Banda larga: Rete e topologia

Livelli di rete

Una rete a banda larga è costituita da elementi geografici (dimensione orizzontale) che comprendono tre parti distinte:

• Rete dorsale: È costituito da un anello di cavo in fibra ottica che collega diverse aree del comune o della regione. La topologia dell'anello ha il vantaggio di essere robusta (rete ridondante) contro tagli di fibre singole o altri difetti (ad esempio, rottura di un lato). Topologie più avanzate (ad esempio mesh) sono talvolta utilizzate nella sezione dorsale della rete.
• Reti territoriali (ad es. backhaul): Collegare diversi nodi di accesso aggregando ulteriormente il traffico locale nella rete. Spesso implementato con un anello di cavo in fibra ottica, anche se le topologie degli alberi possono essere utilizzate. Se i fondi disponibili per il momento sono molto limitati, gli utenti finali totali da collegare nell'area sono relativamente pochi, i collegamenti a microonde possono essere utilizzati come soluzione a breve e medio termine.
• Connessioni di primo miglio (chiamate anche last-mile) agli utenti finali: Collegamenti dagli utenti finali ai nodi di accesso dove avviene la prima aggregazione del traffico. Ogni situazione presenta diverse condizioni logistiche, economiche e demografiche; quindi diverse soluzioni infrastrutturali possono essere più adatte.

Topologie di rete

La topologia di una rete descrive come le diverse parti di una rete sono collegate. Per una rete dorsale, le topologie più rilevanti sono le topologie albero, anello e mesh. Altre topologie esistenti elencate di seguito mostrano un failover di rete scadente e quindi non sono rilevanti per la rete dorsale.

• Albero: Il traffico da ciascun elemento è aggregato verso l'alto in modo gerarchico; una topologia degli alberi è generalmente più economica, ma meno robusta: In caso di taglio di fibre o altri guasti, alcune parti della rete saranno scollegate per lunghi periodi di tempo. Inoltre, per ogni aumento della gerarchia, il traffico proveniente da più nodi condivide la stessa connessione fisica.
• Anello: Ogni elemento di rete è collegato a due elementi in modo tale che tutte le connessioni formano un anello. La topologia dell'anello ha il vantaggio che qualsiasi nodo è collegato a due nodi vicini (questo è talvolta indicato come "ridondanza"). In caso di taglio di fibre o altro guasto, il traffico può essere reindirizzato dall'altra parte spesso automaticamente, mentre il guasto viene riparato.
• Maglia: Ogni elemento di rete è collegato a diversi altri elementi; questa è la topologia più robusta e veloce ma anche più complessa e costosa a causa degli elevati cablaggi e degli sforzi hardware.
• Lastella: Tutte le connessioni agli altri nodi partono da un nodo centrale. Il vantaggio principale di questa topologia è che tutti i nodi possono facilmente comunicare tra loro tramite un nodo centrale. Lo svantaggio principale è che se il nodo centrale viene interrotto, l'intera rete crolla. A seconda dell'elemento di accoppiamento di rete utilizzato al centro della topologia stellare, le collisioni possono essere un problema. Il flusso di dati viene eseguito da un singolo dispositivo. Questo può essere vantaggioso per motivi di sicurezza o di accesso limitato, ma se il nodo centrale viene interrotto nella topologia stellare, l'intera rete è vulnerabile.
• Bus: Tutti i nodi sono collegati direttamente a un cavo. Ogni host è collegato a un cavo comune. I dispositivi chiave consentono all'host di "collegarsi" al mezzo condiviso. Un vantaggio di questa topologia è che tutti gli host sono collegati tra loro e possono comunicare direttamente tra loro. Permette a tutti i dispositivi di rete di leggere tutti i segnali provenienti da altri dispositivi. Per quanto riguarda il lato negativo, nel caso in cui la connessione del cavo venga interrotta, la connessione degli host viene interrotta.

Due principali topologie di base per il primo miglio

• Punto a punto (p2mp): Il primo nodo di aggregazione sta trasmettendo informazioni a un certo numero di utenti finali sullo stesso mezzo condiviso, utilizzando un trasmettitore. Ciò avviene sia nelle comunicazioni wireless che nelle comunicazioni cablate, se il supporto fisico è semplicemente diviso lungo il percorso tra il nodo di aggregazione e gli utenti finali (ad esempio, punto a multipunto in fibra utilizzata in PON, o reti TV via cavo coassiali). In questo caso, lo stesso segnale fisico viene ricevuto da tutti gli utenti finali, che poi condividono la larghezza di banda.
• Punto a punto (p2p): Il primo nodo di aggregazione sta trasmettendo informazioni a un certo numero di utenti finali su canali fisici dedicati, utilizzando un numero corrispondente di trasmettitori. Nelle comunicazioni wireless questo può essere raggiunto se le travi di comunicazione non si sovrappongono tra loro (collegamenti radio), mentre nelle comunicazioni cablate una linea dedicata collega il nodo di aggregazione con ciascun utente finale (ad esempio, linee punto-punto e linee telefoniche in fibra).