Topologie e architetture delle reti in fibra

Due ricetrasmettitori e una fibra formano un collegamento; una rete è ciò che si fa con centinaia di essi. Il modo in cui i collegamenti sono disposti — punto-punto, ad anello, ad albero, a maglia, a stella — decide quante fibre servono su una tratta, cosa succede quando un cavo viene tagliato, quali ottiche porta ciascuna estremità e come viene documentato l’impianto. Questa pagina percorre le topologie usate nei data center, nei campus, nelle reti di accesso e nel trasporto, la gerarchia del cablaggio strutturato prescritta dagli standard, le architetture FTTx, la pianificazione del numero di fibre e gli schemi di protezione — con le ottiche implicate da ciascuna.

Topologie di rete in fibra: punto-punto, anello protetto, albero PON, WDM su una coppia

Topologie di base

Topologia	Struttura	Fibre per collegamento	Protezione	Ottiche tipiche	Dove
Punto-punto, duplex	A ↔ B su due fibre	2	nessuna (o una seconda coppia diversificata)	SR/LR/ER, DAC/AOC	ovunque
Punto-punto, BiDi a fibra singola	una fibra, due lunghezze d’onda	1	nessuna	coppie BiDi (1310/1490, 1270/1330)	tratte con scarsità di fibra, FTTx
WDM punto-punto	N canali su una coppia tramite mux/demux	2 per N servizi	per sistema	moduli CWDM/DWDM (CWDM, DWDM)	metro, interconnessione tra campus
Stella / hub-and-spoke	ogni sede verso un nodo centrale	2 per spoke	dual-homing verso due hub	LR/ER in base alla distanza	campus, WAN aziendali
Anello	nodi in un anello, traffico in entrambe le direzioni	2 (anello singolo) o 4 (doppio)	intrinseca: secondo percorso	LR/ER, DWDM con OADM	metro, accesso carrier, utility
Albero (PON)	una fibra OLT divisa 1:32–1:128 verso le ONU	1 feeder, 1 per abbonato	protezione Type B/C opzionale	classi di ottiche PON (Come funziona il PON)	FTTH
Mesh	da molti a molti	molte	rerouting	ROADM/coerente	trasporto core
Leaf–spine (Clos ripiegato)	ogni leaf verso ogni spine	2 per collegamento	multipath per progetto	SR4/DR4/AOC (Ruoli e topologie)	data center
Bus / add-drop lineare	nodi lungo un’unica tratta	2	nessuna	OADM	condotte, ferrovie

Gerarchia del cablaggio strutturato (TIA-568 / ISO 11801)

Elemento	Ruolo	Scelta della fibra	Note
Punto di ingresso	dove entrano i cavi del carrier; transizione esterno → interno	come il carrier	il cavo per esterni può correre ≤ 15 m in ambienti interni se non certificato (NEC 770)
Locale apparati / main cross-connect (MC)	switch core, ODF	OS2	qui terminano tutti i backbone
Backbone (verticale / di campus)	MC ↔ intermedio (IC) ↔ cross-connect orizzontali (HC)	OS2 (OM4 per tratte brevi intra-edificio)	≤ 2 000 m SMF di campus; tipico 12–48 fibre per armadio
Locale telecomunicazioni (TR/HC)	distribuzione di piano	—	switch di accesso
Cablaggio orizzontale	TR → presa dell’area di lavoro, ≤ 90 m	perlopiù rame; fibra nel cablaggio centralizzato (≤ 300 m OM3/OM4)	fibra fino alla scrivania rara ma esistente
Data center (TIA-942)	MDA → IDA → HDA → EDA (ZDA opzionale)	trunk OM4/OS2 con MPO	modelli ToR, EoR, MoR di seguito

Modelli di cablaggio del data center

Modello	Cablaggio	Ottiche
Top-of-rack (ToR)	server verso uno switch nello stesso rack via DAC; uplink dello switch verso gli spine via fibra strutturata	DAC ≤ 3 m; uplink SR4/DR4/AOC
End-of-row / middle-of-row (EoR/MoR)	server cablati lungo la fila verso uno switch all’estremità/al centro	ottiche AOC o SR 10–30 m; più fibra, meno switch
Trunk MPO strutturati + cassette	trunk a 12/24 fibre tra MDA e HDA/EDA, breakout LC nelle cassette	qualsiasi ottica duplex; metodo di polarità A/B/C (Breakout e cablaggio MPO)
MPO punto-punto diretto	trunk diretto tra porte QSFP (SR4/DR4)	ottiche parallele; meno connettori
Ottimizzato per rail (AI)	ogni NIC della GPU verso un leaf diverso	perlopiù AOC/DR4 (Cablaggio di un cluster AI)

Architetture FTTx

Architettura	La fibra raggiunge	Ultimo segmento	Apparato attivo	Ottiche
FTTH — PON	l’abitazione	1 fibra dallo splitter	OLT + ONU	classi GPON/XGS-PON; splitter 1:32–1:64
FTTH — Ethernet P2P (AON)	l’abitazione	fibra dedicata per abitazione	switch Ethernet + CPE	BiDi a fibra singola 1G/10G
FTTB	l’edificio	rame (Ethernet/VDSL/G.fast) all’interno	switch di edificio/DSLAM	uplink LR 1G/10G
FTTC / FTTN	armadio / nodo	VDSL su rame	DSLAM da strada	LR 1G/10G, CWDM
FTTA	l’antenna	fibra fino al RRU	RRU/AAU	ottiche fronthaul 10/25G (Fronthaul)
FTTx con WDM-PON / TWDM	l’abitazione	1 fibra, una lunghezza d’onda per utente/gruppo	NG-PON2	ottiche ONU sintonizzabili

Architettura di split nel PON: centralizzata (uno splitter 1:64 all’armadio — flessibile, un solo punto di giunzione) contro a cascata/distribuita (1:4 poi 1:16 lungo la strada — meno fibra di feeder, più chiusure, ~0,5 dB in più) (Classi ODN).

Pianificazione del numero di fibre

Regola	Motivazione
2 fibre per servizio duplex, 1 per abbonato BiDi/PON	base
Aggiungere il 50–100 % di scorta sulle tratte di backbone	il costo delle opere civili supera di gran lunga quello della fibra; posarla più tardi costa di più
Mai meno di 12 fibre in un cavo per esterni; 24–48 tra edifici; 96–288 sui trunk metro; 864+ nei condotti che alimentano i data center	granularità della giunzione e dei conteggi dei ribbon
Pianificare il WDM invece delle fibre dove lo spazio nei condotti è il vincolo	8–96 servizi su una coppia
Fibre (o cavi) separati per i percorsi di protezione	una seconda coppia nello stesso cavo non sopravvive a uno scavo
Riservare fibre per il monitoraggio (RFTS) e futuri splitter PON	—
Affitto di fibra spenta contro servizio a lunghezza d’onda/Ethernet	fibra spenta: si scelgono le ottiche, si gestisce l’impianto; lunghezza d’onda gestita: regole ottiche del fornitore

Protezione e diversificazione

Schema	Come	Tempo di commutazione	Costo in fibra
Non protetto	un percorso	—	1×
1+1	traffico inviato su due percorsi diversificati, il ricevitore sceglie	< 50 ms	2×
1:1 / 1:N	percorso di riserva attivato al guasto	50 ms–secondi	2× o condiviso
Anello (ERPS G.8032, MPLS-TP, OTN, SNCP)	rerouting nell’altro senso dell’anello	< 50 ms	fibre dell’anello
Ripristino a maglia	il control plane trova un nuovo percorso	secondi	capacità di riserva condivisa
PON Type B / C	porta OLT / trunk ridondante / duplicazione completa	secondi	+1 fibra di feeder
Dual-homing (LAG/MLAG/ECMP verso due nodi)	multipath L2/L3	sub-secondo	2× collegamenti di accesso (Nozioni di forwarding)

Diversificazione significa percorsi fisicamente separati: condotti diversi, ingressi d’edificio diversi, lati diversi della strada. Due cavi nello stesso scavo condividono l’escavatore.

Latenza

Mezzo	Ritardo	Nota
Fibra standard	≈ 4,9 µs/km (n ≈ 1,47)	100 km ≈ 0,5 ms in un senso
Fibra hollow-core	≈ 3,3 µs/km	trading, HPC (Tipi di fibra)
Rame / microonde / spazio libero	≈ 3,3 µs/km	le microonde battono la fibra sui percorsi rettilinei
Aggiunta per hop	switch 1–10 µs, router 10–100 µs, FEC/DSP nelle ottiche 400G+ 100–300 ns, DSP coerente µs	apparati, non il vetro

Documentazione di una topologia

Ogni rete in fibra richiede: una mappa delle tratte (GIS), la numerazione di cavi e fibre, schemi di giunzione per ogni chiusura, mappe delle porte ODF, registri dei cross-connect, risultati dei test per fibra e un registro delle modifiche — tenuti aggiornati (Manutenzione e ripristino, Installazione e tracciati).

In CodingBox

La topologia determina l’elenco delle ottiche: coppie BiDi per gli spoke a fibra singola, classi PON per gli alberi, canali CWDM/DWDM per le coppie condivise, SR4/DR4 parallele per i trunk MPO. CodingBox verifica ogni modulo consegnato rispetto a quell’elenco — lunghezza d’onda, canale, PMD, classe di potenza — prima che arrivi sul sito d’installazione (Check transceiver, Code database).

Mantenere la topologia conoscibile — schemi di identificazione, etichette, registri di giunzione, GIS e archivi: Documentazione ed etichettatura; gli apparati ai nodi di queste topologie — transponder, ROADM, OLT, switch di protezione, convertitori di media: Apparati di trasporto e accesso.

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