Applicazione dell’ibrido fibra-FSO per collegamenti ...€¦ · Le reti wireless di tipo mesh (WMN, wireless mesh network) sono idonee per estendere la copertura delle reti Wi Fi

La Comunicazione N.R.&N.

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Applicazione dell’ibrido fibra-FSO per collegamenti bidirezionali passivi su reti d’accesso ad alta velocità Application of the hybrid fiber-FSO systems for passive duplex links in high speed access networks

Sommario: negli ultimi decenni, il rapido aumento della richiesta di banda dovuta sia ai servizi di nuova generazione che alle nuove tecnologie sia all’aumento del traffico dati, ha reso indispensabile l’ammodernamento delle infrastrutture di telecomunicazione. Nello scenario della rete d’accesso, la tecnologia FTTx risponde sia alla necessità di banda ultralarga che a quella di avere una rete scalabile e flessibile, come richiesto per le reti di nuova generazione. In particolar modo, la tecnologia di tipo PON, Passive Optical Network, fornisce una soluzione a basso costo ed efficiente da un punto di vista energetico per operare come unica infrastruttura per diversi tipi di servizi o per differenti operatori attraverso una semplice architettura punto-multipunto (P2MP). Tanti sono gli studi riportati in letteratura sull’analisi della fattibilità e dei vantaggi apportati dal ibrido fibra-radio che unisce il meglio della tecnologia PON con il meglio della tecnologia wireless come WiFi o LTE. In questo lavoro viene analizzata la possibilità di aumentare la copertura della rete in fibra, li dove sia un problema la posa della fibra stessa, attraverso collegamenti in tecnologia free space optics.

Abstract: In the last decade, the rapid increasing of broadband request by residential and business customers due to the new services and technologies on one hand and the growth of Internet traffic on the other hand made the improvement of the telecommunication infrastructure necessary. In the access network scenario, the FTTx technology complies with the need for high scalability and flexibility required in new generation networks. In particular, Passive Optical Networks (PONs) provide a low cost and energy efficient solution to operate as a single infrastructure of different telecommunication services or of different operators through a very simple point-to-multipoint (P2MP) architecture. Many studies have been reported in literature focused on the feasibility and benefits analysis of the hybrid fiber-radio that combines the best of PON technology with the best of wireless technology, such as WiFi or LTE. In this paper we analyze the possibility to increase the coverage of the fiber network through

Silvia Di Bartolo , Vincenzo Attanasio , Stefano Penna Donato Del Buono

Istituto Superiore delle Comunicazioni e delle Tecnologie dell'Informazione (ISCOM)

S. Di Bartolo , V. Attanasio , S. Penna, D. Del Buono

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connections in free space optical technology, where in the fiber deployment is an issue.

Introduzione

Negli ultimi decenni, il rapido aumento della richiesta di

banda da parte sia degli utenti residenziali che business, dovuta tanto ai nuovi servizi e tecnologie quanto all’aumento del traffico dati, ha reso indispensabile l’ammodernamento delle infrastrutture di telecomunicazione.

Nello scenario della rete d’accesso, le tecnologie ottiche sono

ottimi candidati per il rinnovamento delle infrastrutture di rete. Fiber To The x (FTTx), dove la x indica C=Curb, H=Home, B= Building, etc, risponde sia alla necessità di banda ultralarga che alla necessità di avere una rete scalabile e flessibile, come richiesto per le reti di nuova generazione. In particolar modo, la tecnologia di tipo PON, Passive Optical Network, fornisce una soluzione a basso costo ed efficiente da un punto di vista energetico [1] per operare come unica infrastruttura per diversi tipi di servizi o per differenti operatori attraverso una semplice architettura punto-multipunto (P2MP).

Tale architettura mette in contatto la centrale operativa (CO)

con i terminali d’utente attraverso un link passivo in fibra ottica singolo modo. Nella centrale, l’apparato di rete OLT (Optical Line Terminal), connette la rete d’accesso PON alla rete metropolitana; lato utente la conversione elettro-ottica è realizzata dall’Optical Network Unit (ONU). Il link in fibra ottica e un nodo passivo, che costituiscono la rete di distribuzione, trasportano sia il segnale di downstream generato dalla centrale che di upstream generato dalle varie ONU [2]. Il mezzo può essere condiviso attraverso diverse tecniche secondo cui diverse configurazioni di PON sono possibili. Nelle reti tradizionali Time Division Multiplexing PON (TDM PON), gli utenti comunicano con la centrale utilizzando un’unica lunghezza d’onda, fissata a 1490nm per il segnale di downstream e 1310nm per quello di upstream. Le ONU condividono tali lunghezze d’onda con una tecnica a divisione di tempo TDM/TDMA per downlink e uplink rispettivamente.

Le TDM PONs hanno dei costi per utente molto bassi se

comparati con le altre reti di accesso di tipo PON. Il nodo remoto è costituito da un semplice accoppiatore passivo che divide la

Applicazione dell’ibrido fibra-FSO per collegamenti bidirezionali passivi su reti d’accesso ad alta velocità Integrated photonic technologies: devices and applications

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potenza ottica tra le varie ONU introducendo elevate attenuazioni rispetto alla potenza di ingresso al nodo passivo. L’OLT assegna un intervallo temporale a ciascuna ONU per la trasmissione del segnale di upstream [3]. Per aumentare la banda trasmissiva di ogni utente, è possibile usare la tecnica di Wavelength Division Multiplexing (WDM), che permette di inviare contemporaneamente diverse lunghezze d’onda su un’unica fibra singolo modo ed associare ogni lambda ad un singolo utente. Nelle WDM PON il nodo remoto è costituito da un accoppiatore di lunghezze d’onda passivo, come per esempio un AWG (Arrayed Waveguide Grating), che multipla e demultipla le varie lunghezze d’onda verso e da le ONU assegnate.

In questo caso il nodo remoto presenta delle perdite in

potenza molto più basse rispetto ad un semplice accoppiatore passivo. Ogni ONU può trasmettere sfruttando pienamente la banda trasmissiva di uplink e senza interruzioni temporali [4]. Altre possibili progettazioni per le PON si basano su tecniche di multiplazione SCM, Sub-Carrier Multiplexing, su OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing, o CDM, Code Division Multiplexing che hanno un’alta efficienza di banda ma con costi ridotti rispetto alle WDM PON.

Nelle SCM PON [5], ogni ONU ha un sottoportante elettrico

dedicato per comunicare con la OLT e non è necessario alcun tipo di sincronismo. Per evitare interferenze sul segnale di upstream, la lunghezza d’onda usata da ogni ONU è leggermente desintonizzata rispetto alle altre.

Nelle CDM PON [6], ogni ONU è associata ad un codice

specifico e può trasmettere e ricevere in ogni momento sfruttando la stessa architettura di rete che si utilizza nelle TDM PON. Nelle OFDM PON [7], il segnale OFDM supporta alti bit rate, per esempio 100Gbps, a discapito di una maggiore complessità e un maggior costo del dispositivo ricetrasmittente rispetto alle TDM PON.

Un altro approccio di progettazione delle PON importante è

quello dell’integrazione di diversi tipi di PON, come quello TDM/WDM PON, che permette di raggiungere migliori performance in termini di banda per utente [8][9]. Sistemi fibra-coassiale (HFC) sono stati proposti per trasportare altri servizi come la TV via cavo (CATV) su architetture di tipo PON. Questi sistemi permettono di realizzare convergenza dei servizi riducendo i costi di gestione della rete sia di semplificare la rete



coassiale con una riduzione del numero di amplificatori necessari lungo la tratta [10]. Sono stati anche realizzati [26] esperimenti sul trasporto del segnale TV di tipo DVB-T in fibra ottica, dimostrando la flessibilità della rete al trasporto di servizi di natura differente dal traffico internet.

I concetto dei servizi di nuova generazione è ben racchiuso

nel termine “internet delle cose”. In questa visione ubiquita futura, una importante caratteristica della rete d’accesso è la capacità di fornire connettività di tipo wireless. A questo riguardo, i sistemi ibridi fibra aria sono ottimi per unire le peculiarità della tecnologia PON, come l’alta capacità, con il meglio della tecnologia wireless, cioè l’ubiquità, dando vita ad un ottimo candidato per le reti d’accesso di nuova generazione.

L’ibrido fibra-radio In questo scenario dell’ibrido tra fibra e tecnologia d’accesso

radio molte soluzioni sono state studiate e presentate da diversi gruppi di ricerca. L’architettura comunemente riportata si basa su tecnologia PON, con ONUs equipaggiate con interfaccia wireless per operare la conversione ottica-radioelettrica, e viceversa, e combinare le funzioni classiche delle ONU con le funzionalità del front-end wireless.

Il front end wireless può essere incorporato dalla ONU

oppure quest’ultima può essere connessa via cavo ad un access point o ad una base station a seconda della tecnologia wireless utilizzata.

Figura 1. Configurazione

tipica di un sistema wireless ibrido fibra-radio


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Diversi acronimi vengono usati per identificare le reti ibride,

come: HOWAN, Hybrid Optical-Wireless Access Network, ii) WOBAN, Wireless-Optical Access Network, iii) FiWi.

Per tutti questi approcci la rete in fibra è intesa essere una

rete di tipo PON. Le soluzioni wireless esplorate sono di tipo LTE (Long Term Evolution), WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) o WiFi.

WiMax (IEEE 802.16) è nato per accesso alla rete sia fisso che

mobile, fornendo un data rate fino a 75Mbps su collegamenti di circa 5km [11]. Lo standard del WiMAX prevede l’implementazione di due tipi diversi di architettura, che sono una di tipo punto-multipunto (P2MP) e l’altra di tipo Mesh.

In quella di tipo P2MP, ogni stazione radio base (BS, base

station) gestisce un gruppo di utilizzatori (SS, subscriber station) e ogni comunicazione è gestita dalla BS; nella topologia di tipo Mesh, ogni SS può comunicare direttamente con altri SS senza essere gestiti dalla BS [12].

LTE è l’ultimo standard commerciale per le comunicazioni mobili che offre collegamenti a 100Mbps su più di 5km, con capacità di cella fino a 200 utenti [o].

Lo standard WiFi (IEEE 802.11) è il più maturo dei tre, ha un

costo molto basso e un dispiegamento molto semplice. Offre velocità di connessione condivisa compresa in 11-54Mbps in funzione dello standard preso in riferimento (IEEE 802.11 a/b/g). L’ultima versione, IEEE 802.11n, supporta fino a 600Mbps con copertura tra i 100-200m.

Inoltre il WiFi opera su frequenze non licenziate e può

lavorare sia in modalità infrastructure che in modalità ad hoc. Nella prima modalità, la rete è gestita da un access point (AP) mentre nella modalità ad hoc, i terminali d’utente si autogestiscono [12].

Le reti wireless di tipo mesh (WMN, wireless mesh network)

sono idonee per estendere la copertura delle reti WiFi domestiche, permettendo un miglioramento del rapporto costo-efficienza. Tipicamente una WMN è costituita da più gateway per l’accesso ad internet, un gruppo di router wireless e un gruppo di mesh client [13].



A prescindere dalla particolare tecnologia scelta, I sistemi ibridi fibra-radio sono perfetti per combinare l’alta capacità di trasporto della fibra e la possibilità di fornire un accesso ubiquito delle reti wireless.

In [14], è stato proposto un backhauling ottico, costituito da

una WDM/TDM PON, unito ad un front-end wireless di tipo WiFi in architettura WMN. In particolare si è analizzata la scalabilità della PON in termini del numero AP supportati e la copertura offerta.

Altri lavori si basano sullo studio della collocazione ottimale

delle ONU, sugli algoritmi di routing o sulla riconfigurazione delle PON in funzione della specifica tecnologia di accesso di tipo wireless presa in considerazione [15][16]. In [17], gli autori presentano un tool per la pianificazione della rete per decidere in modo efficiente la posizione del front-end wireless della rete d’accesso ibrida, prendendo in considerazione anche tecnologie wireless miste come per esempio PON-LTE-WiFi.

L’ibrido fibra-FSO Un altro fattore chiave delle reti ibride è la minore difficoltà

della messa in opera rispetto ad una soluzione completamente cablata, da cui derivano anche minori costi di dispiegamento. Le tecnologie wireless sono indicate per la copertura di zone difficili da cablare, per aree poco vantaggiose da un punto di vista economico se raggiunte con cavo o per quelle situazioni in cui è fortemente sconsigliato lo scavo per posa di cavi come per esempio nelle aree di interesse storico.

A prescindere dalla particolare tecnologia wireless

considerata, l’interfacciamento della rete radio con la fibra ottica prevede una conversione ottica elettrica, che rappresenta il collo di bottiglia della rete rispetto alle velocità raggiungibili sulla rete di distribuzione ottica.

Un modo per ridurre l’area da coprire in modalità radio e

mantenere il vantaggio di semplice dispiegamento della rete, anche dove il cablaggio è di fatto un limite, è quello di integrare fibra e wireless attraverso collegamenti wireless di tipo ottico, detti FSO (Free Space Optics). I collegamenti FSO sono link su lunghezze d’onda ottiche che viaggiano in spazio libero e ad alta velocità. Un sistema FSO tradizionale è di tipo attivo, ossia


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composto da front-end alimentati. Questi sistemi sono composti da ricevitori e trasmettitori ottici che permettono di far propagare i segnali luminosi provenienti da una fibra ottica su canale atmosferico e viceversa per realizzare canali trasmissivi bidirezionali.

Tipicamente, il trasmettitore ottico è costituto da un diodo

laser (LD), mentre il ricevitore è costituito da un fotodiodo (PD). Le conversioni O-E-O all’interfaccia fibra-FSO permettono di limitare il power budget sul canale FSO, ma rendono anche il sistema più complesso e costoso.

Gli attuali sistemi commerciali utilizzano tale configurazione

ed arrivano a bit rate massimi di 10Gbps. Tra i vantaggi dei sistemi FSO rispetto a quelli a RF ci sono le

ridotte dimensioni del front end e i minori consumi energetici. Le frequenze ottiche su cui lavorano non sono licenziate; i link sono immuni da interferenze elettromagnetiche e sono sicuri da un punto di vista informatico grazie alla elevata direttività del fascio laser. Tra gli svantaggi invece la necessità di linea di vista LOS tra trasmettitore e ricevitore e la dipendenza dalle condizioni climatiche.

Una soluzione alternativa e a basso costo si basa sull’utilizzo

di testine FSO passive, costituite da un sistema di lenti. I collegamenti ottici in canale atmosferico che utilizzano tali interfacce fibra-aria sono caratterizzati dalla assenza di elementi attivi, come LD e PD e quindi non è necessaria nessuna conversione O-E-O del flusso informativo.

In questo articolo il termine “attivo” e “passivo” è legato esclusivamente al trattamento del segnale informativo.

Infatti, il sistema passivo potrebbe necessitare di

alimentazione per alimentare il sistema di allineamento automatico che permette di compensare disallineamenti meccanici e termici [18] tra ricevitore e trasmettitore.



Perciò, in un sistema ibrido fibra-FSO di tipo passivo il segnale viene generato da un diodo laser posto in una sorgente remota. Tale segnale si propaga in fibra ottica fino a giungere al terminale FSO passivo dove, attraverso un sistema di lenti collimatrici, si propaga in atmosfera fino a raggiungere il terminale FSO di ricezione. Un sistema di lenti permette di focalizzare e riaccoppiare il segnale ottico in fibra per raggiungere il terminale di ricezione remoto.

L’accoppiamento passivo fibra-FSO rende il sistema semplice

ed economico rispetto ai sistemi attivi tradizionali e soprattutto permette di trattare in modo trasparente il segnale ottico a prescindere dal formato di modulazione e dalla velocità di linea utilizzata nella rete in fibra ottica.

Questa caratteristica di trasparenza del FSO è molto

importante perché permette di ottenere un sistema di trasmissione fibra-aria trasparente sull’intero collegamento ottico[19]. La configurazione passiva dei link FSO impone delle restrizioni sul power budget del link, che devono essere propriamente dimensionate e eventualmente compensate per avere una percentuale di disponibilità del servizio il più alta possibile[20].

La soluzione passiva per i sistemi FSO è efficiente dal punto di

visto energetico poiché non necessita di alimentazione per il funzionamento dei relativi front-end. Inoltre, nel contesto PON lo scenario passivo della rete di distribuzione viene preservato. In letteratura sono presenti diversi lavori che illustrano la fattibilità dell’ibrido fibra-FSO nel contesto PON.

In [21], un esempio di PON ibrida ad alta capacità è stato

sperimentalmente dimostrato. Per validare il concetto di utilizzo della tecnologia FSO come parte del sistema PON, un link passivo

a) b)

Figura 2. Sistema FSO tradizionale (a) e sistema passivo di nuova generazione (b) [20]


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di tipo FSO lungo 6m in scenario indoor è stato inserito nella rete di distribuzione passiva. Lo studio riguarda l’analisi di una rete PON ibrida flessibile e ad alta capacità in cui coesistono sistemi di trasmissione tradizionali e segnali video, e la valutazione di diversi formati di modulazione.

Nel lavoro [22], un link FSO è stato inserito in un sistema PON

attraverso una sperimentazione di laboratorio ottenuta utilizzando degli apparati di rete commerciali; il link FSO copre una distanza di 2,3m e si dimostra che il sistema FSO non riduce la qualità del segnale GPON.

Le perdite inserite dal link FSO possono essere compensate

attraverso l’uso di amplificatori ottici e in caso di propagazione in aria pulita non vi sono altre degradazioni aggiunte dal link atmosferico. In [23], viene sperimentalmente realizzato un link FSO passivo su 56m in ambiente esterno.

Set up sperimentale di un link ibrido fibra-FSO in contesto

PON Nei laboratori dell’Istituto Superiore delle Comunicazioni e

delle Tecnologie dell’Informazione, ISCTI sono in atto delle sperimentazioni per lo studio di sistemi FSO passivi in contesto di rete d’accesso passiva con l’obiettivo di coprire la tratta dal cabinet al building in tecnologia ottica.

Gli esperimenti sono in fase di studio preliminare e sono

incentrati sulla stabilizzazione del link ottico al fine di poterne analizzare il comportamento in diverse condizioni climatiche. Obiettivo finale della ricerca è lo studio dell’affidabilità del collegamento rispetto ai requisiti impostati dalla rete d’accesso stessa.

Di seguito sono illustrate le varie fasi sperimentali che hanno

portato alla realizzazione del sistema ibrido fibra-FSO sotto studio.

La prima fase ha riguardato la dimostrazione del concetto

attraverso prove condotte in laboratorio in configurazione back to back. In tale fase si è investigata la fattibilità di utilizzo del sistema FSO per estendere la copertura di un ramo passivo di una rete di distribuzione PON. Per preservare la natura passiva della PON il link FSO è stato realizzato passivo e bidirezionale.



Il primo passo è stato quello di cercare le lenti opportune per permettere il passaggio del segnale ottico da fibra a canale atmosferico.

In riferimento alla figura 3, il segnale generato dall’apparato

di rete di centrale (OLT) a 1490nm propaga in fibra singolo modo fino al punto A nel quale, tramite un sistema di lenti che collimano il fascio riducendo la naturale divergenza in uscita dalla fibra ottica, è lasciato propagare in spazio libero. Dopo essersi propagato per circa 80m il link FSO viene focalizzato e accoppiato di nuovo in fibra nel punto B (Fig.3) in modo da raggiungere il ricevitore ottico posto nella ONU.

Lo stesso sistema di lenti permette al segnale in upstream

generato dalla ONU di seguire lo stesso percorso e giungere all’apparato di centrale rendendo il sistema bidirezionale. Il sistema FSO così realizzato, oltre ad essere energy free è economico poiché composto da sole lenti.

La configurazione back to back (Fig.4) è stata montata su

banco ottico, utilizzando degli specchi per porre in linea di vista trasmettitore e ricevitore.

Figura 3. Link FSO tra apparati di una rete PON

Figura 4. Set up sperimentale per misure back to back


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Il comportamento della rete PON è stato caratterizzato in termini di rate dati ricevuto rispetto la potenza ottica ricevuta. Il comportamento del sistema PON è stato analizzato sia in presenza che assenza del FSO tra OLT e ONU. Queste misure sono state condotte sia al ricevitore della ONU che della OLT per analizzare la comunicazione full duplex. Un analizzatore di traffico (Data Analyzer Fig.4) è stato usato per generare un flusso binario pseudo casuale a 100Mbps. Tale flusso viene inviato alla porta Ethernet dell’OLT che converte in flusso binario da elettrico a ottico raggiungendo ‘il ricevitore della ONU attraverso la rete di distribuzione.

Nella ONU il segnale di downstream viene riportato nel

dominio elettrico ed analizzato dal Data Analyzer, che confronta bit a bit la sequenza originaria e quella ricevuta. Lo stesso processo è stato implementato sul segnale di upstream. La potenza di ingresso all’ONU è stata modificata grazie all’utilizzo di un attenuatore variabile (VOA, Variable Optical Attenuator) ed impostata leggendone il valore tramite analizzatore di spettro ottico (OSA, Optical Spectrum Analyzer).

Considerando un link tra OLT e ONU interamente in fibra

ottica, è possibile osservare un comportamento della rete a soglia. In un intervallo specifico di potenza ricevuta, il rate di ricezione della ONU rimane costante al 100%. Al di fuori dello specifico intervallo di potenza la connessione tra trasmettitore e ricevitore decade portando il rate di ricezione a zero.

Dal lato del ricevitore della OLT si verifica un comportamento

simile. In questo caso il rate ricevuto, prima di crollare a zero, degrada al 90%. Questa differenza (vedi Fig.5 a e b) dipende probabilmente dalla qualità dei trasmettitori presenti nella OLT e nell’ONU. Nel primo caso si tratta di un laser singolo modo stabile in potenza, mentre nel caso dell’ONU si tratta di laser multimodale non stabilizzato che fluttua nel tempo sia spettralmente che in potenza.



Le misure del rate ricevuto al variare della potenza di ingresso sono state realizzate comparando l’effetto della connessione tra ONU ed OLT realizzata sia in fibra (Fig.5,a-b) che in fibra+FSO (Fig.5,c-d). Come si può osservare dai grafici riportati in Fig. 5, il link FSO è totalmente trasparente per la rete poiché si ottengono gli stessi risultati ottenuti con link interamente in fibra. L’unica degradazione aggiunta dal link FSO è una attenuazione di 4dB che in laboratorio non permette di avere potenze di ricezione maggiore di -5dBm.

Inoltre, con lo scopo di dimostrare l’uso potenziale della

tecnologia FSO per fornire accesso multiplo a servizi differenti sulla stessa infrastruttura di rete, un segnale DVB-T modulato su portante ottica a 1558nm con tecnica Radio over Fiber è stato accoppiato in fibra insieme al segnale di centrale 1490nm ed inviato ad una ONU equipaggiata con interfaccia RF (radio frequency) per la trasmissione del segnale televisivo su cavo coassiale.

Il segnale RF è stato captato da un’antenna posta sul tetto

dell’edificio del MISE, sede dei laboratori in cui sono state effettuate le misure descritte nel presente lavoro, ed è stato convertito nel dominio ottico grazie ad un modulatore elettro-ottico di tipo Mach Zehnder. In ricezione la ONU provvede a separare tramite un filtro ottico la lunghezza d’onda a 1558nm e

Figura 5. Bit rate ricevuto da OLT (a,c) e ONU (b,d) in fiber link (a,b) or in fiber+FSO link (c,d)


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a riconvertire nel dominio elettrico tramite un fotodiodo il segnale RF il quale è trasmesso su cavo coassiale ad una TV commerciale munita di decoder per demodulare e decodificare il segnale DVB-T ricevuto. Il numero di canali che il decoder è in grado di ricevere è stato misurato tramite scansioni paragonando il link in fibra a quello ibrido fibra-FSO.

Dopo aver dimostrato la fattibilità del collegamento OLT-

ONU di una rete passiva in tecnologia ibrida fibra-FSO in ambiente indoor, si è montato il sistema in modo da avere un link FSO in outdoor.

La struttura dell’edificio a “U” (Fig. 6) ha permesso di avere a

disposizione due stanze in visibilità reciproca in cui installare il sistema FSO, mostrato in Fig. 7. In una sono stati posti trasmettitore e ricevitore con le lenti di accoppiamento fibra-aria mentre nell'altra è stato posizionato uno specchio per riflettere in segnale e mettere in linea di vista trasmettitore e ricevitore.

Edificio del MISE dall'alto Stanza 1 al piano terra dell'ala B dell'edificio (B0028)

Stanza 2 al piano terra dell'ala A dell'edificio (A0043)

Figura 6. Edificio MISE-ISCTI in cui sono in atto le sperimentazioni descritte nel presente lavoro



Il sistema realizzato subisce un’attenuazione complessiva di

13dB di cui 6 dovuti all’attenuazione dei vetri delle finestre delle stanze attraverso cui passa il segnale ottico e i restanti 7 dB dovuti alla somma dei contributi di attenuazione degli specchi e delle lenti.

In conclusione, si è dimostrato che l’ibrido fibra-FSO è utile

per coprire il tratto tra cabinet e building [24], mantenendo le velocità di accesso della rete in fibra senza necessità di scavi.

Il sistema è attualmente sotto osservazione per

caratterizzare il comportamento della rete al variare delle condizioni climatiche che possono degradare il canale atmosferico. Infatti, monitorando la potenza ricevuta in prossimità della ONU si sono osservati un andamento ciclico legato alla variazione periodica di temperatura giorno/notte e una degradazione più accentuata in concomitanza di intense precipitazioni.

La caratterizzazione di questi aspetti, ancora allo stadio

iniziale, richiederà notevoli sforzi e risulta di fondamentale importanza per garantire l’affidabilità del sistema. Per contrastare le instabilità del link FSO legate alle condizioni climatiche e quindi garantire la disponibilità del servizio all’utente finale può essere utilizzato il link in rame attualmente presente tra cabinet e building, considerando che se pur a più basso bit rate il link può essere mantenuto attivo in qualsiasi condizione climatica [25].

Sistema di Lenti

GRIN

GRIN

Sistema di Lenti

Specchi

Specchi

Specchio a 40m

OLT

ONU

Il link è bidirezionale

Figura 7 Sistema FSO passivo realizzato nei laboratori di Comunicazioni Ottiche dell’ISCTI


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[25] Bloom, S.; Hartley, S.," The last-mile solution: hybrid FSO radio", AirFiber Inc., White Paper, available at: http://morse.uml.edu/Activities.d/Summer-05/PAPERS/KC/AirFiber-HFR.pdf

[26] Tripaldi, G.; Di Bartolo, S.; Betti, S.; Pizzoleo, A.; Matera, F., "Experimental investigation on DVB-T over CATV-RoF constraints in long haul Passive Optical Networks," Transparent Optical Networks (ICTON), 2014 16th International Conference on , vol., no., pp.1,4, 6-10 July 2014

http://morse.uml.edu/Activities.d/Summer-05/PAPERS/KC/AirFiber-HFR.pdf

http://morse.uml.edu/Activities.d/Summer-05/PAPERS/KC/AirFiber-HFR.pdf

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