di Fredy Künzler
Durata della lettura: 5 minuti
Overbooking: come i provider si dividono la larghezza di banda
La maggior parte dei provider pubblicizza i propri abbonamenti Internet indicando, oltre al prezzo, anche la larghezza di banda massima disponibile. Questi due parametri sono facilmente confrontabili per i clienti e spesso sono il criterio decisivo per la scelta.
In passato, quando non esisteva ancora la fibra ottica, le connessioni Internet venivano realizzate con due tecnologie concorrenti: Da un lato, la DSL (Digital Subscriber Line) in varie forme (ADSL, VDSL, g.Fast) sul cavo in rame a due fili utilizzato per la telefonia convenzionale e, dall’altro, Internet via cavo sul cavo coassiale utilizzato per la televisione via cavo. Entrambe le tecnologie hanno in comune il fatto che le frequenze trasferibili sui rispettivi cavi sono fisicamente limitate, il che limita la larghezza di banda raggiungibile.
Asimmetria
Poiché la maggior parte dei clienti privati richiede più larghezza di banda per il download che per l’upload, le frequenze disponibili sono state classificate con conseguente asimmetria: 100/20 Mbit/s con DSL offre 100 Mbit/s di larghezza di banda per il download, ma solo 20 Mbit/s di larghezza di banda per l’upload. Questa restrizione si applica anche a Internet via cavo, sebbene la larghezza di banda raggiungibile sia maggiore con il cavo. Lo standard DOCSIS 3.1 comunemente utilizzato in Svizzera potrebbe teoricamente raggiungere i 10/1 Gbit/s, mentre la tecnologia DSL attualmente in uso si ferma a 500 Mbit/s.
A differenza del cavo e della DSL, la fibra ottica non ha limiti. Non sorprende quindi che quasi tutti gli operatori di rete si affidino alla fibra ottica e ignorino le più recenti tecnologie via cavo, come DOCSIS 4.0 o 4.1. Una rete in fibra ottica è molto più facile da gestire e consuma meno elettricità, il che è ovviamente molto più economico a lungo termine, anche se la costruzione della fibra ottica richiede investimenti elevati.
Topologie di rete
Mentre la rete DSL ha una topologia di rete P2P (Point-to-Point), le reti televisive via cavo sono strutturate come P2MP (Point-to-Multipoint). I clienti DSL hanno la propria linea privata fino al DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer, il dispositivo del provider nella sede centrale), che aggrega le linee DSL.
Nel mondo dei cavi, il dispositivo corrispondente si chiama CMTS (Cable Modem Termination System). Questo alimenta tutti i modem via cavo dell’edificio, del quartiere o addirittura dell’intero distretto su un albero di cavo coassiale comune e spesso si trova in Street-Cabinets.
La larghezza di banda tecnicamente disponibile sul cavo coassiale viene condivisa tra tutti i clienti collegati. Poiché le CMTS sono costose da acquistare, alcuni fornitori di Internet via cavo hanno collegato troppi clienti a una CMTS, sovraccaricando così la rete. Solo in caso di reclami viene installato un secondo CMTS.
Anche le due topologie di rete in fibra ottica predominanti derivano da questa tradizione. Mentre i primi “Telefönler” pensavano a uno schema P2P punto-punto (noto anche come AON Active Optical Networking), i “Käbeler” viaggiavano con un concetto P2MP punto-multipunto (PON Passive Optical Networking). Queste due topologie di rete sono state oggetto di un ampio dibattito negli ultimi anni. Una topologia di rete P2MP può essere mappata su una topologia di rete P2P, ma non viceversa. Una topologia di rete P2P è necessaria per la piena libertà dei provider per quanto riguarda l’elettronica utilizzata, che potrebbe essere garantita grazie alla cosiddetta disputa sulla fibra ottica (si veda l’articolo del blog “La storia della “controverisa sulla fibra ottica”).
XGS-PON: il quasi standard
La maggior parte dei provider in Svizzera si affida oggi a XGS-PON. Come suggerisce il nome, questo sistema si basa sulla topologia PON e supporta una larghezza di banda simmetrica (S) di 10 (X) gigabit (G). Questa larghezza di banda viene suddivisa tra 2 e 128 clienti mediante uno splitter ottico. La maggior parte dei provider in Svizzera utilizza splitter a 32 clienti. Ciò significa che la larghezza di banda nominale di 10 Gbit/s viene suddivisa tra 32 clienti.
Il dispositivo utilizzato nell’ufficio centrale per aggregare le linee dei clienti si chiama OLT (Optical Line Termination). Diversi produttori vendono OLT per XGS-PON; un dispositivo frequentemente utilizzato da vari provider è il modello Nokia 7360 ISAM FX-8:
È composto da una o due schede supervisori (ridondanza), ciascuna con 4 uplink Ethernet da 10 Gbit/s, e da 8 slot in cui sono installate le schede di terminazione di linea XGS-PON. Ogni scheda di terminazione di linea dispone di 16 connessioni da 10 Gbit/s, ciascuna delle quali può servire uno splitter.
Quando è completamente equipaggiato, il Nokia 7360 ISAM FX-8 può fornire un massimo di 4096 connessioni di clienti. Questo valore è calcolato da 8 (schede di terminazione di linea) per 16 (connessioni) per 32 clienti per splitter = 4096. La larghezza di banda massima disponibile di una scheda supervisore è di 4x 10 Gbit/, cioè 40 Gbit/s (lordi), al netto di 32 Gbit/s a pieno utilizzo. In termini nominali, ciò lascia circa 7,8 Mbit/s (megabit!) di larghezza di banda per cliente. Tuttavia, l’abbonamento a Internet è in realtà pubblicizzato a 10 gigabit al secondo.
Overbooking
Questo approccio si chiama “overbooking”.
In confronto, la topologia di rete Ethernet su P2P è migliore: uno switch Cisco C9500-48Y4C dispone di 48 porte per le connessioni dei clienti (1, 10 o 25 Gbit/s) e 4 porte di uplink con 100Gbit/ ciascuna, anche se solo una di queste può essere conteggiata a seconda della configurazione. La larghezza di banda per cliente è calcolata come segue:
80Gbit/s di uplink (netto) diviso 48 clienti = 1,66 Gbit/s per cliente. Nominalmente vengono venduti 1, 10 o 25 Gbit/s a seconda della configurazione dell’ottica. Il fattore di overbooking nominale è quindi notevolmente inferiore con una topologia di rete P2P rispetto a P2MP. Questo era già il caso per la rete telefonica convenzionale rispetto alla rete via cavo.
L’attività del provider Internet
L’overbooking è legittimo? Fondamentalmente sì, l’attività di ogni provider Internet funziona così: si accumulano i requisiti di larghezza di banda di tutti i clienti e si produce la capacità necessaria. Naturalmente, un provider non considera un OLT o uno switch separatamente, ma somma tutti i dispositivi e aggrega il traffico nella dorsale. A tal fine, il traffico e altri parametri vengono analizzati continuamente tramite la telemetria e allertati in caso di anomalie. Viene misurato il volume di dati consumati e le capacità devono essere continuamente adeguate al consumo. Sono quindi necessari aggiornamenti periodici. Tuttavia, il momento in cui questi aggiornamenti vengono realmente effettuati può variare a seconda dell’immagine propria, delle aspettative di rendimento, della politica di peering o del gusto personale dell’architetto di rete. Una raccomandazione sarcastica del settore dice: “Progettate la capacità in modo tale che nessun cliente si senta mai costretto a chiamare l’assistenza per lamentarsi della lentezza di Internet”.
Overbooking a scapito della qualità
L’overbooking è quindi flessibile. La larghezza di banda (nominale) X è venduta al prezzo Y al mese. Questo è ciò che il cliente sottoscrive. Come cliente, ci si rende conto che alcuni provider hanno un overbooking eccessivo della capacità disponibile solo quando si è firmato un contratto per uno o due anni, ma si raggiunge la larghezza di banda venduta solo alle 4 del mattino, quando la maggior parte degli altri clienti dorme. Durante la prima serata della domenica sera alle 20.30, invece, lo streaming di Netflix va a scatti, il gioco sparatutto lagga e l’aggiornamento delle app sul cellulare richiede un’eternità. Se questo è il caso, allora il provider ha fatto un overbooking eccessivo *), ma ha risparmiato a scapito della qualità dell’esperienza dell’utente.
*PS: La maggior parte delle lamentele per “Internet lento” sono dovute alla scarsa qualità del WiFi. Le condizioni strutturali spesso limitano il segnale WiFi, per questo motivo i test di velocità affidabili devono sempre essere eseguiti con un cavo Ethernet. Qui vi spieghiamo come verificare la velocità della vostra connessione.