quella grande opera che si chiama banda larga

Giorgio Maria Tosi Beleffi, PhD
NOTE
Silvio Abrate
(Coordinatore PhotonLab - Istituto Superiore Mario Boella – Torino)
(Ministero dello Sviluppo Economico, Dipartimento Comunicazioni - Istituto Superiore C.T.I.)
QUELLA GRANDE OPERA CHE SI CHIAMA BANDA LARGA
(THAT BIG WORK CALLED BANDA LARGA)
S
bstract: in this paper we will describe how
currently available technology is yet ready
for facing the broadband access challenge, providing for solutions that can already be considered
as future-proof. A broadband diffusion covering
the whole National territory can provide a launch
ramp towards a new paradigm for quality of life
and competitiveness, driving the country towards
a new sustainable society. Target of the European
Commission
Introduzione
lentando la diffusione della banda larga.
Banda larga che spesso è stata proposta
come un fine, come un “gadget” del XXI secolo utile e divertente ma non indispensabile; ma
la banda larga è essenzialmente un mezzo, un
imprescindibile fattore abilitante per una serie
di scenari ed applicazioni in grado di aiutarci
nell’evoluzione verso la società del futuro.
Connettere la popolazione a velocità elevate è essenziale per rendere reali, convenienti,
comuni, i paradigmi, ad esempio, di: e-business,e-healt, e-governance, e-learning, telelavoro, turismo.
I famosi servizi a valore aggiunto in grado di
sostenere la produttività di tutto il sistema
paese.
Tuttavia, il panorama va ben oltre poiché,
incastrandosi in concetti di società sostenibile,
ommario: in questo articolo evidenzieremo
come la tecnologia attualmente disponibile
sia già pronta ad affrontare con successo la
sfida della larga banda, fornendo soluzioni che già
oggi si possono considerare future-proof. La diffusione capillare della larga banda sul territorio
Nazionale fornisce una rampa di lancio verso un
nuovo concetto di qualità della vita e di competitività, in grado di avviare il paese verso la nuova
società sostenibile indicata dalla Commissione
Europea.
La questione banda larga è da oramai oltre
un decennio al centro dei pensieri e dei propositi degli stakeholders del settore quali ad
esempio: politici, industriali, fornitori di apparati, fornitori di sistemi, fornitori di servizi.
All’atto pratico, il tutto si è tradotto in ferventi attività di ricerca ed in grandi movimenti industriali, spesso di natura prevalentemente finanziaria, con alcuni grandi punti deboli:
una mancanza di coordinamento ed una conseguente evoluzione a compartimenti stagni.
La mancanza di investimenti di sistema per
il lungo periodo e la conseguente procrastinazione dell’adozione di soluzioni disponibili e
“disruptive” ma non redditizie nel breve termine hanno di fatto dato il colpo di grazia ral-
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inclusione sociale, sicurezza e risparmio energetico, le applicazioni possibili che oggi prendono forma nella nuvola di internet diventano
in grado di rivoluzionare i processi quotidiani
fornendo prospettive future di un tenore
molto ambizioso; si pensi, in quest’ottica, alla
mobilità sostenibile ed al suo impatto dal
punto di vista dell’ecologia e dell’energia.
Tentare di ridurre le emissioni di CO2
aumentando le piste ciclabili, creando zone a
traffico limitato, aumentando il servizio pubblico, può avere un certo impatto, che però
potrebbe essere ben diverso abilitando e diffondendo modelli e processi in cui per lavorare, fare acquisti, ritirare certificati, seguire terapie mediche, etc., non sia più necessario mettersi in movimento ma sia sufficiente essere
seduti di fronte ad una postazione di lavoro
con un collegamento ad alta velocità.
Il programma di alfabetizzazione iniziato ad
esempio negli anni 80 dal governo Coreano,
con la duplice valenza di diffondere la cultura
capillarmente sui ceti meno abbienti e su quelli più svantaggiati, è stato portato avanti in
modo sinergico con la diffusione dei supporti
informatizzati (pc per tutti).
Questo politica concertata di sviluppo ha
fatto si che oggi la diffusione del PC e l’uso di
internet raggiunga parimenti oltre l’80% della
popolazione con punte del 90 ed oltre.
Senza contare le odierne politiche di diffusione di servizi di e-health quali il chirurgo a
distanza, con l’interconnessione dei maggiori
centri ospedalieri sul territorio e la predisposizione di opportune sale multimediali.
Diventa dunque chiaro come la diffusione
della banda larga sia il maggior “driver” tecnologico per la crescita di competitività di un
paese evoluto.
In un paese come il nostro dove, ad esempio, si può contare oltre l’80% del patrimonio
culturale mondiale è da considerarsi palese
l’importanza di uno sviluppo delle tecnologie
ICT su di una infrastruttura a banda larga per
incrementare il turismo e migliorare le possibilità di soggiorno degli stranieri in visita o di
fruizione dei connazionali stessi.
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Diventa fondamentale, oggi, rafforzare ed
espandere il concetto di prospettiva, che sino
ad ora è stato sottovalutato od addirittura tralasciato, e calarlo su di un panorama pluridecennale, come si fa per tutte le grandi opere
infrastrutturali.
Dal punto di vista tecnologico
Le prestazioni delle fibre ottiche singolo
modo in vetro le rendono e le renderanno per
lungo tempo ancora il mezzo fisico utilizzato
praticamente nella totalità delle cosiddette
reti di backbone e nelle Wide Area Networks
più in generale.
La ricerca nel settore è fervente, ed i relativi risultati solitamente costituiscono il fiore
all’occhiello di centri di ricerca universitari o
di grandi produttori.
La comunità scientifica ha tracciato in via
definitiva la strada per le trasmissioni a
100Gb/s per canale, convergendo verso il formato
di
modulazione
denominato
“Polarization Multiplexing Quadrature Phase
Shift Keying” (PM-QPSK) con ricezione
coerente, ampiamente dimostrato dal punto di
vista sperimentale (es. [FLUDGER]); adottando questa tecnica, prestazioni eccellenti sono
state ottenute anche in esperimenti condotti
in Italia ([Gavioli]).
I tecnologi industriali stanno già cominciando a dibattere sul prossimo step di standardizzazione: 400Gb/s oppure 1Tb/s? ([Wienzer]).
Ad onor del vero, occorre dire come i
sistemi a multiplazione di lunghezza d’onda
(DWDM) a 40Gb/s oggi disponibili sul mercato siano ancora ampiamente sottoutilizzati;
possiamo pertanto affermare che dal punto di
vista delle tecnologia si siano raggiunte prestazioni tali da garantire incrementi notevolissimi
della banda possibile per reti backbone per gli
anni a venire, al punto da rischiare di intraprendere una traiettoria puramente tecnologica (technology push) che potrebbe rischiare di
non essere allineata alle priorità presenti e
future.
Per quanto riguarda le reti metro core e di
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accesso puro, i tempi sono ormai maturi per
una diffusione su larga scala del fiber-to-thehome( FTTH) anche in Italia, grazie a tecnologie di reti ottiche passive (PON) punto multi
punto (P2MP) o di reti così dette P2P, puntopunto.
Se da un lato i grandi operatori quali
Telefonica, FT, DT, BT, PT,Telenor, SFR, Eircom,
Soneacom, Verizon, At&T, NTT, KDDI, Korea
Telecom, LG Powercom, China Telecom, MNet hanno adottato un approccio P2MP è
anche vero che la schiera del P2P si allarga con
Free, Lyse Telecom, Reggefiber, Swisscom,
Teliasonera, Openet Singapore fino a comprendere gli Italici Fastweb, Wind e Vodafone,
in joint venture oggi per la diffusione del
broadband sul territorio Nazionale.
Lo sforzo tecnologico fatto negli ultimi 10
anni nel settore delle reti passive ottiche a
livello scientifico, prima, e di adozione reale da
parte degli operatori, dopo, non deve ingannare.
Il primo riferimento scientifico alle reti passive ottiche compare sulla rivista Electronics
Letters nel 1987 (Vol.23 pp 1255-1257) così
come la tecnologia coerente a multiplazione di
lunghezza d’onda (Electronics Letters Vol. 22
1987 pp 1000-1003).
Solo grazie alla maturità dei processi industriali ed i passi da gigante fatti nel comparto
dell’elettronica veloce ha fatto si che il mondo
della ricerca, dell’industria e della standardizzazione riprendesse a correre veloce su di un
triplice binario.
Ecco che accanto alle APON (PON su tecnologia ATM) ed alle BPON (Broadband
APON), il mercato ha subito visto la comparsa degli standard IEEE per GePON (Gigabit
PON con ethernet nativo) e ITU-T 984 per
GPON (Gigabit PON con incapsulamento
GEM).
Al momento lo standard IEEE per il 10
GPON è ormai definito e completo mentre in
via di definizione è la controparte ITU-T
xGPON G.987.
Il grosso sforzo nel settore della ricerca
prototipale si focalizza oggi sulla estensione
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della copertura (dai classici 25 km ai futuribili
ma accessibili 100 km) e sull’incremento del
fattore di splitting (da 64 a 128 fino a 512).
Le tecnologie OCDMA, OFDM, WDM
dense e Coerenti applicate alle PON non
sono più un chimera e l’utilizzo di mezzi di
amplificazione (EDFA, SOA) come reach
extenders in questi contesti sono ormai una
realtà.
Il consolidamento del numero delle centrali, l’abbattimento dei consumi energetici, il
contenimento dei costi di investimento
(CAPEX) e di manutenzione (OPEX) fanno
oggi delle PON un candidato altamente appetibile al più diretto accesso punto-punto in
fibra ottica.
Va però posta una attenzione particolare al
contesto in cui si deve applicare una determinata tecnologia.
Essendo l’Italia il paese dei campanili per
eccellenza è facile cadere nella semplicistica
dicotomia “è meglio PON rispetto a P2P”, così
come si è fatto per i Guelfi e i Ghibellini, i
Montecchi e i Capuleti fino al più prosaico
Totti e Del Piero.
La tecnologia P2P permette indubbiamente
di replicare la rete in rame cui siamo abituati
direttamente nel dominio ottico.
Una coppia di fibre ottiche, almeno una,
collega la casa dell’utente direttamente alla
centrale garantendo un approccio futureproof, scalabile e con una banda virtualmente
infinita.
La sostanziale differenza si trova nel ridimensionamento delle centrali e nel numero di
fibre che devono essere passate soprattutto in
zone densamente abitate dove migliaia di
utenti si troverebbero attestati sulla medesima
centrale.
Non dobbiamo poi perdere di vista le problematiche relative al cablaggio verticale di
palazzo con tutte le implicazioni importanti e
cogenti relative alla condivisione dell’infrastruttura portante da parte degli operatori.
Ad ogni modo, tralasciando al momento
quest’ultimo problema, di per se infrastrutturale, una volta che la larga banda sia portata in
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casa, la distribuzione domestica è poi soggetta
ad una quantità di possibile scelte veramente
disparata ([Tilab]):
• Powerlines e WiFi: buone soluzioni, seppur con gli evidenti limiti imposti dal
mezzo trasmissivo condiviso, per la trasmissione di alcune decine di Mb/s,
peraltro ampiamente oltre alla banda
solitamente disponibile con i collegamenti attualmente più diffusi. WiFi è
forse oggi la soluzione maggiormente
utilizzata per l’home networking;
• Cavo in rame UTP cat. 5: una delle soluzioni migliori ove sia possibile effettuare
del cablaggio, eccellente per comunicazioni sino a 100Mb/s su distanze contenute, meno per velocità superiori;
• Fibre ottiche in vetro (GOF) ed in plastica (POF): le soluzioni più performanti
dove sia possibile effettuare del cablaggio. Alle prestazioni largamente sovradimensionate delle fibre GOF, con una
vasta scelta di dispositivi commerciali, si
affianca la più limitata POF (disponibili
apparati a 100Mb/s, allo studio soluzioni
per 1Gb/s, [POF] [Reporter]) ma che è
caratterizzata da una maggior robustezza e semplicità di utilizzo, che dunque la
rende più adatta in ambiente domestico.
Possiamo dunque a ragion veduta affermare
che la tecnologia oggi commercialmente disponibile è ampiamente sufficiente per permettere un salto epocale verso la larga banda, a
dispetto dei pochi Mbit/s (tipicamente 2) di cui
solitamente disponiamo per i collegamenti
domestici. In paesi tecnologicamente evoluti
quali ad esempio il Giappone, si sta addirittura
affacciando il concetto del fiber-to-the-display
(FTTD), ossia della distribuzione di segnali a
larga banda direttamente a display e monitor
([Koike]), per consentire di comunicare remotamente accompagnando un video in tempo
reale ad altissima definizione ed elevate dimensioni, come risposta alla difficoltosa mobilità
che un paese densamente abitato come il
Giappone appunto presenta.
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Dal punto di vista infrastrutturale
Le infrastrutture, ovvero la disponibilità di
fibra ottica con capillarità, costituiscono oggi il
vero punto debole verso il compimento del
FTTH, indipendentemente dalla scelta tecnologica che si compia.
Portare fibra ottica in ogni casa con le tecniche note ha costi esorbitanti, basti pensare
che oggi una singola fibra viene venduta a
pochi euro al chilometro, mentre il costo di
scavo e ripristino si aggirano, nel migliore dei
casi, sui 20.000€ al chilometro, senza contare i
tempi burocratici ed i disservizi al traffico che
questi lavori possono comportare.
Anche soluzioni economiche e veloci del
tipo microtrincee sono inadatte per il mercato urbano, poiché troppo suscettibili di guasto
ad ogni intervento successivo (es. scavi per
fognature, rifacimento manto stradale, etc.).
Per quanto riguarda le reti di backbone,
ossia le grandi aggregazioni di traffico su lunga
distanza che connettono i nodi principali delle
reti geografiche nelle reti nazionali e importanti centri urbani (o di passaggio) nelle sottoreti regionali, la situazione è generalmente
migliore sia in termini di fibra ottica già installata, sia per quanto riguarda la facilità di nuove
installazioni; tuttavia, centri secondari non
posizionati su dorsali sono tipicamente poco
serviti.
Il Governo, sotto questo punto di vista, grazie alle politiche aperte e condivise dai vari
stakeholders, sta cercando di porre rimedio a
questo salto tecnologico terminando la rilegatura in fibra ottica delle molte centrali che
ancora sono collegate al backbone con tecnologia a banda stretta.
L’attivazione inoltre di protocolli di intesa
con le regioni, l’azione di coinvolgimento degli
operatori grandi e piccoli, unitamente ad una
politica attenta di gestione dei fondi e di sviluppo del wireless di nuova generazione sta
lentamente risanando una situazione di per se
molto complicata.
Sebbene, infatti, l’Italia rientri tra i paesi
inseriti nel global ranking per il FTTH, per la
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cui ammissione è richiesta una penetrazione
superiore al 1%, mentre ad esempio paesi
come la Germania ne sono al di fuori, è
importante notare come questo risultato sia
dovuto principalmente al comportamento
concorrenziale di operatori alternativi come
Fastweb, che hanno adottato la fibra ottica per
i collegamenti utente dal loro ingresso sul
mercato (intorno al 2000); questa tendenza si
è però fermata negli anni, e la situazione delle
installazioni si può dire che sia quasi cristallizzata.
A dispetto delle difficoltà, non si può rimanere ulteriormente fermi, come testimoniano
anche azioni e studi portati avanti in Germania
e Regno Unito ([FTTH1], [FTTH2]), per non
vedere ulteriormente aumentato il distacco
non solo con i paesi nordeuropei (Svezia,
Norvegia ed Olanda su tutti), che sono da
ritenersi scarsamente significativi a causa della
popolazione contenuta, ma anche rispetto a
Giappone e Corea ed agli stessi competitor
quali Francia, Spagna e Portogallo.
Far penetrare capillarmente la fibra ottica
in Italia, sostituendo gradualmente le infrastrutture miste (fibra-rame, fibra-coassiale,
fibre wireless), ha tutta la dignità di una grande opera, sia per le quantità di denaro e di
lavoro necessarie, sia per la portata di livello
Nazionale, sia per le ricadute economiche che
avrà nel breve, medio e lungo periodo, sia per
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la quantità di settori professionali coinvolti.
Uno sforzo di questa portata deve essere
considerato congiuntamente con tutti gli attori coinvolti e coinvolgibili.
Il piano di prospettiva necessario deve viaggiare sia a livello normativo sia a livello economico su due binari intrinsecamente connessi, che includa il settore pubblico sia nazionale
sia locale, i grandi operatori, le grandi società
di servizi.
Così come sta facendo il governo anche
sulla base delle ultime risoluzioni comunitaria
in materia di aiuti di stato.
A facilitare l’operazione potrebbero concorrere operatori tipicamente estranei alle
telecomunicazioni; si citano ad esempio i fornitori di energia elettrica come sta avvenendo
in Svezia.
Essendo isolati elettricamente ed immuni
da problemi di compatibilità elettromagnetica,
le fibre ottiche possono essere agevolmente
installate in prossimità dei cavi elettrici, addirittura contestualmente ai cavi di potenza (letteralmente attorcigliate ad elica da appositi
apparati motorizzati).
La diffusione di cavi sospesi nei centri rurali, ed in quelli urbani dove ancora presenti,
potrebbe essere un’ottima strada per una diffusione capillare delle fibre ottiche minimizzando la necessità di costosi e disagevoli scavi.
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Conclusioni
La banda larga non è un fine, ma è un mezzo
tra i principali per la rivoluzione nella direzione di una società più sostenibile; le sue ricadute sono ad amplissimo spettro rispetto ad una
notevole quantità di aspetti della quotidianità
dei cittadini italiani, dal lavoro alle spese, dalla
salute all’ecologia, dall’intrattenimento ai rapporti con la pubblica amministrazione.
La tecnologia è oggi ampiamente matura
per consentire la diffusione della larga e larghissima banda alla grande maggioranza dei cittadini italiani a prezzi contenuti.
Manca, per fare il passo decisivo, una infrastruttura capillare e solida in grado di sfrutta-
re le potenzialità che la tecnologia già oggi ci
offre.
E’ fondamentale prevedere un piano di diffusione di fibre ottiche su tutto il territorio
nazionale, ma cotanto sforzo richiede concentrazione verso una prospettiva futura ed un
coordinamento economico, organizzativo e
normativo tra governi (centrali e locali), operatori, fornitori di servizi.
La diffusione della banda larga diventerà la
grande opera del prossimo decennio, puntando al massimo che la tecnologia oggi ci offre,
ossia le telecomunicazioni pervasive in grado
di rendere l’utente sempre connesso, ovunque
e tramite qualsiasi dispositivo.
Riferimenti
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[POF]www.ict-pof-plus.eu
[Tilab]“Tecnologie Powerline e fibre ottiche plastiche: l’esempio Smart Inclusion”, A. Bergaglio, M.
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[Reporter]“Is fiber optic the next medium for home networking?”, The Online Reporter, 23 January
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[Koike]“High bandwidth plastic optical fibre for fiber to the display”, Y. Koike, T. Ishigure, Journal of
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[FTTH1]“Germany needs fibre to support new entertainment and home services, says the FTTH
council”, FTTH Council Europe press release, September 2010
[FTTH2]“Is the UK heading to be the last European nation to reach fibre maturity?”, FTTH Council
Europe press release, June 2010
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