RETI DI CALCOLATORI E APPLICAZIONI TELEMATICHE file© 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a...

RETI DI CALCOLATORIE APPLICAZIONI TELEMATICHE

Prof. PIER LUCA MONTESSORO

Facoltà di IngegneriaUniversità degli Studi di Udine

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Nota di Copyright

Lezione 7

Elementi di telecomunicazioni

Lezione 7: indice degli argomenti

• Trasmissione dell’informazione• Analisi di Fourier• Il teorema di Nyquist

• Il rumore e il rapporto segnale/rumore:teorema di Shannon

• Mezzi trasmissivi e spettroelettromagnetico

• Attenuazione, diafonia, ACR• Velocità di propagazione

Trasmissione dell’informazione

Trasmettere un’informazione

• Produrre un fenomeno fisico i cui effettipossano essere misurati a distanza

Analisi di Fourier

g(t) funzione periodica di periodo T

)2cos(

)2sin(2

nftactg

∑∞

Analisi di Fourier

dtnfttgT

)2cos()(2

)2sin()(2

Trasformata di Fourier

frequenza

Segnali binari e frequenze armoniche

Teorema di Nyquist

bit rate = 2H log2V

• Stabilisce la massima velocitàtrasmissiva di un canale digitale

• H = banda del canale

• V = numero di livelli discreti

Rapporto segnale/rumore

Teorema di Shannon

• Stabilisce la massima velocitàtrasmissiva di un canale digitale inpresenza di rumore

• H = banda del canale

• S/N = rapporto segnale/rumore

bit rate = H log2(1+S/N)

Mezzi trasmissivie spettro elettromagnetico

Mezzi da spostare fisicamente

• Dischi e nastri magnetici, CD-ROM, DVD,chip di memoria, ecc.

• Elevata banda

• Basso costo• Elevati ritardi

Mezzi trasmissivi veri e propri

• Mezzi elettrici• cavi coassiali

• doppini

• Mezzi ottici• fibre ottiche

Collegamenti “wireless”

• Due tecnologie:• radio

• raggi infrarossi

• I collegamenti radio possono far uso diripetitori, eventualmente satellitari

Lo spettro elettromagnetico100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024

radio micro-onde

infra-rosso

UVluce visibile

raggi X raggi γ

104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016

LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF

doppinocoax

radio AM radio FM

satellite

microondeterrestri

fibreottiche

Attenuazione, diafonia, ACRe velocità di propagazione

α dB = 20 log10 (V1 / V2)

Attenuazione

0 25 50 75 100 125 150

potenza ricevuta / potenza trasmessa

Diafonia (cross-talk)

NEXT: Near End Cross-Talk

• Diafonia misurata dal lato della sorgente

NEXTdB = 20 log10 (V1 / V3)

• L’attenuazione rende la misura di NEXTsignificativa soltanto per i primi 20-30 mdi cavo

• È necessaria la misura ad entrambe leestremità:• dual NEXT

0 25 50 75 100 125 150

potenza del disturbo / potenza trasmessa

• Diafonia misurata dal lato del ricevitore

FEXT: Far End Cross-Talk

FEXTdB = 20 log10 (V1 / V4)

ELFEXT: Equal Level FEXT

ELFEXTdB = FEXT1-2 - α2(dB)

ELFEXT: Equal Level FEXT

• “Equal Level” perché tutti i segnali checontribuiscono alla diafonia percorronouna lunghezza totale pari a quelladell’intero cavo e vengono attenuati dellastessa quantità

• Poiché al FEXT si sottrae l’attenuazionedella coppia disturbata (sotto misura), sitratta di una misura di ACR (v. oltre)

PSELFEXT: Power Sum ELFEXT

PSNEXT: Power Sum NEXT

Delay skew

Return loss

Z1 Z3Z2

• Attenuation to Cross-talk Ratio• Assumendo la diafonia come unica (o

principale) fonte di disturbo, fornisce ilrapporto S/N

ACRdB = NEXTdB - αdB

ACRV1 V2

10NEXT

13 VV =

10NEXT

13 VV =

10NEXT

α−== −

NEXTNS

NEXTdB 20

10log20

attenuazione

diafonia

0 25 50 75 100 125 150

potenza ricevuta / trasmessa

Velocità di propagazione

• È fondamentale per il funzionamento dialcuni protocolli

• Nei cavi in rame e nelle fibre ottiche èapprossimativamente pari a 2/3 c• c ≅ 3 • 108 m/s

• vp ≈ 2 • 108 m/s

Quanto è “lungo” un bit?

• A 10 Mb/s:

ssMb/s

20/10210

=⋅×=

⋅≅

5 bit5 bit

• A 100 Mb/s:

ssMb/s

2/10210

=⋅×=

⋅≅

2 bit2 bit

• A 1 Gb/s:

cmsmsl

ssGb/s

20/10210

=⋅×=

⋅≅

3 3 MbyteMbyte

Lezione 7: riepilogo

• Trasmissione dell’informazione• Analisi di Fourier• Il teorema di Nyquist

• Il rumore e il rapporto segnale/rumore:teorema di Shannon

• Mezzi trasmissivi

• Attenuazione, diafonia, ACR• Velocità di propagazione

Bibliografia

• “Reti di Computer”• Capitolo 2

• Libro “Reti locali: dal cablaggioall’internetworking”

contenuto nel CD-ROM omonimo• Capitolo 3

Come contattare il prof. Montessoro

E-mail: montessoro@uniud.itTelefono: 0432 558286

Fax: 0432 558251URL: www.uniud.it/~montessoro

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