Come funziona FTTH. La fibra è davvero a 1 Gbps?

Si parla sempre di più di Gigabit Society per riferirsi a quegli sforzi che si stanno ponendo in campo per diffondere la connettività ad almeno 1 Gbps in downstream e oltre. Prestazioni che possono essere garantite solamente usando una rete interamente in fibra ottica, fino al “modem” dell’utente finale.

La sigla FTTH (Fiber-to-the-Home) significa proprio questo: il cavo in fibra ottica viene portato fino al modem router dell’utente finale: non si ferma più in centrale o presso un armadio stradale.

La rete alternativa rispetto a quella preesistente che Open Fiber sta realizzando in tutta Italia si basa sullo standard GPON (Gigabit-capable Passive Optical Networks): la rete di distribuzione si basa sull’utilizzo di componenti esclusivamente passivi che non necessitano cioè di alcuna alimentazione (cavi in fibra, apparati ottici, giunti e splitter). I dispositivi elettronici vengono connessi agli estremi della rete e si occupano di trasformare la luce in segnali elettrici e viceversa lavorando come interfacce tra la rete in fibra a monte e le reti LAN a valle.

La rete in fibra ottica è contraddistinta da un’architettura punto-multipunto: le risorse ottiche (“Alberi PON“) sono condivise dai vari operatori, mentre il collegamento finale con l’utente è realizzato con una singola fibra dedicata.
Lato operatore l’apparato elettronico che funge da interfaccia si chiama Optical Line Termination (OLT) mentre sul versante dell’utente prende il nome di Optical Network Termination (ONT). Le risorse ottiche disponibili sull'”albero” vengono a valle condivise tra gli utenti abbonati al servizio.
Mentre quindi in ingresso sul PoP (Point of Presence, nodo dell’infrastruttura che ospita gli elementi della rete di accesso fisso e trasporto/backhauling) si ha l’albero principale, i vari rami più a valle vengono usati per comunicare con i singoli abbonati. Lo splitter è l’elemento che si occupa di suddividere la risorsa disponibile sulla base dello specifico fattore di moltiplicazione prefissato. Lo splitter “copia” il segnale ottico su più uscite replicandolo verso più utenti destinatari.
A livello più alto della pila ISO/OSI e in particolare al livello di presentazione, sui dati in transito viene applicato l’algoritmo crittografico AES-128 in maniera tale che altri utenti non possano mettere le mani sul traffico degli altri abbonati.

Fibra FTTH e velocità di connessione: è tutto oro quello che luccica?

La rete GPON ha evidentemente vantaggi enormi. Il fatto di essere una rete passiva la rende di più semplice gestione, molto “leggera”, facile da gestire e riparare.

Inoltre, non soffre dei problemi derivanti dalla diafonia (interferenze generate dalle coppie in rame fisicamente vicine sulle quali transita il segnale di altri abbonati) né delle cadute di performance dovute all’attenuazione del segnale: Da ADSL a fibra: cosa cambia e cosa significano VDSL e vectoring.

Purtuttavia, anche in assenza di questi problemi, le connessioni FTTH che dovrebbero offrire velocità pari a 1 gigabit al secondo sono spesso più lente. Perché?

La rete GPON, quella che per intenderci usa attualmente Open Fiber, muove – come dichiarato dalla stessa azienda – 2,5 Gbps in downstream e 1,25 Gbps in upstream (valori massimi raggiungibili).
I 2,5 Gbps possono essere ripartiti, mediante splitter, anche fino a 64 volte fornendo la connettività a 64 unità immobiliari. Risultato? Appena 39 Mbps disponibili se il link fosse impegnato da tutti gli utenti contemporaneamente alla sua massima capacità.
Ora, va detto che neppure nelle aree bianche l’operatore arriva a “sottodimensionare” così la rete: 2,5 Gbps vengono divisi per un fattore 16 che, calcolatrice alla mano, fa circa 150 Mbps (infatti Open Fiber si sta attivando per portare 100 Mbps a ogni utenza in area bianca).
Più scarico è il tratto di rete al quale l’utenza finale è connesso maggiori saranno le prestazioni auspicabili che, se in sede contrattuale si fosse stipulato un contratto fino a 1 Gbps, potrebbero verosimilmente avvicinarsi a tale valore (in ogni caso non si supereranno mai i 940 Mbps a causa dell’overhead che contraddistingue il protocollo TCP/IP).
Com’è ovvio, solamente i contratti business consentiranno di “strappare” un quantitativo di banda garantito in downstream e in upstream notevolmente più elevato.

In ogni caso, come accennato in precedenza, l’albero GPON può essere strutturato in tanti rami, anche seguendo tutta una serie di derivazioni che si susseguono l’una dopo l’altra. Le terminazioni (i rami finali) saranno però sempre al massimo 64 con ogni albero che – con lo schema GPON – potrà offrire al massimo 2,5 Gbps in downstream e 1,25 Gbps in upstream.

Open Fiber descrive comunque la rete passiva interamente in fibra ottica come future proof ovvero “a prova di futuro” perché usando la tecnica della multiplazione a divisione di frequenza si potrà successivamente passare a nuove tecnologie per la trasmissione e la ricezione dei dati.

I successivi passaggi prevedono l’adozione degli standard XG-PON (10 Gbps in downstream/2,5 Gbps in upstream), XGS-PON (10 Gbps in downstream/10 Gbps in upstream) e NG-PON2 (minimo 4×10 Gbps in downstream/2,5 Gbps in upstream). In pratica la rete resterà sempre la stessa e non necessiterà di interventi ma si potrà aumentare significativamente la banda di rete disponibile per singolo abbonato o unità immobiliare introducendo nuovi e più potenti apparati di terminazione (OLT e ONT).

La connessione in fibra FTTH non va a 1 Gbps: cosa fare

Abbiamo detto che la fibra fino a casa non offre la certezza di avere sempre 1 Gbps di banda sempre a propria disposizione perché la rete GPON è condivisa tra più utenti e prestazioni scadenti possono essere figlie della saturazione dell’albero.

È però essenziale attrezzarsi con sistemi in grado di gestire traffico multi-gigabit. Inutile disporre di una connessione FTTH a 1 Gbps se la scheda di rete installata sui propri PC non è di tipo GbE (Gigabit Ethernet), se le porte sul router non sono esse stesse GbE e se il cavo di connessione è, ad esempio, un vecchio Cat-5: Cavi ethernet: differenze e caratteristiche.
Chi dispone di connettività FTTH dovrebbe oggi scegliere sempre cavi almeno Cat-6a.

Per non parlare dei dispositivi connessi al router via WiFi. Nella maggior parte dei casi un collegamento wireless non sostiene oggi un trasferimento dati a 1 Gbps o più. Basti pensare che dispositivi compatibili 4×4 MIMO WiFi 5 (802.11 ac) che sulla carta dovrebbero arrivare a trasferire fino a 1,7 Gbps tipicamente non andranno oltre gli 800 Mbps di picco. La maggior parte degli utenti, poi, ancora oggi dispongono di client compatibili 2×2 MIMO WiFi 5 che realisticamente non supereranno i 520 Mbps come abbiamo visto nell’articolo Velocità WiFi ottenibili realisticamente con i vari standard.

Lo standard WiFi 6 che supporta al momento – lato client – soltanto 2×2 MIMO, può consentire il trasferimento dei dati fino a 1,2 Gbps a patto però di usare i nuovi canali trasmissivi ampi 160 MHz, caratteristica che al momento la maggior parte dei dispositivi non supporta.