GPON ONU, ONT e OLT: tutto da capire sull'architettura PON

Le reti in fibra FTTH si basano quasi tutte sulla stessa infrastruttura di base: una rete ottica passiva, o PON. Dietro questa tecnologia si celano due apparecchiature chiave — l'OLT lato operatore e l'ONU/ONT lato abbonato — la cui padronanza è indispensabile per ogni tecnico fibra, responsabile di rete o integratore che lavora su distribuzioni FTTH. Questa guida spiega il ruolo di ciascuno, le varianti GPON, EPON e XGS-PON, e come scegliere l'attrezzatura giusta in base alla vostra infrastruttura.

L'architettura PON: perché il GPON?

Una rete PON (Passive Optical Network) è un'infrastruttura di distribuzione in fibra ottica che non utilizza alcuna apparecchiatura attiva tra la centrale dell'operatore e i locali dell'abbonato. La trasmissione si basa unicamente su splitter ottici passivi — componenti senza alimentazione elettrica che dividono il segnale.

Il vantaggio principale è economico: una sola fibra dall'OLT può servire fino a 128 abbonati (rapporto 1:128 in GPON) dividendo il segnale a livello degli splitter. Ciò riduce notevolmente il costo di installazione rispetto a un'architettura punto-punto in cui ogni abbonato richiederebbe la propria fibra dedicata fino alla centrale.

Una distribuzione FTTH GPON costa in media dal 30 al 40% in meno di un'architettura punto-punto equivalente, grazie alla condivisione della fibra di trasporto.

Il GPON (Gigabit Passive Optical Network) è la norma definita dall'ITU-T G.984 e rappresenta oggi la tecnologia dominante nelle distribuzioni FTTH in Europa e in Francia. Offre 2,5 Gbps in downstream (operatore → abbonato) e 1,25 Gbps in upstream, condivisi tra gli abbonati di una stessa porta PON.

ONU e ONT GPON: il terminale lato abbonato

L'ONU (Optical Network Unit) o ONT (Optical Network Terminal) è l'apparecchiatura installata presso l'abbonato. Garantisce la conversione tra il segnale ottico della fibra e le interfacce elettriche utilizzabili (Ethernet, telefonia analogica, WiFi). In pratica, ONU e ONT designano spesso lo stesso dispositivo — la sfumatura tecnica vuole che l'ONT sia direttamente connesso all'apparecchiatura terminale (box), mentre l'ONU alimenta una sottorete tramite uno switch Ethernet.

Le configurazioni ONU/ONT più comuni:

• 1GE ONU — porta Gigabit Ethernet singola, configurazione minimalista per installazioni residenziali semplici
• 1GE + 3FE ONU — 1 porta Gigabit + 3 porte Fast Ethernet, ideale per piccoli edifici o locali professionali
• 1GE + 3FE + PoE ONU — con alimentazione PoE integrata per alimentare direttamente AP WiFi o telecamere IP
• ONU WiFi integrato — con modulo WiFi 2.4/5 GHz, per distribuzioni residenziali tutto-in-uno
• ONU CATV — con porta RF per la televisione via cavo coassiale, comune nelle installazioni miste

Il connettore ottico di un ONU è sistematicamente un SC/APC (connettore verde, angolo 8°). È questo connettore che si collega alla bretella in fibra proveniente dalla PTO (presa terminale ottica) nelle abitazioni FTTH.

OLT GPON: il concentratore lato operatore

L'OLT (Optical Line Terminal) è l'apparecchiatura centrale della rete PON, installata in testa di rete — tipicamente nel NRO (nodo di raccordo ottico) o nel DSLAM di un operatore, o nella sala server di una rete privata (campus, hotel, residenza gestita). L'OLT è l'unica apparecchiatura attiva di tutta l'architettura: gestisce la sincronizzazione temporale (TDMA) delle trasmissioni verso e da ciascun ONU.

Le funzioni principali di un OLT:

• Aggregazione PON — ogni porta PON gestisce fino a 64 o 128 ONU/ONT simultaneamente
• Gestione della larghezza di banda — allocazione dinamica (DBA) secondo le esigenze di ogni abbonato
• Autenticazione ONU — registrazione dei terminali per numero di serie o LOID
• VLAN e QoS — separazione del traffico Internet, voce e IPTV
• Salita rete — porte uplink GbE o 10GbE verso la rete di core (router, BRAS)

Un OLT Elfcam a 4 porte PON può gestire fino a 256 abbonati simultanei (4 × 64) su un'unica unità rack. La versione a 16 porte estende questa capacità a 1.024 abbonati — sufficiente per una distribuzione FTTH di un intero quartiere o di un grande campus.

GPON vs EPON: quali differenze?

Le due grandi norme PON in distribuzione mondiale sono GPON (ITU-T G.984) e EPON (IEEE 802.3ah). Sebbene svolgano lo stesso ruolo, differiscono su diversi punti tecnici e sono incompatibili tra loro — un ONU GPON non può funzionare su un OLT EPON, e viceversa.

In Francia, GPON è la norma imposta da Orange per la sua rete FTTH pubblica. SFR, Bouygues e Free utilizzano anch'essi GPON sulle loro infrastrutture. L'EPON rimane presente su alcune apparecchiature aziendali e in installazioni industriali, particolarmente in Asia.

XGS-PON e XGPON: l'aumento di velocità a 10G

La generazione successiva del GPON è il XGS-PON (10-Gigabit Symmetric PON, ITU-T G.9807.1), che moltiplica per 4 le velocità della fibra: 10 Gbps in downstream e 10 Gbps in upstream. È la tecnologia verso la quale gli operatori europei stanno migrando progressivamente per rispondere alla domanda di larghezza di banda degli usi cloud, gaming e videoconferenza 4K.

La particolarità del XGS-PON è la sua coesistenza con il GPON sulla stessa infrastruttura in fibra. Le due tecnologie utilizzano lunghezze d'onda diverse, il che permette a un OLT XGS-PON di servire simultaneamente ONU GPON (vecchi abbonati) e ONU XGS-PON (nuovi abbonati) sulla stessa rete di distribuzione. La migrazione è quindi progressiva, senza sostituzione di cavi né di splitter.

Da notare: XGPON (G.987, 10G downstream / 2,5G upstream) è una variante asimmetrica meno distribuita di XGS-PON. Free utilizza in particolare XGS-PON sulla sua Freebox Ultra, che dispone di una porta SFP+ 10G lato abbonato.

Moduli SFP GPON: l'alternativa compatta alle apparecchiature dedicate

Un'alternativa agli ONU/ONT dedicati è il modulo SFP GPON — un transceiver in formato SFP standard che integra la logica GPON in un fattore di forma 1.25G o 2.5G. Questo tipo di modulo si inserisce nella porta SFP di uno switch gestito o di un router compatibile, trasformando questa apparecchiatura in un ONU GPON senza alloggiamento dedicato aggiuntivo.

I moduli SFP GPON esistono in due classi di potenza:

• PX20+ / PX20++ — budget ottico di 29–32 dB, copertura fino a 20 km, per distribuzioni FTTH residenziali standard
• Class C++ — budget ottico di 32–35 dB, per lunghe distanze o splitter con rapporto elevato (1:128)

I moduli SFP OLT (lato operatore) e SFP ONU (lato abbonato) sono distinti e non intercambiabili. Un modulo SFP GPON OLT TX a 1490 nm è progettato per essere inserito nell'OLT, mentre un SFP ONU TX a 1310 nm si installa nell'apparecchiatura abbonato.

Dimensionare una rete PON: rapporto di split e budget ottico

Il dimensionamento di una rete PON si basa su due parametri fondamentali: il rapporto di split e il budget ottico.

Il rapporto di split è il rapporto tra il numero di porte PON dell'OLT e il numero di abbonati serviti. Un rapporto 1:64 significa che una porta PON serve 64 ONU. Più il rapporto è elevato, più il budget di larghezza di banda per abbonato è ridotto e più le perdite ottiche da compensare sono importanti.

Il budget ottico è la perdita massima accettabile sul percorso ottico tra l'OLT e l'ONU. Si calcola così:

Budget ottico = Perdite cavo (0,35 dB/km × distanza) + Perdite splitter (3,5 dB per livello di split) + Perdite connettori (0,3 dB × numero) + Margine (3 dB)

Per una distribuzione GPON standard:

• Distanza OLT → abbonato: 20 km max.
• Splitter 1:64: attenuazione ≈ 18 dB
• Budget totale tipico: 28 dB (classe B+) o 32 dB (classe C++)

Se la vostra distribuzione supera questo budget (lunghe distanze, splitter multipli in cascata), sarà necessario utilizzare moduli SFP Class C++ o inserire un amplificatore EDFA. I cavi in fibra esterni rinforzati Elfcam G.657.A1/A2 con guaina PE sono raccomandati per i collegamenti a lunga distanza esposti ai raggi UV e alle variazioni di temperatura.

Domande frequenti — GPON ONU, ONT e OLT