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ⓘ Rete di trasporto



Rete di trasporto
                                     

ⓘ Rete di trasporto

Una rete di trasporto, nelle telecomunicazioni, indica la parte di una rete di telecomunicazioni deputata al trasporto dei dati degli utenti su scala geografica, comprendendo le reti MAN, WAN, internazionali e intercontinentali.

La rete di trasporto viene definita come "un insieme di elementi di rete fisicamente collegati, in grado di fornire le funzionalità di trasferimento, multiplexing, commutazione, gestione, supervisione e sopravvivenza a guasti per i segnali trasportati".

                                     

1. Descrizione

La rete di trasporto si interfaccia alla rete di accesso la quale collega invece gli utenti finali fino alla prima centrale di commutazione. Può essere vista dunque come la continuazione e lestensione geografica della rete di accesso e come la rete che interconnette tra loro le reti di accesso. In una rete di trasporto le funzioni prevalenti sono laggregazione successiva delle informazioni i flussi informativi vengono affasciati a gerarchie trasmissive via superiori e linstradamento dei flussi multiplati su percorsi comuni tramite commutazione di circuito e commutazione di pacchetto.

La funzione di aggregazione per livelli successivi impone una struttura di rete essenzialmente gerarchica, potendosi distinguere tra sottoreti di trasporto a livello metropolitano, regionale, nazionale e internazionale con volumi di traffico e capacità minime di trasporto via crescenti. Questo si traduce in modo diretto a livello di topologia: le sottoreti più prossime alla rete di accesso, ossia le sottoreti metropolitane e regionali, sono caratterizzate da una struttura a stella o molto più frequentemente ad anello, dove i nodi di interconnessione tra anelli presentano tipicamente capacità più elevate rispetto agli altri nodi. Le reti regionali sono collegate tra di loro a livello nazionale tramite una rete a struttura magliata, la cosiddetta dorsale, caratterizzata da flussi di traffico a volume elevato e matrice di traffico complessa, dovendo consentire linterconnessione totale tra le reti regionali.

Per quanto riguarda le modalità di instradamento, nel caso di trasporto basato sulla commutazione di circuito, laggregazione dei flussi avviene utilizzando generalmente multiplazioni di tipo TDM e protocolli di strato fisico come PDH e SDH/SONET oppure multiplazioni ottiche di tipo WDM. Le due tecnologie possono essere utilizzate anche in combinazione per ottimizzare, a parità di risorse fisiche, la quantità di informazione trasportata.

Nel caso di trasporto basato sulla commutazione di pacchetto, si usano protocolli come Ethernet a rate elevate da 1 Gb/s a 100Gb/s e con opportune estensioni per includere funzionalità di controllo e gestione più sofisticate e più aderenti alle esigenze degli operatori di rete, oppure evoluzioni dellMPLS come T-MPLS ed MPLS-TP che implementano meccanismi analoghi a quelli della commutazione di circuito, oppure il livello IP nativo eventualmente trasportato su WDM.

                                     

2.1. Aspetti implementativi Tecnologie trasmissive segnale fisico

Le reti di trasporto, sia per la loro complessità che per il tipo di informazione trasportata, impiegano comunemente tutte le principali tecnologie trasmissive:

  • trasmissione via radio tratte coperte da ponti radio con capacità di trasporto SDH/SONET
  • trasmissione su portante cablata di tipo ottico fibra ottica
  • trasmissione via satellite
  • trasmissione su portante cablate di tipo elettrico cavo in rame

La tecnologia prevalente è quella su portante cablata, ossia su fibra ottica, che presenta notevoli vantaggi in termini di qualità del segnale, di capacità di trasferimento ad elevate velocità 100 Gb/s e ad elevato impiego di banda la multiplazione WDM consente di trasportare diverse decine di segnali ottici su ununica fibra fisica, di robustezza contro interferenze esterne e diafonie interne, tanto da venire usata sia per collegamenti terrestri che per collegamenti sottomarini, compresi i collegamenti continentali suboceanici. Le altre tecnologie hanno assunto col tempo il ruolo di tecnologie complementari che suppliscono o completano le capacità di connessione dove per motivi logistici o economici il cablaggio su fibra non è presente o non è possibile.

                                     

2.2. Aspetti implementativi Protocolli trasmissivi contenuto informativo

Per quanto riguarda il contenuto informativo, le tecnologie trasmissive, ossia i protocolli di comunicazione, sono di vario tipo e dipendono essenzialmente dalla natura del segnale trasportato.

Per fonia e telefonia tradizionale, caratterizzabile come segnale a flusso continuo, i protocolli che meglio si adattano sono quelli di tipo TDM, ossia PDH verso la rete di accesso e soprattutto SDH/SONET, che consente di realizzare gerarchie di trasporto fino a 40 Gb/s. Questi protocolli sono in grado inoltre di trasportare, previo opportuno adattamento, anche segnali dati a pacchetto, come Ethernet, pur con qualche disottimizzazione Next Generation Networking legata al fatto che nel caso di dati si tratta di segnali intrinsecamente a flusso non continuo.

Il trasporto di dati può avvenire, oltre che tramite adattamento a SDH, anche su protocolli di tipo nativo, come IP ed Ethernet in versione evoluta, o tramite limpiego di tecnologie di trasporto a pacchetto sviluppate appositamente, come T-MPLS pre-standard e MPLS-TP parzialmente standardizzato e in via di completamento che sono in grado di ottimizzare limpiego del mezzo trasmissivo. Questi protocolli consentono inoltre il trasporto anche di segnali PDH e SDH pacchettizzati, tramite il meccanismo di emulazione di circuito Circuit Emulation. Tutte queste tecnologie utilizzano, a livello più basso, il protocollo Ethernet e presentano quindi il vantaggio di utilizzare componentistica a basso costo. Le capacità supportate da questi protocolli sono quindi le stesse supportate da Ethernet su portante ottica: a livello pratico si usano Gigabit Ethernet, 10 Gb Ethernet e 100 Gb Ethernet.

Sia i protocolli TDM che quelli a pacchetto possono ulteriormente beneficiare della gerarchia di trasporto OTH e della tecnologia WDM. La prima consente di multiplare più segnali su ununica frequenza ottica lambda mentre la seconda consente di multiplare più frequenze ottiche su ununica fibra tramite la multiplazione WDM. Luso combinato di questi protocolli consente quindi di realizzare una rete ad elevata ottimizzazione di banda e ad elevata scalabilità capacità di crescere nel tempo.



                                     

2.3. Aspetti implementativi Dispositivi di rete

Anche per quanto riguarda i dispositivi di rete, la varietà utilizzata in una rete di trasporto è alquanto ampia ed è legata alla specifica tecnologia trasmissiva.

Per le tratte coperte da radio si usano ponti radio e ripetitori, così come per le tratte coperte da satellite si usano sostanzialmente ricetrasmettitori satellitari.

Nel caso di portante fisica elettrica o ottica, si usano come dispositivi i terminali di linea punti di interfacciamento verso la rete di accesso, gli Add-Drop Multiplexer ADM per le funzioni di affasciamento gerarchico e multiplazione a livelli superiori e i cross-connect per i collegamenti di dorsale ad elevata connettività. Se la trasmissione avviene a livello ottico, a questi apparati si aggiungono i rigeneratori Inline Amplifier, ILA, che svolgono a livello ottico la stessa funzione dei ripetitori radio e gli ADM e cross-connect ottici, che agiscono a livello delle singole frequenze ottiche lambda.

Nel caso del trasporto dati, soprattutto per trasmissioni IP dirette su strato ottico, vengono impiegati come dispositivi di rete anche router dotati di porte ottiche, sia come dispositivi di raccolta e affasciamento sia come dispositivi di dorsale Gigarouter.

                                     

3. Servizi di rete

Nei paesi più sviluppati la rete di trasporto è una rete comune sia per il trasferimento di fonia rete telefonica sia per il trasferimento dati ad es. traffico Internet cioè coesistono insieme allinterno della rete i due meccanismi logici principali di commutazione di circuito e commutazione di pacchetto offrendo quindi servizi integrati di trasporto. Questo è reso possibile da una parte dallalta capacità di trasmissione supportata, dallaltra dallutilizzo di opportuni protocolli di trasporto sopramenzionati e sulla capacità della rete stessa di "discriminare" in qualche modo i due tipi di traffico assegnando eventuali priorità di servizio e garantendo allo stesso tempo i necessari livelli di qualità di servizio richiesti con lassegnazione delle risorse di rete necessarie.

                                     

4. Gestione

Tendenzialmente ogni operatore di rete fissa possiede la propria rete di trasporto, spesso realizzata appoggiandosi ad altre infrastrutture di rete esistenti quali rete fognaria come cavidotto, elettrodotti per lappoggio della fibra ottica, reti di trasporto preesistenti, minimizzando quindi i costi di investimento e i tempi necessari per la realizzazione dellinfrastruttura di telecomunicazioni.

La gestione della rete di trasporto in termini di affidabilità dei collegamenti è resa possibile da efficaci meccanismi di protezione di rete. In particolare sono diffusi collegamenti geografici con topologia ad anello i quali garantiscono unelevata robustezza in termini di guasti di collegamento grazie alla ridondanza in termini di capacità trasmissiva su ciascun verso di percorrenza dellanello.

Ovviamente, sempre a fini di gestione, ciascun operatore possiede una mappa topologica dettagliata di tutta la propria rete e della dislocazione esatta dei propri apparati, pronto ad intervenire in caso di guasti o rotture su collegamenti e nodi di commutazione.



                                     

5. Altri contesti

Il concetto di rete di trasporto può essere esteso anche ad altri ambiti; ad esempio è comunemente usato, anchesso a vari livelli di gerarchia, anche per le reti di trasmissione di energia elettrica su scala geografica, rete fognaria, rete idrica, gasdotti.

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