Laboratorio
Presso i laboratori di Ricerca del Settore Infrastrutture e Dispositivi di Nuova Generazione della DGTEL, tenuti costantemente aggiornati, si sperimentano soluzioni d’avanguardia che da sempre contribuiscono allo sviluppo delle Telecomunicazioni.
L’importanza, infatti, della Ricerca e dello Sviluppo nell'ambito delle Reti di Nuova Generazione (NGN), del Future Internet ed in generale dei sistemi di comunicazioni su portante ottica, sia Wired che Wireless, rappresenta, nello scenario Europeo e Mondiale, una pietra d’angolo imprescindibile per lo sviluppo Nazionale.
I principali temi di Ricerca Scientifica portati avanti dal Settore Infrastrutture e Dispositivi di Nuova Generazione della Divisione IV sono:
- processing ottico in sistemi ad alta velocità di cifra multicanale (DWDM) su fibra ottica (2.5 Gbps, 10 Gbps, 40 Gbps) sia in modulazione di ampiezza che di fase;
- studio e ricerca nel settore della sicurezza delle reti e delle infrastrutture critiche;
- studio e caratterizzazione di dispositivi di nuova generazione ed applicazioni di logiche ultraveloci tramite l’utilizzo di amplificatori a semiconduttore (SOA) in banda O, S, C ed L;
- analisi di fenomeni non lineari in fibra ottica applicabili alla realizzazione di dispositivi da inserirsi nei nodi di distribuzione della rete di accesso e di trasporto;
- studio e realizzazione di nuove tipologie di rete wired (GePON, GPON, P2P) in grado di garantire flessibilità di gestione e larghissima banda fino a casa dell’utente;
- risparmio energetico nelle reti TLC, studi tecnico economici, analisi di fonti di energia alternative
Nel laboratorio è presente l’attestazione principale del Poligono Ottico Sperimentale, costituito da un cavo in fibra ottica installato tra la Sede EUR e Pomezia di circa 24 Km, costituito da 80 fibre con differenti caratteristiche, operanti alle lunghezze d’onda di 1310 nm e 1550 nm, così distribuite:
- n. 30 SM (single mode) conformi alla ITU-T G.652
- n. 30 DS (dispersionshifted) conformi alla ITU-T G.653
- n. 20 NZD (non zero dispersion) conformi alla ITU-T G.655
Effettuando vari loop-back si può realizzare un collegamento bidirezionale di circa 750 Km e configurarlo, a seconda delle esigenze, con elementi di rete interposti di vario tipo (OA, ADM, DXC, ecc.), in modo da poter caratterizzare i sistemi di trasmissione considerando i vari effetti lineari e non della fibra ottica.
Ricerca
Negli ultimi anni l’Europa, ed in generale il resto del mondo, si è trovata ad affrontare una crisi economica enorme. Parallelamente, nonostante questo scenario, le telecomunicazioni e le tecnologie/infrastrutture a larga banda hanno, giorno dopo giorno, aumentato il proprio impatto sulla società. Si tratta, in una congiuntura economica come quella attuale, di un segnale importante e diviene quindi fondamentale, in un approccio pubblico e privato, incrementare gli sforzi congiunti per accelerare la ripartenza dell'economia partendo da questo volano. Dal 2002, ben prima della crisi, la Commissione europea ha iniziato a focalizzare il proprio interesse verso la diffusione della banda larga come fattore chiave per aumentare lo sviluppo economico confidando che la presenza di connessioni Internet a banda larga potesse rappresentare una condizione fondamentale per la crescita del mercato e l'occupazione in tutti i settori dell'economia europea. La diffusione della Larga Banda e dei Servizi di nuova generazione rappresentano senza dubbio un propulsore imprescindibile per l’incremento della concorrenza nel mercato unico globale ed il rilancio dello sviluppo a tutti i livelli. L’Agenda Digitale Europea conferma gli sforzi della Commissione in tal senso sul territorio dell’Unione.
Con queste premesse, presso i laboratori di Ricerca della Direzione Generale per il Digitale e le Telecomunicazioni - Istituto Superiore delle Comunicazioni e delle Tecnologie dell'Informazione, tenuti costantemente aggiornati, si sperimentano soluzioni d’avanguardia. L’importanza della Ricerca e dello Sviluppo nell’ambito dei sistemi di comunicazione, sia Wired che Wireless, è vitale per una corretta politica di sviluppo che ponga al centro della scena lo sviluppo Nazionale. La Divisione IV della DGTEL - ISCTI si è posta negli ultimi anni quale centro di aggregazione dove sviluppare quanto precedentemente menzionato. Questa azione viene svolta in modo capillare, presso i laboratori NGN, Optoelettronica e Test Plant per reti di accesso, agevolata dalle numerose CONVENZIONI di carattere scientifico stipulate dalla DGTEL - ISCTI con alcune delle più prestigiose Università Italiane e Straniere, da ricercatori e tecnici, nonché da studenti e dottorandi.
Grazie alle sinergie messe a disposizione, sono stati raggiunti eccellenti risultati nel Settore delle Trasmissioni Ottiche per la NgN (Next Generation Network) dimostrati dalla presenza massiva, sullo scacchiere scientifico internazionale, in progetti di ricerca internazionali (FP6 ePhotonOne+, FP7 BONE, FP7 SARDANA, COST MP0702, COST IC1101), in Pubblicazioni Scientifiche (IEEE, OSA, Wiley), presso Conferenze Nazionali (FOTONICA) ed Internazionali (IEEE ECOC, OSA CLEO, IEEE/OSA OFC, IEEE ICTON, IEEE ConTEL).
In particolare su:
Presso i laboratori della Divisione IV, vi sono sistemi di trasmissione ottica wireless (OWC, Optical Wireless Communication) nello spazio libero denominati FSO (Free Space Optics) per l’erogazione di servizi di scambio dati e video sia su infrastruttura ottica passiva ibrida di tipo fibra/FSO sia per ambienti di smistamento dati denominati Data Center. Le sperimentazioni FSO si basano su sorgente ottica di tipo laser e sono di due tipi: FSO passivo in indoor ed outdoor. La parte indoor riguarda la propagazione convenzionale (in aria) su banco ottico di laboratorio e la propagazione impervia non convenzionale ovvero subacqueo (underwater) per l'analisi di scambio dati in ambiente sottomarino. I sistemi FSO in quanto passivi non richiedono conversioni elettro-ottiche del segnale di comunicazione, applicando così il concetto di All-Optical Communication, che ha effetti benefici sul risparmio energetico e sulle prestazioni dei sistemi di telecomunicazioni. Vi è poi un sistema FSO outdoor composto da testine ottiche wireless di tipo commerciale, installate sul tetto di tre edifici distanti tra loro, creando un triangolo di comunicazione sempre al fine di rilevazioni di dati sensibili alla valutazione del canale ottico; quest'ultimo connesso ad una stazione metereologica per l'elaborazione dei dati atmosferici mediante laser. L'elaborazione dei dati di propagazione rilevati dai due sistemi FSO sarà utilizzata per legare le condizioni climatiche e quindi gli agenti atmosferici, al comportamento del ponte ottico passivo.
Sviluppo di tecniche di fabbricazione per sorgenti integrate su silicio a basso costo.
Nuovi studi affrontati riguardo la prototipazione di sorgenti ottiche in banda C integrate su silicio con tecnologie Silicon-Organic Hybrid (SOH), insieme allo sviluppo di materiali emettitori IR sempre in banda C con l’ottimizzazione della loro affidabilità in termini di basso costo.
Al riguardo è in corso un progetto di collaborazione tra ricercatori dell’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”, dell’Università di Cagliari e del CNR, chiamato ORISHA, allo scopo proprio di dimostrare la fattibilità di un sistema ibrido silicio/organico integrato comprendente tutte le funzionalità base per un sistema di comunicazione ottico (trasmissione, guida d’onda, ricevitore).
Le principali motivazioni del progetto ORISHA (ORganic Integrated on Silicon Hybrid Amplifier) risiedono nell’attuale obiettivo nel mondo ICT di superare i limiti di banda imposti dalle tecnologie microelettroniche basate su CMOS per consentire l'implementazione delle nuove reti a banda ultra larga di supporto ai nuovi sistemi di comunicazioni mobili pervasive come la futura tecnologia 5G e alle nuove reti ultra dense legate alla crescita del cloud computing (reti di data centers). Tale obiettivo è raggiungibile con il passaggio da dispositivi operanti nel dominio elettrico a dispositivi fotonici.
Il progetto ORISHA ha lo scopo di sviluppare un dispositivo laser ad emissione IR integrato su Silicio abilitante per applicazioni in ambito ICT (apparati 5G, data centers, dispositivi di comunicazione mobile, reti di accesso) e in settori extra-ICT come la componentistica per lo Spazio. Il progetto è coordinato dall'Istituto Superiore delle comunicazioni e partecipato dal Dipartimento di Scienze di Base ed Applicate all’Ingegneria di Sapienza Università di Roma, dal Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche dell’Università di Cagliari e dall’unità di Roma dell’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del CNR.
Visible Light Communications (VLC)
Sviluppo di foto-rilevatori (photo-detector, PD) ottici organici ad elevata efficienza ed alta sensibilità di rivelazione.
Sempre nell'ambito dell’attività su OWC (Optical Wireless Communication) si affrontano già da tempo tematiche relative alla più nuova tecnologia wireless ottica, detta Visible Light Communications (VLC). In un sistema VLC la sorgente ottica è di tipo LED, modulata direttamente per trasmettere informazione (streaming dati), per cui si presta ad applicazioni in scenari “indoor”, come utenze internet di una casa/ufficio, oppure servizi di broadcasting locale (conferenze, diffusione commerciale); particolare importante è la sua naturale compatibilità con i sistemi di illuminazione artificiale, con l’intento finale di ottenere con un singolo oggetto due distinti servizi (luce e dati). Questi sistemi consentiranno la copertura di una larga area, legata al basso consumo energetico e al risparmio economico, unito al vantaggio delle comunicazioni OWC. Interessante sarà l’applicazione di questi sistemi anche per l’illuminazione pubblica e la segnaletica stradale intelligenti.
Vedi anche
Contatti
Referente tecnico: Fabio Anania
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