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Come è fatta l’infrastruttura con cui Facebook vuole connettere il mondo

La mission di Facebook Connectivity, attraverso attività di ricerca e sviluppo di soluzioni, programmi e prodotti, così come alla collaborazione con una rete di partner, è di connettere a Internet quante più persone possibili in tutto il mondo.

Facebook Connectivity opera dal 2013 e in questi anni ha consentito a oltre 300 milioni di persone di connettersi a Internet più velocemente, sottolinea l’azienda. Comprendendo anche coloro che hanno potuto beneficiare di altri vantaggi, come i miglioramenti alle prestazioni di rete basati sulle innovazioni tecnologiche introdotte.

La chiave di tutto è infatti nelle tecnologie innovative. Ed è con innovazioni tecnologiche a tutto campo che Facebook Connectivity sta dando un ulteriore e nuovo slancio allo sforzo per superare il digital divide.

Facebook Connectivity

Al fine di portare una connessione di qualità alle tantissime persone in tutto il mondo che ne sono ancora prive.

L’innovazione di Facebook Connectivity per raggiungere questi obiettivi si sviluppa attraverso tre iniziative chiave: cavi sottomarini, ridurre il costo di implementazione della fibra e risolvere il problema dell’ultimo miglio.

Cavi sottomarini, l’infrastruttura primaria

I cavi in fibra ottica sono la soluzione ideale per fornire una connessione Internet economica e ad alta velocità, poiché supportano una larghezza di banda più di mille volte superiore a quella di altre tecnologie di comunicazione.

Facebook Connectivity sta continuando a investire per migliorare i cavi in fibra ottica sottomarini e per estenderne la portata, in modo da offrire una connessione di qualità a più persone.

Facebook Connectivity

Fino a poco tempo fa, i cavi sottomarini transoceanici erano composti da due a otto paia di fibre soltanto.

Grazie alla collaborazione con vari operatori del settore, Facebook è ora in grado di annunciare il primo sistema di cavo sottomarino transatlantico tra Europa e Stati Uniti dotato di 24 paia di fibre.

Questo sistema ha una capacità di mezzo petabit al secondo, pari a mezzo milione di gigabit. Per mettere in prospettiva, si tratta di una capacità 200 volte superiore a quella dei cavi transatlantici realizzati nei primi anni 2000.

Facebook Connectivity

Questo nuovo sistema si basa sulle ultime novità di Facebook Connectivity riguardanti 2Africa Pearls, il cavo sottomarino che connette Africa, Asia ed Europa, e fa del sistema di cavi 2Africa il più lungo al mondo, in grado di garantire connettività fino a tre miliardi di persone.

Tra le innovazioni introdotte da Facebook Connectivity: per alcune parti del progetto 2Africa verrà usato un nuovo sistema di conduttori in alluminio per sostituire i tradizionali conduttori in rame e ridurre i costi di costruzione di cavi di tale portata.

Facebook Connectivity

Un altro importante miglioramento riguarda l’alimentazione dei cavi sottomarini. Attualmente, la capacità di questi cavi è limitata dalla quantità di energia elettrica fornita dalla terraferma a una serie di ripetitori posizionati lungo il cavo a intervalli di 80 km circa.

Per un collegamento transatlantico tra l’Europa e gli Stati Uniti di più di 7000 km, si tratta di un lunghissimo cavo di alimentazione, estremamente complesso da gestire.

Per superare questa sfida, gli ingegneri di Facebook Connectivity stanno progettando boe in grado di fornire l’alimentazione ai ripetitori direttamente dall’oceano. Il team sta inoltre cercando modi più sostenibili per raggiungere questo risultato, con una combinazione di convertitori di energia delle onde e pannelli solari.

Facebook Connectivity

Questa soluzione unica – ha messo in evidenza Facebook Connectivity – consentirà di perfezionare la tecnologia usata, passando da ½ petabit a 5 petabit al secondo, una capacità 10 volte superiore.

L’innovazione riguarda anche il come e dove posizionare i cavi. Ad esempio, Atlantis è uno strumento di modellazione predittiva che consente di prevedere quali percorsi dei cavi sottomarini sono in grado di garantire una maggiore disponibilità della rete durante eventi imprevisti.

Un robot per installare la fibra

I cavi sottomarini fanno parte delle dorsali della rete Internet globale, ma una volta che hanno raggiunto la terraferma, occorre fornire larghezza di banda alle comunità. Tuttavia, gli attuali metodi di installazione della fibra sono laboriosi e costosi.

Di conseguenza, l’implementazione si è trasformata in un collo di bottiglia per un’ulteriore estensione della fibra e per il raggiungimento del tipo di diffusione necessaria per garantire a tutti un accesso illimitato a Internet, indipendentemente dal reddito.

Bombyx

 

Sebbene il costo al metro dei singoli fili di fibra sia limitato, la spesa per l’installazione della fibra varia da decine a centinaia di dollari al metro. Facebook Connectivity si è messa dunque  al lavoro per trovare un modo di ridurre questi costi.

È nata l’idea di sfruttare le linee elettriche di media tensione, i fili che si vedono sui pali della luce in tante parti del mondo. Era però necessario trovare un modo per aggiungere la fibra a queste linee.

Bombyx

È così che è nato Bombyx, un robot per l’installazione aerea della fibra che ne rende più rapida ed economica la diffusione.

Con un nome derivato dalla definizione scientifica del baco da seta, Bombyx è il tentativo di Facebook di ridurre il costo dell’installazione terrestre della fibra combinando le innovazioni nel campo della robotica con la progettazione dei cavi in fibra ottica. Il tutto, al fine di ampliare la rete terrestre della fibra evitando le spese legate agli scavi necessari per stendere i cavi sottoterra.

Dall’inizio del progetto, Facebook ha ridotto di 4,5 kg il peso del robot e diminuito da 17 a 4 minuti il tempo necessario a Bombyx per percorrere una linea elettrica. Ha anche migliorato il meccanismo di stabilizzazione per fare in modo che il robot rimanga sempre in posizione verticale sulla linea.

Bombyx

Il team sta anche lavorando per consentire al robot di passare da un funzionamento semi-autonomo all’autonomia completa quando deve superare un ostacolo. Con il sistema semi-autonomo attuale, gli operatori devono monitorare e dirigere i movimenti del robot quando questo attraversa i confini.

Se fosse completamente autonomo, i tecnici potrebbero limitarsi a caricare il robot sulla linea e lasciare che questo tracci un percorso per spostarsi liberamente aggirando gli ostacoli.

Lo sviluppo di Bombyx ha richiesto la soluzione di alcuni importanti problemi di progettazione dei cavi in fibra ottica. Ad esempio, quello relativo al peso del cavo e del robot stesso, oppure le temperature molto elevate che raggiungono i cavi elettrici.

Bombyx

Per risolvere questi problemi di progettazione, Facebook innanzitutto ha usato l’intreccio in Kevlar per rafforzare il cavo senza influire su dimensioni e flessibilità. Ha quindi affrontato il problema delle dimensioni e del peso riducendo da 96 a 24 il numero delle fibre, visto che, grazie alle tecnologie più recenti, un unico cavo di fibra può connettere fino a 1000 case.

Infine, Facebook ha collaborato con i più noti fornitori di materiali per sviluppare una guaina che consentisse alla fibra di resistere alle temperature elevate che si raggiungono sulle linee elettriche e agli archi voltaici dell’alta tensione.

L’impegnativo passaggio successivo era progettare un robot in grado di spostarsi lungo le linee elettriche e superare gli ostacoli. Bombyx usa tecniche di movimento avanzate per mantenere l’equilibrio o capovolgersi quando incontra un ostacolo durante l’avvolgimento della fibra intorno alle linee elettriche.

Bombyx

Ogni robot – ha messo in evidenza Facebook – sarà in grado di installare più di un chilometro di fibra e superare autonomamente decine di ostacoli in un’ora e mezza circa. Sebbene sia ancora presto per fare un bilancio del potenziale impatto, ha avvertito la società, gli ingegneri sono ottimisti.

Bombyx ha suscitato l’interesse anche delle società di servizi pubblici che hanno sempre più bisogno della larghezza di banda della fibra per modernizzare le operazioni delle proprie reti e a cui viene richiesto di contribuire all’eliminazione del digital divide.

Terragraph, la connessione si sposta nell’aria

Dopo aver attraversato l’oceano e aumentato la fibra fornita alle comunità, c’è ancora da percorrere il tratto finale per portare la connessione fino alle abitazioni e alle aziende. Il grosso del lavoro sembrerebbe fatto, e invece quest’ultimo passaggio è uno dei problemi più difficili da risolvere, sottolinea Facebook.

Terragraph

Per affrontare anche questa sfida, Facebook Connectivity ha sviluppato una tecnologia chiamata Terragraph che copre l’ultimo chilometro in modalità over-the-air. Ciò consente agli edifici di avere connessioni a velocità della fibra in modalità wireless a un costo decisamente inferiore a quello degli approcci tradizionali.

Terragraph ha già fornito l’accesso a Internet a più di 6500 case ad Anchorage, in Alaska, e ne è cominciata l’installazione a Perth, in Australia.

Questa soluzione sfrutta i trasmettitori presenti negli impianti stradali e sui tetti per creare una rete distribuita che fornisce una connettività affidabile e ad alta velocità ad abitazioni e aziende. Terragraph è più veloce da installare rispetto alla fibra interrata perché si basa su punti di fibra esistenti e aumenta la capacità senza fili attraverso nodi montati su impianti stradali quali lampioni e semafori.

Terragraph

I nodi di Terragraph formano una struttura multinodo, creando una rete resiliente in grado di reindirizzare il segnale, se necessario, per garantire ad abitazioni e aziende una capacità ininterrotta anche in presenza di ostacoli, ad esempio un ponteggio.

Questa tecnologia è nata nel 2015 e – ha affermato Facebook – si sta ora diffondendo nei mercati internazionali tramite l’ecosistema di partner OEM e fornitori di servizi in tutto il mondo.

Terragraph

Terragraph viene concesso in licenza agli OEM gratuitamente e cinque partner hanno già annunciato la disponibilità di prodotti hardware compatibili con questa soluzione. A oggi, ha reso noto Facebook, questi OEM hanno inviato più di 30.000 unità Terragraph a oltre 100 fornitori di servizi e integratori di sistemi in tutto il mondo.

I prossimi passi

Facebook ha espresso l’intenzione di continuare a perfezionare tutte le sue tecnologie per la connettività. A breve partiranno i test delle boe galleggianti che alimenteranno i cavi sottomarini nel mezzo dell’oceano.

Sulla terraferma, inizieranno presto le prove di Bombyx per i servizi pubblici. Facebook continuerà inoltre a collaborare con gli OEM per adattare Terragraph a molti altri mercati del mondo.

Dopo aver raggiunto l’obiettivo di fornire una rete Internet affidabile e ad alta velocità a più di 300 milioni di persone, Facebook vuole andare oltre.

Per connettere il prossimo miliardo di persone occorrono molte altre iniziative e sarà necessario creare soluzioni innovative per aiutare il settore a eliminare il digital divide.

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