Cost estimation of deployment and operation of a GPON network

The impact of the Internet in our lives over the past decade has been immense. A large part, if not all, of our daily activities require a connection to the network. For this reason, States around the world have been acting for a long time to allow their citizens to access the Internet quickly, efficiently and safely. With regard to fixed access, the role of technologies that exploit optical fiber to achieve these results is and will be predominant. The importance of such an infrastructure in the territory is also highlighted by the objectives that the European Union has set through the Digital Agenda for Europe. An added factor is the fact that the laying of the aforementioned infrastructure does not bind the owner to the use of a specific technology. At the time that this thesis was written, the dominant technology, at least for what concerns the European context, is Gigabit Passive Optical Network (GPON). For this reason the work of this thesis was focused on two critical and relevant aspects concerning the design and the subsequent management of a fiber-optic infrastructure for the access network that implements the GPON technology. In the first part of this work a method to perform the massive estimate of the lengths and the costs for the construction of such an infrastructure in all the Italian municipalities is proposed. The need to have such an estimate quickly is not to be underestimated when one is in situations where one can not afford to wait for the times of a normal estimation algorithm. In the second part of the thesis work the problem of saturation of network elements is addressed. This problem arises because the infrastructure hosts more operators. In order to avoid these problems completely, a total duplication for each operator would be necessary. Since this solution is obviously impractical, a method to perform the re-provisioning of the exhausted resources in a proactive way will be proposed and compared with the current methods used.

L’impatto di Internet nelle nostre vite nell’ultimo decennio è stato devastante. Buona parte, se non quasi la totalità, delle nostre attività quotidiane richiedono un collegamento alla rete. Per questo motivo gli Stati di tutto il mondo si sono mossi già da tempo per permettere ai loro cittadini l’accesso ad Internet in maniera veloce, efficiente, sicura. Per quanto riguarda l’accesso fisso, è e sarà preponderante il ruolo delle tecnologie che sfruttano la fibra ottica per il raggiungimento di tali risultati. L’importanza di una tale infrastruttura nel territorio è testimoniata anche dagli obiettivi che l’Unione Europea ha posto tramite l’Agenda Digitale Europea. Un fattore aggiunto è dato dal fatto che la posa della suddetta infrastruttura non lega il proprietario all’utilizzo di una specifica tecnologia. Al momento della stesura di questa tesi la tecnologia dominante il mercato, almeno per quanto riguarda l’ambito europeo, è la Gigabit Passive Optical Network (GPON). Per tale motivo il lavoro di questa tesi si è concentrato su due aspetti critici e rilevanti riguardanti la progettazione e la successiva gestione di una infrastruttura in fibra ottica per la rete di accesso che implementi la tecnologia GPON. Nella prima parte di questo lavoro di tesi si propone un metodo per eseguire la stima massiva delle lunghezze e dei costi per la realizzazione di una tale infrastruttura negli oltre 8000 comuni Italiani. L’esigenza di avere in tempi rapidi una tale stima non è da sottovalutare quando ci si trova in situazioni in cui non ci si può permettere di aspettare i tempi di un normale algoritmo di stima. Nella seconda parte del lavoro di tesi viene affrontato il problema della saturazione degli elementi di rete. Questo problema nasce poichè l’infrastruttura ospita più operatori. Al fine di evitare completamente tali problemi servirebbe una duplicazione completa per ciascun operatore. Poichè questa soluzione è ovviamente impraticabile, un metodo per eseguire il re-provisioning delle risorse esaurite in maniera proattiva verrà proposto e confrontato con gli attuali metodi utilizzati.