Articoli di approfondimento - Banda larga, un giga al secondo per tutti!
Finora solo in paesi come la Svezia, che vanta infrastrutture di telecomunicazione particolarmente avanzate, sono presenti reti a 1 Gb/s. Grazie alla ricerca effettuata dagli scienziati finanziati dall’UE, però, anche in altri paesi sarà più semplice creare reti ad alta velocità. Le applicazioni di dati in continua evoluzione richiedono velocità sempre maggiori con cui poter fornire servizi come la TV a elevatissima risoluzione, video on-demand, giochi di nuova generazione e la possibilità di effettuare diagnosi cliniche e occuparsi degli anziani in remoto. "Servizi come le reti SAN globali e locali, le videoconferenze ad alta definizione e il grid computing richiederanno reti ad alta velocità", spiega Mikhail Popov, coordinatore del progetto ALPHA ('Architectures for flexible photonic home and access'). "Alcune applicazioni, come la diagnostica clinica interattiva online – continua Popov – non tollerano la compressione dei dati ma richiedono velocità pura per poter funzionare correttamente, quindi per un servizio di qualità elevata ogni utente potrebbe assorbire anche più di 1 Gb/s. ALPHA è stato un progetto particolarmente ambizioso che è durato tre anni e tre mesi e si è occupato dei colli di bottiglia nelle reti wireless ad alta velocità — che forniscono la banda larga all’esterno — e nelle reti degli edifici, sia a casa che in ufficio. Gli scienziati impegnati nel progetto hanno cercato di definire nuovi standard e nuovi modelli per le reti che garantissero elevate velocità al minor costo possibile e con il percorso di aggiornamento più logico. Durante il lavoro sono stati condotti vari esperimenti per dimostrare la validità delle proposte del progetto ALPHA nella soddisfazione di requisiti di banda larga in continuo aumento. "Al di là dell’enorme domanda di banda larga – afferma Popov – la soluzione dovrebbe fornire anche la base per la semplificazione dello sviluppo e della manutenzione e dovrebbe garantire senza particolari problemi una scalabilità conveniente e un’elevata qualità del servizi. Il progetto ALPHA è stata un’impresa notevole, a cui hanno partecipato 17 partner e per cui è stato stanziato un budget totale di oltre 16 milioni di euro (dei quali circa i due terzi sono stati erogati dalla Commissione Europea), che ha studiato le possibilità future di accesso e creazione di reti negli edifici, sia a casa che in ufficio, e ha cercato di realizzare un’infrastruttura speciale in grado di sostenere un ambiente eterogeneo ove convergono tecnologie cablate e wireless. Un campo immenso Si tratta di un campo vastissimo: esistono dozzine di tecnologie e sistemi che coprono tutta la larghezza di banda, dalle reti di trasporto alle reti metropolitane, fino alle prese casalinghe. Ogni tecnologia presenta diverse soluzioni tecniche potenzialmente. Si considerino, ad esempio, le reti ottiche passive (AON e PON), che costituiscono il cuore fisico del lavoro svolto nell’ambito del progetto ALPHA. Le reti AON utilizzano la commutazione alimentata elettricamente per gestire la distribuzione del segnale, mentre le reti PON utilizzano splitter ottici. Le reti PON sono efficienti e affidabili, grazie all’infrastruttura in fibra semplice solo passiva, ma la loro portata è inferiore a quella delle reti AON e la localizzazione di eventuali guasti può rivelarsi difficoltosa. Le trasmissioni dei dati possono anche rallentare durante i carichi di picco, poiché la banda larga non è dedicata ai singoli abbonati, ma è divisa tra più abbonati. Le reti AON si basano sulla tecnologia Ethernet, che semplifica l’interoperabilità tra i fornitori. Gli abbonati possono scegliere l’hardware più adatto in base alla velocità di trasmissione dei dati richiesta e hanno a disposizione un’elevata flessibilità nella scelta senza bisogno di dover ristrutturare la rete. La distribuzione delle reti AON, però, può essere molto più costosa rispetto alle reti PON. Esistono, poi, le fibre ottiche, che forniscono la possibilità di scegliere tra fibre ottiche monomodali, multimodali e plastiche, ognuna delle quali presenta determinati svantaggi. Esistono, ancora, router, switch, multiplexer, amplificatori e dozzine di elementi per la gestione della banda larga dalla dorsale fino all’utente finale. Esistono, infine, reti distinte, ognuna con i propri vincoli e le proprie esigenze. La dorsale delle telecomunicazioni si collega alla rete metropolitana (MAN), che a sua volta si divide in reti locali (LAN) che si collegano agli uffici e alle abitazioni. Le reti LAN, quindi, collegano singoli dispositivi collocati negli edifici. In tutte le attività, per giunta, occorre tener conto delle norme e degli standard europei e internazionali, e considerare i vari enti per la standardizzazione delle reti a banda larga, tra cui l’IEEE e l’International Telecommunications Union. Nonostante queste problematiche, il progetto ALPHA ha realizzato i propri obiettivi definendo, integrando e accertando la validità della vasta gamma di tecnologie necessarie per fornire banda larga a elevatissima velocità per reti wireless e ambienti domestici. In questo articolo, però, non è possibile descrivere tutto il lavoro effettuato dal progetto. Il multiplexing Un valido esempio, però, è rappresentato dal lavoro svolto dal team in relazione al multiplexing, la tecnica utilizzata per la trasmissione di svariati flussi di dati su una singola linea. Il multiplexing sarà essenziale in ogni rete futura, poiché utilizza i cavi fisici nella maniera più efficiente possibile. Il multiplexing WDM (Wavelength Division Multiplexing) funziona utilizzando la luce a varie lunghezze d’onda, o colori, per creare flussi separati e ampliare la capacità di ogni linea. Si ritiene che il multiplexing WDM sia la tecnologia del futuro, ma attualmente è ancora troppo costoso. Il multiplexing TDM (Time Division Multiplexing) è conveniente perché sfrutta l’elettronica per dividere i flussi di dati nel tempo, con una singola trasmissione del flusso in un particolare spazio di tempo. Il team del progetto ALPHA, quindi, ha sviluppato un sistema di multiplexing WDM/TDM ibrido, raggiungendo i 10 Gb/s su una rete ottica passiva; questa tecnologia ALPHA supporta reti wireless per la fornitura di connessione a banda larga negli uffici e nelle abitazioni. La soluzione ALPHA supporta anche la tecnologia RoF (Radio-over-Fibre), che gestisce il supporto di banda larga mobile nelle reti cablate. Il sistema multiplexer è un mix tecnologico fondamentale che consentirà un’evoluzione delle reti particolarmente conveniente dal punto di vista economico e che migliora le attuali possibilità spianando la strada alla banda larga di nuova generazione. Questo aspetto, tuttavia, costituisce solo una piccola parte del lavoro svolto nel progetto ALPHA. Il team è stato il primo al mondo a registrare una velocità record di 20 Gb/s in tempo reale con un nuovo modem dotato della tecnologia OOFMD ('Optical orthogonal frequency division multiplexing'), che crea più flussi di dati tramite un tono di modulazione e costituisce un metodo di trasmissione utile e diffuso poiché è in grado di gestire condizioni difficili nei canali, ad esempio fading e interferenze. Il consorzio si è occupato di UPnP QoS ('Universal plug 'n' play quality of service') e GMPLS ('Generalised multi-protocol label switching'), che conferiscono ai servizi ulteriori garanzie di qualità sia nelle reti domestiche che nelle reti wireless. Nell’ambito del progetto, inoltre, è stato sviluppato un modem gigabit a basso costo per reti domestiche che funziona con fibre ottiche plastiche, una tecnologia particolarmente interessante che consente agli utenti di scaricare un film di qualità DVD in appena un minuto! Attualmente queste velocità sono disponibili solo in pochi luoghi al mondo, ma grazie alle nuove architetture e alle nuove soluzioni sviluppate con il progetto ALPHA l’aggiornamento delle reti sarà molto più semplice. Il progetto ha registrato un impatto considerevole: sono state brevettate 9 applicazioni, sono state pubblicate 77 valutazioni accademiche e scientifiche e sono stati effettuati più di 200 convegni; il team, inoltre, ha fornito contributi significativi al lavoro di standardizzazione. Il progetto ALPHA è stato finanziato nell’ambito del Settimo programma quadro dell’Unione Europea per la ricerca sulle tecnologie informatiche e di comunicazione, il tema 'Network of the future'. Link utili: - Progetto "Architectures for flexible photonic home and access" - Record dei dati del progetto ALPHA su CORDIS Articoli correlati: - Accelerazione europea dell'economia dei servizi elettronici - Europa nel giusto MODE per l'internet del futuro - Internet mobile su una piattaforma unica - Il Consiglio Competitività appoggia l'agenda per la ricerca