quattro Zone collegate da un backbone con vertici Milano/Bologna/Roma/Napoli
Bologna
Roma
Napoli
Architettura di rete Backbone http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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HTS
Lucent 5/7/2018
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
Milano
5ESS Bologna
Napoli
Roma
Architettura di zona http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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MSC
5/7/2018
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
Milano
HTS3 MSC HTS2 HTS1
Altre Zone
Architettura di rete: ridondanza e Affidabilita’ http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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HLR
Ridondanza delle connessioni
5/7/2018
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Ridondanza
Ridondanza del backbone 3 layer distinti
apparati
Percorsi distinti
SMSC 1 SMSC 2 SMSC 3 SMSC 4
SCP
SCP
Ridondanza Mated Pair
Architettura Release 4:MSS/MGW http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
MSC
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Gestione mobilita e trasporto 5/7/2018
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MSS
Mobile Switching Server Gestione mobilita’
MGW
MSS / MGW
Multimedia Gateway Gestione trasporto • E1/STM1 • PCM/ATM/IP
Maggior: * Flessibilita’
* Scalabilita’
* Affidabilita’
Maggior flessibilita’ nel seguire le evoluzioni tecnologiche Ci prepariamo per la convergenza voce / dati
Architettura MSS-MGW http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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MSS
MSS
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Mobilita’
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
RNC MGW
MGW
Trasporto BSC MGW
BSC
MGW
TDM connection IP connection ATM connection
Accesso
Evoluzione della core network http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
MSS
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MSS
5/7/2018
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GSM
MGW
IP Voce / Dati / Video
IP
ATM / IP
ATM / IP MGW
UMTS
PSTN
Esempio di architettura MSS-MGW http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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BzMGW01
5/7/2018
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TsMGW01 VrMGW01 VeMGW01 VrMSS01 VeMSS01
HTS Bologna
TDM ATM IP
http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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5/7/2018
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RETE OTN
(Optical Transport Network)
Principi di progetto rete OTN Layer ottico DWDM capace di supportare sia segnali a 2.5
http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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5/7/2018
Gbit/s che segnali a 10 Gbit/s. L ingegnerizzazione delle tratte e’ fatta sin dall’inizio per supportare fino a 80 canali @ 10 Gbit/s per evitare ulteriori successive Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
riconfigurazioni. Layer SDH STM-N basato su anelli @ 2.5 Gbit/s e/o 10 Gbit/s usando il meccanismo di protezione condivisa MSSPRing che consente un utilizzo efficiente della capacita’ dell’anello insieme ad un’alta velocita’ di ripristino del traffico (< 50 milliseconds) in caso di rottura della fibra. Deployment di transponders @ 2.5 Gbit/s che permettono il supporto diretto di switch/routers IP/ATM sul layer DWDM.
Livello ottico: rete nazionale BZ
http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissioneBG -a c c e sso-e -c ore
NO
BS MI
VR TS
11300 km sviluppo
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VE
2500 km FW 8800 km TI
PD
TO
PV
5/7/2018
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
PR
BO
GE FI AN PI
26 città sede di MSC 49 città sede di BSC PE
~ 90 siti OPI (MSC/BSC)
RM
BA
NA
~ 100 siti intermedi ~ 50 tratte DWDM
SA
Nola SEDE MSC
~ 30 anelli SDH
SEDE BSC NODO TRASMISSIVO
CZ
SEDE BSC NON COPERTA
PA
CT
Mappatura anelli SDH su fibra BZ
TN http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
NO VC
MI
BL 109/132
VR PD
TO 5/7/2018
VE
PV
Ogni anello impegna un canale sulle fibre interessate
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
AL
GE
SP
Ogni anello a 2.5 Gbit/s può trasportare fino a 8 VC4 protetti Ogni anello a 10 Gbit/s può trasportare fino a 32 VC4 protetti
BA
NA TA
Nola SEDE MSC SEDE BSC
CZ
PA ME EN CT
Livello ottico: esempio di tratta I
I P O
http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
I R
I
P I I O T A T I A A
A I R B
I
O L L E T I L I
I P O
110/132
5/7/2018
Dist. (km)
O I N T O R N E R L E A L A S - S 6 A 0 5 0 L S
O N A N G I C I
O R G E N O G A
A L L I V O R T S A
I T A Z N E S O
P O A Z N E S O
I T A Z N E S O
S B 5 0 S
L C 5 0 S
C D 5 0 S
C E 5 0 S
C F 5 0 M
C E 5 0 S
A I T I P L T N T I A T O I N N E Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core slide pdf.c om T E L E O C A A A L L A A N I A O N N I I N V Z A R I I E V A G S S S O V S S G S E S O M O B E B O E E A I B I V I M L - V - M - - M - R - R - - V I J K L M L H I U 5 5 5 5 5 5 5 5 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S S M S S S S S S
M I D A T Ù I A L T G A T A F A . E
A I R E H G A
I T O M R E L A
P - O 5 0 S
B R 5 0 S
P A 4 0 S
S P 5 0 S
C - Q 5 0 S
O M R E L A P 5 0 L
20 57 77 79 63 15 15 66 30 15 15 36 68 20 15 15 66 40 65 66 32 20 311
126
154
304
895
Amplificatore ottico Amplificatore ottico con estrazione di canale Mux/Demux ottico (con conversione O/E/O)
La coppia di Mux/Demux ottici permette di implementare su una fibra più canali ottici (‘fibre virtuali’)
Livello SDH: anelli backbone http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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DXC 5/7/2018
Anelli interconnessi
E1
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•Dedicati al traffico
STM1 Mux SDH (ADM)
interregionale
•Doppia via per ogni sito
BO2 MI3
•2 Anelli a 2.5 Gbps per layer
NA2 RM 3
•Doppio punto di interconnessione per il traffico di transito (MINA)
Livello SDH: anelli regionali http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
TO1
TO2
112/132
Doppio anello 5/7/2018
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
AL
•Dedicati al traffico regionale
VC AT
GE
SP
NO
MI1
PC MI3
PV
MI4
•Doppia via per ogni sito •Due apparati per ogni sito MSC •Anelli dedicati per layer • ~20 Anelli a 2.5 Gbps o a 10 Gbps
Esempio di circuito su OTN MSC
http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
STM-1
HTS
113/132
E1 5/7/2018
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
DXC
DXC
STM-4
STM-4
SRT
SRT
10G ring 10G / 2.5G signals
10G / 2.5G signals
DLT
ILA span
ILA span
DLT
ILA span
span
link
Architettura della rete OTN BSC, MSC http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
E1
RNC, 3G-MSC, 3G-SGSN
Servers 114/132
E1 IMA 5/7/2018
STM-1
GbE. 10 GbE
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
DXC
ATM/FR
IP/MPLS OTN Evolution path
STM-1, STM-4
STM-16, STM-64
2.5G, 10G SRT
OXC
STM-16, STM-64
OTN RFQ equipment
NMS DWDM Term
DWDM Term
MSC site
Optical fiber (1 pair)
Optical fiber (1 pair)
To other MSC site Up to: • 80 lambda @ 10 Gbit/s
Principali apparati della rete OTN I principali apparati della rete OTN sono: DWDM Line Systems (DLS)
http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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5/7/2018
DWDM Line Terminal (DLT)
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
In-Line Amplifier (ILA) Channel Add-Drop (CAD) 2.5G or 10G SDH Ring Terminal (SRT) 2.5G Single SDH Ring Terminal (S-SRT 2.5G) 10G Single SDH Ring Terminal (S-SRT 10G) 2.5G or 10G Multi SDH Ring Terminal (M-SRT) Optical Cross-Connect (OXC) (futura evoluzione) Network Management System (NMS)
Anelli SDH su link DWDM BS MI http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
Logical rings
116/132
PD
5/7/2018
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
GE
Physical links BO DWDM Line System (DLS) SDH Ring Terminal (SRT) PI Client NE (DXC, FR/ATM) VC-4 path (STM-1)
RM
Esempio di rete ad anelli SDH Anelli a 2,5 o 10 Gbit/s: • 2,5 Gbit/s -> 16 STM-1 • 10 Gbit/s -> 64 STM-1
BZ UD PN TN CO http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore NO
BG MI
VC
TO
PC
BS
GO
VI TV
TS
VR PD
VE
117/132
CR
RO
PV AT
5/7/2018
AL
RE GE
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
FE BO
PR MO
MS
SV
PS
FO
SP
RN
FI
AN
PI LI
Tecnologia SDH consolidata
AR
Payload trasportabili: • VC-4 = 150 Mbit/s • VC-4-4c = 600 Mbit/s • VC-4-16c = 2,4 Gbit/s
GR
Piombino
Doppio punto di collegamento tra anelli (no single point of failure)
VT
PE RI AQ FR
RM
FG CE
BA Nola
PZ
Pozzuoli SA
MT
TA
BR
Protezione del traffico in meno di 50 ms
LE
CS
VV ME
PA
Punto di collegamento tra anelli EN CT
Esempio di rete magliata con OXC BZ UD TN CO http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
VC
NO
MI
BG
BS
PN
GO
VI TV
TS
VR VE
Collegamenti pt-pt tra nodi OXC intelligenti;
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TO
PC PV
5/7/2018
AT AL
MN MO
PR
SV
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
FE BO
RE GE
VE
PD RO
CR
MS
IM
PS
FO
LU
SP
FI
PI LI
RN
Gli OXC garantiscono il reinstradamento del traffico in caso di fault;
AN
Tecnologia nuova in fase di standardizzazione;
AR Piombino GR VT
PE
Payload trasportabili: • STM-16 = 2,5 Gbit/s • STM-64 = 10 Gbit/s
RI AQ FR
FG CE
RM
BA Nola
PZ
Reintradamento del traffico in meno di 250 ms
Pozzuoli SA
MT
TA
BR
LE
CS
VV
Optical Cross-Connect (OXC)
ME
PA TP EN
CT AG
DWDM Line System (DLS) 10G / 2.5G signals
http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
DLT
ILA
ILA
CAD
DLT
10G / 2.5G signals
119/132
span
5/7/2018
span
span
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
span
link
I componenti di un link ottico DWDM sono: DWDM Line Terminal (DLT) Implementa il multiplexing / demultiplexing di (fino a) 80 canali @ 10G su una coppia di fibre
In-Line optical Amplifier (ILA) Amplificazione ottica dei segnali aggregati
Channels Add-Drop (CAD) Realizza l’add-drop di lunghezze d’onda selezionate amplificando gli altri canali passanti
Esempio di link ottico DWDM Nella figura seguente é raffigurato un’esempio di link ottico terminato completamente ai due estremi e con un CAD nel
http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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terminato completamente ai due estremi e con un CAD nel mezzo che termina una lambda. Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
link
span
SRT
ILA
ILA
DLT
span
CAD span
DLT span
SRT
SRT
DWDM Line Terminal (DLT) MSC Site http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
DLT
DWDM link 121/132
5/7/2018
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
SRT
DLT DWDM link
Transponder Port Units (TPU) @ 10G or 2.5G (present on DLT or not) Line Port Unit (LPU) @ 10Gb/s or 2.5Gb/s (short haul or colored)
Se le porte di linea ottiche dell’SRT sono già “colorate” non c’è bisogno dei Trasponder.
Channel Add-Drop (CAD) DWDM link
BSC site http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
122/132
5/7/2018
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
SRT
CAD
DWDM link
Transponder Port Units (TPU) @ 10G or 2.5G (present on DLT or not) Line Port Unit (LPU) @ 10Gb/s or 2.5Gb/s (short haul or colored)
Architettura di sito con S-SRT Multiple S-SRT nodes somededicated more floortribs. space and power. Inter-ring traffic has to berequires routed using through the ODF http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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DXC
5/7/2018
FR/ATM
IP/MPLS
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
Optical Distribution Frame
10G MS-SPRING
G N I
S R T
S R T
SRT
P R S S M G 5 . 2
10G MS-SPRING
G N I
S R T
S R T
SRT
P R S S M G 5 . 2
Tributary port 2.5G MS-SPRING
2.5G line port
2.5G MS-SPRING
10G line port Inter-ring traffic
Architettura di sito con M-SRT M-SRT supports multiple 2.5G and 10Gnetwork MS-SPRING allowing provisioning and management of Inter-ring traffic. Easy upgrade from easy 2.5 Gbit/s to 10 Gbit/s http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
124/132
DXC
5/7/2018
FR/ATM
IP/MPLS
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
Optical Distribution Frame
G N I
M-SRT #1
10G MS-SPRING
G N I
P R S S M G 5 . 2
M-SRT #2
10G MS-SPRING
P R S S M G 5 . 2
Tributary port 2.5G MS-SPRING
2.5G MS-SPRING
2.5G line port 10G line port Inter-ring traffic
Esempio di layout anelli MI
MI
NO
NO
3 1 http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
MI NO
1 4
4
TO
3
TO
3
1 4
TO
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2
2
1
1
2 1
Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om PR
PR
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GE
1 2
PI
PR
1
1
BO
2
BO
GE
1 2
FI
PI
BO
GE
1 2
FI
2
PI
FI
4
4 1
1
2
1
3
4 1
3
RM
RM
MI1
3
RM
MI3
TO1
TO2
GE RM 1
BO1
RM 3
BO2
RE MI1 MI4
Apparati ottici su sito MSC Da questo ODF vengono spillate le fibre affittate da T.I. T.I.
Canalina (in doppia via) sotto pavimento tecnico per le bretelle dai cavi di T.I.
Cavi T.I. http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
MSH80
EXP
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Canalina (in doppia via) sotto pavimento tecnico per le bretelle dai cavi di Fastweb.
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MSH51c MSH41c ODF CA Housing
T R S
1 # 3 T # T L L 4 D 2 D T # T # L L D D
~8m
Da questo ODF vengono spillate le fibre affittate da FastWeb.
Cavi FastWeb
m e h c y a R F D O
UMTS equipments
Mattonella 60x30 cm
ODF (Optical Distribution Frame) L’ODF e’ un armadio (per VF fornito da RAYCHEM), nel quale vengono cablate tutte le interfacce degli apparati ottici.
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Nell’ODF vengono attestate le fibre provenienti Reti Di Tra smissione Ac c e sso e Core - slide pdf.c om
dall’esterno. Le fibre arrivano in appositi cassetti, dove avviene il raccordo. A lato vi sono spazi per raccogliere eventuale abbondanza di fibra, e appositi supporti per arrotolarla (“tamburi”). Le permute ottiche avvengono tramite cavi precablati (“patch”) Tutto viene documentato nei sistemi di gestione.
ODF (Optical Distribution Frame)
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Struttura di fila (BTG) La struttura di fila (per VF fornita da BTG) e’ il telaio
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dove vengono installati gli apparati ottici. 5/7/2018
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Nella struttura di fila vengono rese disponibili le alimentazioni, sotto fusibile, e le canalizzazioni per le fibre ed i cavi. L’utilizzo di questa struttura rende piu’ semplici e scalabili le installazioni e le pose di cavi.
Struttura di fila (BTG) http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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Apparati Ottici http://slide pdf.c om/re a de r/full/reti-di-tra smissione -a c c e sso-e -c ore
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MRT (Marconi MSH2k) DLT (Marconi PLT80)
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