LE TECNOLOGIE DELLE TELECOMUNICAZIONI CORSO INTRODUTTIVO PER NON TECNICI Parte prima: LA RETE...

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LE TECNOLOGIE DELLE LE TECNOLOGIE DELLE TELECOMUNICAZIONI TELECOMUNICAZIONI CORSO INTRODUTTIVO CORSO INTRODUTTIVO PER NON TECNICI PER NON TECNICI Parte prima: Parte prima: LA RETE TELEFONICA COMMUTATA LA RETE TELEFONICA COMMUTATA DOCENTE: COSMO COLAVITO

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LE TECNOLOGIE DELLE LE TECNOLOGIE DELLE TELECOMUNICAZIONITELECOMUNICAZIONI

CORSO INTRODUTTIVO CORSO INTRODUTTIVOPER NON TECNICIPER NON TECNICI

Parte prima:Parte prima: LA RETE TELEFONICA COMMUTATALA RETE TELEFONICA COMMUTATA

DOCENTE: COSMO COLAVITO

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LA RETE TELEFONICA COMMUTATA - PSTNLA RETE TELEFONICA COMMUTATA - PSTN((PUBLIC SWITCHED TELECOMMUNICATIONS NETWORK)PUBLIC SWITCHED TELECOMMUNICATIONS NETWORK)

INDICE INDICE

DEFINIZIONI E CENNI STORICIDEFINIZIONI E CENNI STORICI FONDAMENTI DI TELEFONIAFONDAMENTI DI TELEFONIA LE RETI DI DISTRIBUZIONELE RETI DI DISTRIBUZIONE I MEZZI TRASMISSIVII MEZZI TRASMISSIVI LE TECNICHE NUMERICHELE TECNICHE NUMERICHE

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LA “INFORMATION AND COMMUNICATIONS LA “INFORMATION AND COMMUNICATIONS TECHNOLOGY (ICT)”TECHNOLOGY (ICT)”

L’ICT HA COME SCOPO PRIMARIO L’ACQUISIZIONE, L’ELABORAZIONE E LO SCAMBIO L’ICT HA COME SCOPO PRIMARIO L’ACQUISIZIONE, L’ELABORAZIONE E LO SCAMBIO DELLE INFORMAZIONI NELLE VARIE FORME RICONOSCIUTE DALL’UOMO E DALLE DELLE INFORMAZIONI NELLE VARIE FORME RICONOSCIUTE DALL’UOMO E DALLE MACCHINE (VOCE, IMMAGINI, DATI, ECC.)MACCHINE (VOCE, IMMAGINI, DATI, ECC.)

LE FUNZIONI PRINCIPALI DELLA ICT SONO:LE FUNZIONI PRINCIPALI DELLA ICT SONO:• L’ L’ ELABORAZIONE ELABORAZIONE CHE MODIFICA L’INFORMAZIONE PER CONSENTIRNE LA CHE MODIFICA L’INFORMAZIONE PER CONSENTIRNE LA

TRASMISSIONE, GARANTIRNE LA SEGRETEZZA, ECC.TRASMISSIONE, GARANTIRNE LA SEGRETEZZA, ECC.• LA LA MEMORIZZAZIONEMEMORIZZAZIONE CHE CONSERVA L’INFORMAZIONE SU SUPPPORTI CHE CONSERVA L’INFORMAZIONE SU SUPPPORTI

MATERIALI PER UNA UTILIZZAZIONE SUCCESSIVA NEL TEMPOMATERIALI PER UNA UTILIZZAZIONE SUCCESSIVA NEL TEMPO• LA LA COMUNICAZIONE COMUNICAZIONE CHE VEICOLA L’INFORMAZIONE DA UN LUOGO AD UN CHE VEICOLA L’INFORMAZIONE DA UN LUOGO AD UN

ALTROALTRO

I SISTEMI ICT COMPRENDONO COMPONENTI I SISTEMI ICT COMPRENDONO COMPONENTI HARDWARE E SOFTWAREHARDWARE E SOFTWARE::• LE PARTI HARDWARE SI BASANO SULLE LEGGI DELLA FISICA COME LE PARTI HARDWARE SI BASANO SULLE LEGGI DELLA FISICA COME

L’ELETTROMAGNETISMO E L’OTTICAL’ELETTROMAGNETISMO E L’OTTICA• IL SOFTWARE CONSENTE ALL’ HARDWARE DI ESEGUIRE PROGRAMMI FINALIZZATI IL SOFTWARE CONSENTE ALL’ HARDWARE DI ESEGUIRE PROGRAMMI FINALIZZATI

ALLO SVOLGIMENTO DI DETERMINATE FUNZIONI (PROGRAMMABILITA’ ALLO SVOLGIMENTO DI DETERMINATE FUNZIONI (PROGRAMMABILITA’ DELL’HARDWARE)DELL’HARDWARE)

IN QUESTO BREVE CORSO SI TRATTERA’ FONDAMENTALMENTE DELLA IN QUESTO BREVE CORSO SI TRATTERA’ FONDAMENTALMENTE DELLA COMUNICAZIONE OSSIA DELLE TELECOMUNICAZIONI, NEI LORO ASPETTI GENERALI E COMUNICAZIONE OSSIA DELLE TELECOMUNICAZIONI, NEI LORO ASPETTI GENERALI E SISTEMISTICI CHE COINVOLGONO L’USO DI COMPONENTI HARDWARE E SOFTWARESISTEMISTICI CHE COINVOLGONO L’USO DI COMPONENTI HARDWARE E SOFTWARE

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MESSAGGI E SEGNALIMESSAGGI E SEGNALI

LE INFORMAZIONI DA TRASMETTERE A DISTANZA SI PRESENTANO SOTTO LE INFORMAZIONI DA TRASMETTERE A DISTANZA SI PRESENTANO SOTTO FORMA DI “MESSAGGI” CHE DEVONO ESSERE TRASFERITI IN MODO FEDELE FORMA DI “MESSAGGI” CHE DEVONO ESSERE TRASFERITI IN MODO FEDELE CIOE’ CHIARAMENTE INTERPRETABILE DA CHI LI RICEVE CIOE’ CHIARAMENTE INTERPRETABILE DA CHI LI RICEVE

LE TIPOLOGIE PIU’ COMUNI DI MESSAGGI SONO:LE TIPOLOGIE PIU’ COMUNI DI MESSAGGI SONO:• VOCALIVOCALI• MUSICALIMUSICALI• TESTI TESTI • DATIDATI• IMMAGINI FISSEIMMAGINI FISSE• IMMAGINI IN MOVIMENTOIMMAGINI IN MOVIMENTO

LE TELECOMUNICAZIONI SONO OGGI PER LA MAGGIOR PARTE “ELETTRICHE” LE TELECOMUNICAZIONI SONO OGGI PER LA MAGGIOR PARTE “ELETTRICHE” POICHE’ I MESSAGGI VENGONO TRASFORMATI IN SEGNALI ELETTRICI IDONEI POICHE’ I MESSAGGI VENGONO TRASFORMATI IN SEGNALI ELETTRICI IDONEI ALLA TRASMISSIONE A DISTANZA. IN RICEZIONE, I SEGNALI ELETTRICI SONO ALLA TRASMISSIONE A DISTANZA. IN RICEZIONE, I SEGNALI ELETTRICI SONO CONVERTITI NEI MESSAGGI CORRISPONDENTICONVERTITI NEI MESSAGGI CORRISPONDENTI

I DISPOSITIVI TERMINALI CHE CONSENTONO TALI TRASFORMAZIONI SONO I DISPOSITIVI TERMINALI CHE CONSENTONO TALI TRASFORMAZIONI SONO DENOMINATI “TRASDUTTORI”, TRA CUI IL TRASDUTTORE ELETTRO-DENOMINATI “TRASDUTTORI”, TRA CUI IL TRASDUTTORE ELETTRO-ACUSTICO (MICROFONO) E QUELLO ELETTRO-OTTICO (TUBO CATODICO)ACUSTICO (MICROFONO) E QUELLO ELETTRO-OTTICO (TUBO CATODICO)

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I SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONII SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI

UN SISTEMA DI TELECOMUNICAZIONI E’ L’INSIEME DEI UN SISTEMA DI TELECOMUNICAZIONI E’ L’INSIEME DEI DISPOSITIVI, IVI COMPRESI I TRASDUTTORI TERMINALI, DISPOSITIVI, IVI COMPRESI I TRASDUTTORI TERMINALI, CHE CONSENTONO LA TRASMISSIONE DEI MESSAGGI CHE CONSENTONO LA TRASMISSIONE DEI MESSAGGI OPERANDO IN MODO COORDINATO.OPERANDO IN MODO COORDINATO.

I SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI POSSONO ESSERE:I SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI POSSONO ESSERE:• ““Unidirezionali” come la radiodiffusione o la tele-diffusione, Unidirezionali” come la radiodiffusione o la tele-diffusione,

ovvero “bidirezionali” detti anche “interattivi” come la ovvero “bidirezionali” detti anche “interattivi” come la telefonia fissa e mobiletelefonia fissa e mobile

• ““Singoli” con due soli terminali, ovvero “multipli” con molti Singoli” con due soli terminali, ovvero “multipli” con molti utenti o coppie di utentiutenti o coppie di utenti

• Chiusi (reti private) o aperti (reti pubbliche)Chiusi (reti private) o aperti (reti pubbliche)

I SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI ELETTRICHE SI SONO I SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI ELETTRICHE SI SONO SVILUPPATI, CON RITMO CRESCENTE, SOPRATTUTTO A SVILUPPATI, CON RITMO CRESCENTE, SOPRATTUTTO A PARTIRE DALLA META’ DELL’ OTTOCENTO, GRAZIE A PARTIRE DALLA META’ DELL’ OTTOCENTO, GRAZIE A NUMEROSE ELABORAZIONI TEORICHE (come la teoria delle NUMEROSE ELABORAZIONI TEORICHE (come la teoria delle radiazioni elettromagnetiche) E SVILUPPI TECNOLOGICIradiazioni elettromagnetiche) E SVILUPPI TECNOLOGICI

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LE INVENZIONI ED INNOVAZIONI ALLA BASE LE INVENZIONI ED INNOVAZIONI ALLA BASE DELLE TELECOMUNICAZIONI (1)DELLE TELECOMUNICAZIONI (1)

IL TELEGRAFOIL TELEGRAFO 18371837Realizzazione del primo telegrafo MORSE (da Samuel Finley Breese Realizzazione del primo telegrafo MORSE (da Samuel Finley Breese

Morse)Morse) 18451845Inaugurazione della linea telegrafica Washington- Baltimora Inaugurazione della linea telegrafica Washington- Baltimora

realizzata dallo stesso Morse, con il messaggio “Quale cosa realizzata dallo stesso Morse, con il messaggio “Quale cosa meravigliosa ha scritto Dio!”meravigliosa ha scritto Dio!”

1846 -18501846 -1850Prime utilizzazioni del telegrafo in Europa da parte di Agenzie di Prime utilizzazioni del telegrafo in Europa da parte di Agenzie di

stampa (Julius Reuter)stampa (Julius Reuter) 18501850Posa del primo cavo sottomarino tra la Francia e l’InghilterraPosa del primo cavo sottomarino tra la Francia e l’Inghilterra 18581858Primo collegamento telegrafico tra Valencia (Irlanda) e la baia di Primo collegamento telegrafico tra Valencia (Irlanda) e la baia di

Trinità a TerranovaTrinità a Terranova

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LE INVENZIONI ED INNOVAZIONI ALLA BASE DELLE LE INVENZIONI ED INNOVAZIONI ALLA BASE DELLE TELECOMUNICAZIONI (2)TELECOMUNICAZIONI (2)

IL TELEFONOIL TELEFONO 18491849

Primi esperimenti di Antonio MeucciPrimi esperimenti di Antonio Meucci 1856 – 19591856 – 1959

““Telegrafo Parlante” di Meucci e deposito di un “caveat”Telegrafo Parlante” di Meucci e deposito di un “caveat” 18761876

Deposito del brevetto di Alexander BellDeposito del brevetto di Alexander Bell 18781878

Prima telefonata interurbana in Italia, tra Ufficio Telegrafico del Prima telefonata interurbana in Italia, tra Ufficio Telegrafico del Quirinale ed Ufficio Telegrafico di TivoliQuirinale ed Ufficio Telegrafico di Tivoli

18811881Inizio del servizio pubblico in Italia con il “Capitolato per le Inizio del servizio pubblico in Italia con il “Capitolato per le concessioni del servizio telefonico all’interno delle città e loro concessioni del servizio telefonico all’interno delle città e loro sobborghi”sobborghi”

1887188772 Società Concessionarie con 12.000 utenti72 Società Concessionarie con 12.000 utenti

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LA RETE TELEFONICA COMMUTATALA RETE TELEFONICA COMMUTATA (PSTN) (PSTN)INDICEINDICE

DEFINIZIONI E CENNI STORICIDEFINIZIONI E CENNI STORICI FONDAMENTI DI TELEFONIAFONDAMENTI DI TELEFONIA LE RETI DI DISTRIBUZIONELE RETI DI DISTRIBUZIONE I MEZZI TRASMISSIVII MEZZI TRASMISSIVI LE TECNICHE NUMERICHELE TECNICHE NUMERICHE

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IL TELEFONO: TRASDUTTORI ACUSTICO –ELETTRICOIL TELEFONO: TRASDUTTORI ACUSTICO –ELETTRICOED ELETTRO-ACUSTICOED ELETTRO-ACUSTICO

Le linee tratteggiate rappresentanoi percorsi della corrente.

Quando la membrana metallica è compressa si ha maggiore intensità di corrente rispetto a

quando la membrana è espansa

FUNZIONAMENTO DELLA CAPSULA MICROFONICA

Un telefono è costituito da:• Il microtelefono che comprende

le capsule microfonica e ricevitrice• Il cordone flessibile di collegamento

del microtelefono• Un apparecchio telefonico che

comprende il gancio, la tastiera, la suoneria, la bobina di induzione, ecc.

• La capsula microfonica funziona come indicato nel riquadro• La capsula ricevitrice è costituita da un magnete circondato da un avvolgimento attraversato dalla corrente elettrica

ricevuta.• L’elettromagnete agisce su una membrana metallica che riproduce nell’aria le oscillazioni della corrente elettrica

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IL MICROFONO ED IL SEGNALE VOCALEIL MICROFONO ED IL SEGNALE VOCALE

Nella figura è riprodotto l’andamento nel tempo della pressione provocata dalla voce sulla capsula e l’analogo andamento della corrente nel circuito telefonicodella rete locale.Si nota che la corrente vocale si ottiene facendo variare nel tempo la corrente continua generata da una batteria

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RETI DI TELECOMUNICAZIONIRETI DI TELECOMUNICAZIONIcon connessioni permanenti tra terminalicon connessioni permanenti tra terminali

• Se si vuole collegare un terminale con tutti gli altri,occorre realizzare un numero molto alto di connessioni. • Se i terminali sono N, il numero di collegamenti necessari è: N (N-1)/2Ad esempio, per collegare 100 terminali occorrono ben 4950collegamenti. • Questi possono risultaremolto lunghi in funzionedella collocazione dei terminali sul territorio.

• Se si vuole collegare un terminale con tutti gli altri,occorre realizzare un numero molto alto di connessioni. • Se i terminali sono N, il numero di collegamenti necessari è: N (N-1)/2Ad esempio, per collegare 100 terminali occorrono ben 4950collegamenti. • Questi possono risultaremolto lunghi in funzionedella collocazione dei terminali sul territorio.

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RETE DI TELECOMUNICAZIONIRETE DI TELECOMUNICAZIONIcon connessioni temporanee tra terminalicon connessioni temporanee tra terminali

Nel caso di comunicazioni telefoniche, soltanto circa il 15% degli utenti utilizza il sistema contemporaneamente anche nei momenti di maggiore attività.

• Si utilizzano perciò dispositivi di connessione che consente di colloquiare solo agli utenti simultaneamente attivi.

• Il numero di connessioni necessarie diviene eguale al numero di utenti N.

• Se il dispositivo è collocato in posizione baricentrica rispetto agli utenti, la lunghezza complessiva delle connessioni risulta minimizzata.

• Tale dispositivo collocato in una centrale può essere manuale o automatico.

• Si utilizzano perciò dispositivi di connessione che consente di colloquiare solo agli utenti simultaneamente attivi.

• Il numero di connessioni necessarie diviene eguale al numero di utenti N.

• Se il dispositivo è collocato in posizione baricentrica rispetto agli utenti, la lunghezza complessiva delle connessioni risulta minimizzata.

• Tale dispositivo collocato in una centrale può essere manuale o automatico.

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CENTRALI DI COMMUTAZIONE MANUALE CENTRALI DI COMMUTAZIONE MANUALE

FUNZIONAMENTO DI UNA CENTRALE MANUALE•Nelle centrali di vecchia concezione tutti gli utenti sono presenti con una terminazione individuale (Jack) in un quadro disposto sul tavolo degli operatori.•Questi hanno a disposizione un certo numero di “bicordi” che servono a collegare ciascun

utente chiamante all’utente chiamato.•Nelle centrali manuali moderne (centralini di alberghi, call center, ecc., ) il colloquio

utente – operatore è facilitato dall’uso di computer e di dispositivi automatici diconnessione.

FUNZIONAMENTO DI UNA CENTRALE MANUALE•Nelle centrali di vecchia concezione tutti gli utenti sono presenti con una terminazione individuale (Jack) in un quadro disposto sul tavolo degli operatori.•Questi hanno a disposizione un certo numero di “bicordi” che servono a collegare ciascun

utente chiamante all’utente chiamato.•Nelle centrali manuali moderne (centralini di alberghi, call center, ecc., ) il colloquio

utente – operatore è facilitato dall’uso di computer e di dispositivi automatici diconnessione.

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CENTRALI DI COMMUTAZIONE AUTOMATICA CENTRALI DI COMMUTAZIONE AUTOMATICA (AUTOCOMMUTATORI)(AUTOCOMMUTATORI)

LE PRINCIPAli TIPOLOGIE DI CENTRALI SUCCEDUTESI NEL TEMPO SONO:LE PRINCIPAli TIPOLOGIE DI CENTRALI SUCCEDUTESI NEL TEMPO SONO:

CENTRALI ELETTROMECCANICHE CENTRALI ELETTROMECCANICHE Basate esclusivamente sull’impiego di organi elettromeccanico quali selettori e Basate esclusivamente sull’impiego di organi elettromeccanico quali selettori e relèrelè

CENTRALI SEMI ELETTRONICHECENTRALI SEMI ELETTRONICHE Con organi di comando costituiti da elaboratori opportunamente interfacciati Con organi di comando costituiti da elaboratori opportunamente interfacciati

con gli organi elettromeccanici di commutazione con gli organi elettromeccanici di commutazione

CENTRALI ELETTRONICHECENTRALI ELETTRONICHE Rese possibili dall’impiego delle tecniche numeriche, quindi dette anche centrali Rese possibili dall’impiego delle tecniche numeriche, quindi dette anche centrali

digitali digitali

In una centrale automatica si distinguono:• Gli organi di comando che sostituiscono l’attività raziocinante dell’operatore• Gli organi di connessione che sostituiscono le manovre effettuate degli operatori

con i cordoni•Gli organi di segnalazione che sostituiscono alcuni dispositivi presenti sui tavoli

e l’attività dell’operatore

In una centrale automatica si distinguono:• Gli organi di comando che sostituiscono l’attività raziocinante dell’operatore• Gli organi di connessione che sostituiscono le manovre effettuate degli operatori

con i cordoni•Gli organi di segnalazione che sostituiscono alcuni dispositivi presenti sui tavoli

e l’attività dell’operatore

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SHEMA DI MASSIMA DI UNA MATRICE PER SHEMA DI MASSIMA DI UNA MATRICE PER COMMUTAZIONE “DI SPAZIO”COMMUTAZIONE “DI SPAZIO”

• Ciascuna linea entrante può raggiungere qualunque linea uscente.•I punti di incrocio della matrice sono costituiti da dispositivi normalmente “aperti” che si “chiudono” a seguito di opportuno comando (richiesta di connessione da parte dell’utente chiamante).• Oltre alla matrice, una centrale di commutazione automatica comprende anche organi di segnalazione e di comando (elaboratori).

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MODELLI DI RETE URBANAMODELLI DI RETE URBANA

RETE MONOCENTRICARETE MONOCENTRICA RETE POLICENTRICA, NON RETE POLICENTRICA, NON GERARCHICAGERARCHICA

CENTRALEURBANA

TERMINALED’ UTENTE

LINEA D’UTENTE

• Trattasi di rete “a stella” o “radiale semplice”.• Le linee d’utente costituiscono, nel loro insieme la “rete di distribuzione”.

• Trattasi di rete “a stella” o “radiale semplice”.• Le linee d’utente costituiscono, nel loro insieme la “rete di distribuzione”.

CENTRALIURBANE

RETE DI GIUNZIONE

• In figura sono rappresentate tre centrali urbane, ciascuna con una propria rete di distribuzione.• Ogni centrale è collegata alle altre mediante linee di giunzione che costituiscono la rete di giunzione.

• In figura sono rappresentate tre centrali urbane, ciascuna con una propria rete di distribuzione.• Ogni centrale è collegata alle altre mediante linee di giunzione che costituiscono la rete di giunzione.

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RETI POLICENTRICHE COMPLESSE , SU PIU’ LIVELLI (DETTE RETI POLICENTRICHE COMPLESSE , SU PIU’ LIVELLI (DETTE ANCHE GERARCHICHE)ANCHE GERARCHICHE)

Per consentire i collegamenti a lunga distanza, nazionali ed internazionali, le centrali urbane vengono collegate a centrali di livello superiore che hanno la funzione di instradare le comunicazioni verso le destinazioni richieste, mediante l’impiego di idonei mezzi trasmissivi

Per consentire i collegamenti a lunga distanza, nazionali ed internazionali, le centrali urbane vengono collegate a centrali di livello superiore che hanno la funzione di instradare le comunicazioni verso le destinazioni richieste, mediante l’impiego di idonei mezzi trasmissivi

RETE DI COMUNICAZIONEA GRANDE DISTANZA, DETTA “DI TRASPORTO”

“RETE DI ACCESSO”

CENTRALE DI TRANSITO

CENTRALE URBANA

STADI DI LINEA

• Le centrali urbane collegate tra loro “ad anello” costituiscono, insieme agli stadi di linea ed alle reti di distribuzione, la rete di accesso• le centrali urbame sono collegate direttamente o attraverso una centrale urbana di livello superiore, alle centrali di transito della rete di trasporto

RETI AD ANELLO

RETE A MAGLIA

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LA RETE TELEFONICA COMMUTATALA RETE TELEFONICA COMMUTATA (PSTN) (PSTN)INDICEINDICE

DEFINIZIONI E CENNI STORICIDEFINIZIONI E CENNI STORICI FONDAMENTI DI TELEFONIAFONDAMENTI DI TELEFONIA LE RETI DI DISTRIBUZIONELE RETI DI DISTRIBUZIONE I MEZZI TRASMISSIVII MEZZI TRASMISSIVI LE TECNICHE NUMERICHELE TECNICHE NUMERICHE

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COLLEGAMENTI DI UNA CENTRALE AD UNA RETE COLLEGAMENTI DI UNA CENTRALE AD UNA RETE POLICENTRICAPOLICENTRICA

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COMPONENTI DELLA RETE DI DISTRIBUZIONE

cavi da 400 - 100 coppie

cavi da 2440 - 400 coppie

• Il permutatore collega in modo flessibile ciascun utente alla propria linea di centrale• I cavi della rete primaria diminuiscono di potenzialita’, man mano che servono gli armadi disposti nella loro area• Gli armadi consentono di ottenere la elasticita’ della rete• Le coppie dei cavi secondari uscenti dall’armadio sono distribuite, mediante giunti, con una configurazione “ad albero”, in cavi di minore potenzialita’ che servono i distributori ubicati vicino ai clienti.• La rete secondaria ha tipologia di posa sotterranea od aerea

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OPERAZIONI DI POSA DI UN CAVO IN TUBAZIONEOPERAZIONI DI POSA DI UN CAVO IN TUBAZIONE

LA POSA DI UN CAVOPUO’ ESSERE EFFETTUATA:• IN TUBAZIONE•.IN TRINCEA• AEREA

I CAVI AD ELEVATA CAPACITA’ VENGONO NORMALMENTE POSATI IN TUBAZIONE