GPON: come funziona la rete FTTH
GPON è una delle tecnologie più utilizzate per realizzare reti FTTH. Una singola infrastruttura ottica può servire più utenti grazie a OLT, splitter passivi e ONT. Vediamo come funziona l’intero percorso.
💡 In poche parole
GPON è una tecnologia di rete ottica passiva utilizzata per distribuire connessioni FTTH a più utenti.
L’OLT dell’operatore comunica con gli ONT degli utenti attraverso fibra e splitter ottici passivi.
🌐 Cosa significa GPON?
GPON significa Gigabit-capable Passive Optical Network.
È un’architettura punto-multipunto: una stessa porta ottica lato operatore può servire più utenti attraverso una rete di distribuzione passiva.
🖥️ Il ruolo dell’OLT
L’OLT è l’apparato che si trova lato operatore.
Gestisce la comunicazione con gli ONT collegati alla stessa rete PON e collega la rete ottica alla rete dell’ISP.
🔀 Lo splitter ottico
Lo splitter è uno degli elementi più caratteristici di GPON.
Divide otticamente un ramo in più uscite senza bisogno di alimentazione elettrica.
🧠 Perché si chiama rete passiva?
Perché tra OLT e ONT la distribuzione può utilizzare componenti ottici passivi, come gli splitter, senza apparati elettronici alimentati in ogni punto di diramazione.
🔌 Il percorso GPON
📡 Il ruolo dell’ONT
L’ONT si trova lato utente.
Riceve il segnale ottico, comunica con l’OLT e presenta normalmente un’interfaccia Ethernet verso il router.
👥 La banda è condivisa?
Sì. Gli utenti collegati alla stessa PON condividono la capacità disponibile su quel ramo.
Questo però non significa che la velocità venga semplicemente divisa in parti uguali.
🔑 Non funziona come una torta divisa sempre in fette uguali
La capacità viene utilizzata in funzione del traffico reale degli utenti.
📈 Capacità GPON
GPON offre una capacità nominale di circa 2,5 Gbit/s in downstream e circa 1,25 Gbit/s in upstream sulla PON.
| Direzione | Capacità nominale GPON |
|---|---|
| Downstream | Circa 2,488 Gbit/s |
| Upstream | Circa 1,244 Gbit/s |
🚀 Come può esistere un’offerta da 2,5 Gbit/s?
Un operatore può offrire un profilo commerciale molto vicino alla capacità nominale downstream della GPON.
Questo non significa che ogni utente disponga di una PON dedicata da 2,5 Gbit/s.
⚠️ Profilo commerciale e capacità PON sono concetti diversi
La capacità della PON viene condivisa tra più utenti, mentre il profilo commerciale definisce il limite assegnato al singolo accesso.
🔁 Come viaggia il downstream
Nel downstream, il segnale proveniente dall’OLT viene distribuito lungo la rete ottica verso gli ONT collegati al ramo.
Gli ONT ricevono il flusso e utilizzano soltanto le informazioni destinate al proprio collegamento.
⬆️ Come funziona l’upstream
In upstream più ONT devono condividere lo stesso percorso verso l’OLT.
È quindi necessario coordinare le trasmissioni affinché gli utenti non trasmettano tutti insieme nello stesso istante.
⏱️ TDMA
Una delle idee fondamentali del traffico upstream GPON è la condivisione temporale del mezzo.
L’OLT assegna opportunità di trasmissione ai diversi ONT, coordinando il traffico upstream.
🧠 Gli ONT devono essere sincronizzati
Senza coordinamento, le trasmissioni upstream degli utenti potrebbero sovrapporsi.
📈 Dynamic Bandwidth Allocation
GPON può utilizzare meccanismi di Dynamic Bandwidth Allocation, spesso abbreviato in DBA.
L’obiettivo è assegnare capacità upstream in modo dinamico in base alle necessità dei diversi ONT.
🔍 Come viene riconosciuto un ONT?
L’ONT deve essere riconosciuto dalla rete dell’operatore prima di poter partecipare correttamente alla PON.
Il provisioning può dipendere da identificatori e parametri utilizzati dall’infrastruttura.
⚠️ Non basta collegare un ONT qualsiasi
Un terminale alternativo deve essere compatibile e correttamente provisionato sulla rete.
🌡️ Budget ottico
Anche una rete in fibra ha perdite.
Ogni elemento contribuisce al budget ottico:
- lunghezza della fibra;
- splitter;
- connettori;
- giunzioni;
- eventuali altre perdite della tratta.
🔀 Lo splitter attenua il segnale
Dividere la potenza ottica verso più rami comporta inevitabilmente una perdita.
Uno splitter con più uscite introduce normalmente una perdita maggiore rispetto a uno con meno diramazioni.
🔑 Passivo non significa senza perdita
Lo splitter non ha bisogno di corrente, ma attenua comunque il segnale ottico.
📊 Rapporto di splitting
Possiamo incontrare configurazioni come:
La progettazione reale può utilizzare più livelli di splitting e dipende dall’architettura della rete.
🔍 GPON è sempre congestionata?
No.
Il fatto che la capacità sia condivisa non significa che tutti gli utenti utilizzino continuamente la massima velocità.
Il traffico Internet domestico è generalmente variabile e intermittente.
🕑 Quando può comparire congestione?
Se molti utenti dello stesso ramo richiedono contemporaneamente una grande quantità di banda, la capacità condivisa può diventare un fattore limitante.
Ma esistono anche altri punti della rete che possono congestionarsi, quindi un rallentamento non dimostra automaticamente che il problema sia la PON.
🔗 GPON e porta Ethernet dell’ONT
Anche se la PON dispone di una certa capacità, l’interfaccia Ethernet dell’ONT può limitare il singolo collegamento.
🚀 GPON vs XGS-PON
XGS-PON è una tecnologia più recente con capacità nominale molto maggiore sia in download sia in upload.
| Caratteristica | GPON | XGS-PON |
|---|---|---|
| Downstream nominale | ~2,5 Gbit/s | ~10 Gbit/s |
| Upstream nominale | ~1,25 Gbit/s | ~10 Gbit/s |
| Simmetrica | No | Sì, a livello nominale PON |
💡 GPON e XGS-PON possono convivere?
Le reti ottiche possono essere progettate per consentire la coesistenza di tecnologie PON differenti sulla stessa infrastruttura passiva, utilizzando bande ottiche differenti e apparati compatibili.
🧠 La fibra fisica può restare la stessa
Uno dei vantaggi delle reti ottiche passive è la possibilità di evolvere l’elettronica senza dover necessariamente sostituire tutta la fibra installata.
🎯 Cosa devi ricordare
- GPON significa Gigabit-capable Passive Optical Network.
- È una tecnologia utilizzata nelle reti FTTH.
- L’OLT si trova lato operatore.
- L’ONT si trova lato utente.
- Gli splitter dividono il segnale verso più utenti.
- Gli splitter sono passivi ma introducono perdita ottica.
- La capacità della PON è condivisa.
- Il downstream nominale GPON è circa 2,5 Gbit/s.
- L’upstream nominale è circa 1,25 Gbit/s.
- L’upstream deve essere coordinato tra gli ONT.
- L’ONT deve essere riconosciuto dalla rete.
- XGS-PON aumenta fortemente la capacità della PON.
❓ Domande frequenti
GPON significa che ho 2,5 Gbit/s dedicati?
No. La capacità nominale downstream della PON è condivisa tra gli utenti collegati a quel ramo ottico.
Lo splitter GPON ha bisogno di corrente?
No. È un componente ottico passivo, anche se introduce una certa attenuazione.
Quanti utenti può servire una PON?
Dipende dalla progettazione della rete, dal rapporto di splitting e dai limiti previsti dall’infrastruttura.
GPON è più lenta di XGS-PON?
A livello di capacità nominale, sì. XGS-PON offre una capacità molto maggiore, soprattutto in upstream.
La banda GPON viene divisa in parti uguali?
No. L’utilizzo della capacità varia dinamicamente in funzione del traffico dei diversi utenti.