Pianificazione e progetto di reti geografiche · 2020. 1. 17. · Pianificazione e progetto di reti...

30/04/2010

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Pianificazione e progetto di reti

geografiche

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Tecnologie su portante metallica

1Università degli Studi di Udine 23 aprile 2010 - David Licursi

Indice

�� ReteRete didi accessoaccesso

� Accesso fonia

� Collegamenti telefonici analogici (V.21 300 b/s - … - V.34 28,8 kb/s - V.90 56kb/s)

� ISDN (Integrated Services Digital Network)

� xDSL (Digital Subscriber Line)

� Rete in rame

� Progettazione della rete in rame


Indice

� Rete di accesso

�� AccessoAccesso foniafonia




� Rete in rame



Accesso foniaTrasmissione voce analogica


Accesso foniaCodifica numerica del segnale vocale


Accesso foniaCodifica PCM e Teorema di Shannon

� Dato che il campionamento in frequenza produce repliche dello spettro del segnale,per riottenere il segnale originario è sufficiente eliminare tali componenti spettraliaggiuntive tramite un filtro passa basso

� Per essere in grado di separare lo spettro del segnale dalle repliche, è necessario che ilsegnale sia limitato in banda e che la frequenza di campionamento fc abbia un valoremaggiore del doppio della banda B del segnale


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Indice

� Rete di accesso

� Accesso fonia

�� CollegamentiCollegamenti telefonicitelefonici analogicianalogici (V(V..2121 300300 b/sb/s -- …… -- VV..3434 2828,,88 kbkb/s/s -- VV..9090 5656kb/s)kb/s)



� Rete in rame



Collegamenti telefonici analogiciModem analogici

� I modem consentono di adattare il segnale digitale proveniente da un'interfaccia(seriale) ad un canale trasmissivo limitato in banda sia inferiormente chesuperiormente.

� Un canale telefonico presenta una banda passante di circa 3000 Hz (tra 300 e 3300Hz).


Collegamenti telefonici analogiciModem per collegamenti telefonici analogici

� La modulazione consiste nel modificare lo spettro di frequenze del segnaleinformativo digitale (codifica di linea) e di traslazione dello spettro nel dominio dellefrequenze. La codifica interessa tutti i modem in banda base e quelli in banda fonica,la modulazione interessa soltanto i modem in banda fonica.

� La velocità di trasmissione si esprime in bit/s oppure in baud = simboli/s. I simboli cheun modem può trasmettere sono quelli di un alfabeto predefinito e stabilito dallostandard impiegato e tipico di un determinato schema di modulazione.

� Per standardizzare le caratteristiche dei modem il CCITT (ITU) ha emesso una serie diraccomandazioni che sono suddivise in due gruppi:

� Serie V inerenti alla trasmissione dati su rete telefonica commutata o su lineetelefoniche dedicate.

� Serie X riguardanti i collegamenti dei terminali dati di utente con reti pubblicheper trasmissione dati (ad esempio reti a commutazione di pacchetto come X.25).


Collegamenti telefonici analogiciPrincipali standard per interfacce modem

V.24/V.28 V.35 V.36

Meccaniche ISO 2110 o 4902 ISO 2593 ISO 4902Elettriche V.28 V.10 e V.11 V.10 e V.11Funzionali V.24 V.24 V.24Procedurali V.24, V.25 o V.25bis

X.20 X.20bis X.21 X.21bis

Meccaniche ISO 4903 ISO 2110 ISO 4903 ISO 2110Elettriche X.26 o X.27 V.28 X.26 o X.27 V.28Funzionali X.24 V.24 X.24 V.24Procedurali X.20 X.20bis X.21 X.21bis


Collegamenti telefonici analogiciPrincipali standard per interfacce modem

Ra

c. IT

U

Ve

loci

tà d

i

tra

smis

sio

ne

(bit

/s)

Tip

o d

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Nu

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sio

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Tip

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tra

smis

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ne

Tip

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ell

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i

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on

e

Ba

ud

Fre

qu

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za

po

rta

nte

(H

z)

V.21 300 RC 2 Full duplex Asincrono FSK2 300 1080 chiamante 1750 chiamato

V.22 1200(600) RC 2 Full duplex Asincrono o Sincrono

DPSK4(2) 600 1200 chiamante 2400 chiamato

V.22bis 2400(1200) RC 2 Full duplex Asincrono o Sincrono

QAM16(DPSK4) 600 1200 chiamante 2400 chiamato

V.23 1200(600) RC 2 Half duplex Asincrono o Sincrono

FSK2 1200(600) 1700(1500)

V.26 2400 M1020 4 Full duplex Sincrono DPSK4 1200 1800V.26bis 2400(1200) RC 2 Half duplex Sincrono DPSK4(2) 1200 1800V.27 4800 M1020 4 Full duplex Sincrono DPSK8 1600 1800V.27bis 4800(2400) M1020 2,

4Half/Full duplex DPSK8(4)

V.27ter 4800(2400) RC 2 Half duplex DPSK8(4)V.29 9600(7200-4800) M1020 M1025 4 Full duplex Sincrono QUAM16(8-4) 2400 1700V.32 9600 RC 2 Full duplex Sincrona QUAM32e16(4) 2400 1800V.32bis 14400 RC 2 Full duplex Sincrona QUAM128(64) 2400V.33 14400(12000) M1020 M1025 4 Full duplex Sincrono QUAM128(64) 2400 1800V.34 28800 RC 2 Full duplex SincronaV.34bis 31200 RC 2 Full duplex SincronaV.34+ 33600 RC 2 Full duplex SincronaV.35 48 k (48.8 k) Gruppo primario da 108 kHz 4 Full duplex Sincrono / non

sincronoAM 100 kHz

V.36 72 k (56-64-72 k) Gruppo primario da 108 kHz 4 Full duplex Sincrono AM 100 kHz

V.37 144 k (96-112-128 k) Gruppo primario da 108 kHz 4 Full duplex Sincrono AM 100 kHz


Indice

� Rete di accesso

� Accesso fonia


�� ISDNISDN ((IntegratedIntegrated ServicesServices DigitalDigital Network)Network)


� Rete in rame



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ISDNStoria

� L'acronimo ISDN (Integrated Services Digital Network) fu adottato per la prima voltanel 1971 dal IX gruppo di studio del C.C.I.T.T. (International Telephone and TelegraphConsultative Committee), ora conosciuto come International TelecommunicationsUnion (ITU). La ITU è una organizzazione delle Nazioni Unite (United Nations) checoordina e standardizza le telecomunicazioni internazionali.

� La Raccomandazione originale per ISDN era nella CCITT Recommendation I.120 (1984)la quale descrive alcune linee guida per l'implementazione di ISDN.

� Il C.C.I.T.T. stabilì due obiettivi principali:

� Sviluppare un sistema che potesse portare all'utente finale dei canali digitali iningresso ed in uscita a 64 Kbit/s. Il numero di questi canali doveva esserevariabile, per potersi adattare sia al doppino in rame (e sfruttare quindi la retetelefonica esistente) sia alle fibre ottiche;

� Pianificare uno standard di comunicazione che fornisse all'utente finale una seriedi servizi digitali, oltre alla possibilità di usufruire di questi servizi in parallelo.


ISDNI canali di ISDN

� Canale D: Usato per trasportare informazioni di call setup, cioè di segnalazione, ed hala capacità di 16 Kbit/s. La segnalazione è quell'insieme di procedure attraverso lequali si controlla una comunicazione. Quando si vuole effettuare una chiamata (setupdi una chiamata), vuol dire che sul canale D sta passando una segnalazione diinformazione per realizzare una chiamata. Il sistema di segnalazione, quindi lostandard utilizzato per la segnalazione, è descritto nel Q. 931, che è uno standard ITUdi quelli ISDN che definisce la User-Network Interface per ISDN. Definisce quali sono imessaggi che il mio nodo terminale deve mandare alla rete ISDN per chiamare unaltro utente. Il canale D è condiviso da tutti gli utenti dell'accesso ISDN cui è associato.

� Canale E: Dedicato al trasporto dei segnali di controllo ed ha la capacità di 64 Kbit/s.Spesso anch’esso è detto canale "D" perché viene utilizzato agli stessi fini diquest’ultimo, ma si deve fare attenzione a non confonderne la capacità.


ISDNI canali di ISDN

� Canale B: Interamente utilizzabile dall'utente per il trasporto delle informazioni ed hauna capacità di 64 kb/s. Questo perché la voce di qualità telefonica ha una ampiezza dibanda di 4 kHz, che per essere campionata e ricostruita deve essere campionata aduna frequenza di 8 kHZ, cioè doppia, e poiché ogni campione è di 8 bit, è chiaro chederiva da questo la necessità di 64 kb/s (nel 1988). Oggi le tecniche di compressionedella voce consentono di raggiungere delle richieste di banda molto inferiori. Lo stessoGSM viaggia sui 13Kbps e su IP si riesce ad andare anche più in basso (10Kbps).

� Canali H: Aggregazioni di canali B, utilizzati dall’utente per servizi particolari. Sonoimplementati come:

� H0 384 kb/s formato da 6 canali B;



� H12 1920 kb/s formato da 30 canali B.


ISDNLe modalità di accesso di ISDN

� In Italia, secondo lo standard EURO-ISDN, l’utente può collegarsi alla centrale di retepubblica secondo due modalità:

� Accesso base (BRA - Basic Rate Access): Costituito da 2 canali B a 64 Kbit/s + 1canale D a 16 Kbit/s, per una capacità totale di 144 Kbit/s (EURO-ISDN NET 3).

� Accesso primario (PRA - Primary Rate Access): Costituito invece da 30 canali B a64Kbit/s + 1 canale E (chiamato anch’esso D) a 64 Kbit/s , per una capacità totaledi 1984 Kbit/s (EURO-ISDN NET 5). (Negli U.S.A l'accesso primario è 23B + 1D).


ISDNAccesso base ISDN (Basic Access)

� Per il collegamento tramite accesso base alla rete ISDN, il gestore del servizio pubblicoprovvede ad installare presso l’utente un apparecchio (o più di uno) chiamato NT(Network Termination) il quale costituisce la terminazione di rete ISDN.

� L’NT ha le seguenti caratteristiche:

� Termina la connessione della rete di distribuzione verso la centrale locale("interfaccia U") alla quale è collegato tramite una coppia di conduttori all’internodi un cavo telefonico;

� Termina il lato centrale con il bus di utente "S" il quale, tramite un cavo telefonicoa 2 coppie, permette il collegamento dei terminali di utente;

� Utilizza l’alimentazione locale di 220 V per fornire potenza ai terminali di utenteconnessi sul bus S (max 8 terminali);

� Utilizza la tele-alimentazione da centrale per fornire alimentazione di emergenzaa un terminale designato sul "bus S".


ISDNAccesso base ISDN (Basic Access)


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ISDNAccesso base ISDN (Basic Access) con NT1 Plus


ISDNAccesso base ISDN (Basic Access) multinumero


ISDNAccesso primario ISDN (Primary Access)

� Per il collegamento tramite accesso primario alla rete ISDN, il gestore del serviziopubblico provvede ad installare presso l’utente un apparecchio (o più di uno) chiamatoLT (Line Termination) il quale costituisce la terminazione di rete ISDN. Il dispositivo LTtermina la linea proveniente dalla centrale di rete pubblica mediante l'interfaccia V.

� L'interfaccia dall'NT verso l'utente è chimata PRI (Primary Rate Interface).Generalmente l’utente dispone presso la propria sede di un centralino telefonicoprivato (ISPBX) al quale collegare l’LT in configurazione punto-punto.

� Si possono richiedere al gestore del servizio pubblico anche un numero inferiore dicanali anziché 30, ad esempio 15, 20 o 25 canali.


ISDNAccesso primario ISDN (Primary Access)


ISDNModello di connessione ISDN secondo OSI

� Nell'ottica del protocollo OSI, la gestione del canale B è a carico dell'utente per tutti ilivelli dal 7 al 2, mentre il canale D viene gestito dalla rete nei livelli 1, 2 e 3.

� L'utente che trasmette e riceve informazioni deve gestire completamente il flusso didati che arriva dal canale B poiché la rete provvede solamente al trasporto di questi,mentre la segnalazione sul canale D deve rispettare le specifiche di livello 2 (stabilitedalle Q.920 [ISDNQ920]) e di livello 3 (Q.930 [ISDNQ930]), per cui l'utente intervienesolamente sui livelli superiori.


Indice

� Rete di accesso

� Accesso fonia



�� xDSLxDSL ((DigitalDigital SubscriberSubscriber LineLine))

� Rete in rame



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xDSLPrestazioni


xDSLCaratteristiche comuni


� Le tecnologie xDSL permettono genericamente la trasmissione digitale ad alta velocitàsu uno o più doppini in rame esistenti.

� A seconda delle tecnologie, la distanza massima di comunicazione su doppinopermette di disporre gli apparati di rete a livello di centrale (Stadio di Linea o SGU) o alivello di armadio ripartilinea, o anche a livello di edificio di utente.

� La banda fruibile attraverso la tecnologia DSL è inversamente proporzionale alladistanza tra la sede d’utente e la centrale in cui è presente l’apparato di accesso, cioèalla lunghezza del doppino telefonico, e direttamente proporzionale al diametro deldoppino utilizzato.

� Tutte le tecnologie xDSL presentano una distanza massima, oltre la quale il servizionon può essere fornito.

� Per poter realizzare un’infrastruttura di accesso a banda larga in xDSL, gli operatoridevono poter accedere al doppino già posato (unbundling) e agli spazi nei siti diTelecom Italia S.p.A. per poter collocare gli apparati.

� Interferenza intercanale (diafonia).

xDSLTecnologie

XDSL

Technology

ADSL Full rate ADSL Lite

"g.Lite"

HDSL, HDSL2,

HDSL4

SDSL SHDSL IDSL VDSL

Data rates 192k–8 Mb/s DS

64–900 kb/s US

256k–1.5 Mb/s

DS

64–400 kb/s US

1.5 Mb/s

symmetric

256k–2 Mb/s

symmetric

192 k–2.3 Mb/s

symmetric

128k or 144kb/s

symmetric

12–52 Mb/s DS

6–26 Mb/s

symmetric US

Loop reach mixed

gauge wire

15 kft reach at

lower rates

15 kft reach at

lower rates

HDSL & HDSL2—

9 kft

HDSL4— 11 kft

(x2 with

repeater)

16 kft @

256kb/s,

7 kft @ 1.5Mb/s

20 kft @ 256 kb/s

9 kft @ 1.5 Mb/s

15 kft reach,

Repeater for x2

reach

3 kft @ 26M/4M

1 kft @ 26 Mbs

symmetric

Service types Data & POTS

Shared line

Data & POTS

Shared line

DS1 private line Data only Data and

optional digitized

voice

Data only Data and POTS

Principle

applications

Internet access,

data

Internet access,

data

Data, voice

trunking

Data Data, voice Data Video, Internet

access, data

Modulation DMT DMT 2B1Q HDSL

TC-PAM HDSL2&

4

2B1Q TC-PAM 2B1Q Multiple (CAP,

QAM, DMT, FMT)

Common

protocols

PPP over ATM PPP over ATM DS1 Frame Relay ATM Frame Relay ATM

Standard ITU G.992.1

T1.413

ITU G.992.2 ITU G.991.1-HDSL

T1.418-HDSL2

None ITU G.991.2 T1.601 T1 Trial use

standard

Number of wire

pairs

One pair One pair 2 pairs: HDSL,

HDSL4

1 pair: HDSL2

One pair One pair (2 pair

Option Doubles

the bit rate)

One pair One pair (1, 2 or

4 pairs in EFM

area)


xDSLSistema trasmissivo ADSL

� Il sistema ADSL consente la trasmissione di informazioni digitali sui cavi in rame ad unacoppia (doppino) contemporaneamente al segnale telefonico.

� Il sistema consiste di una coppia di modem ADSL ai capi della linea rispettivamentepresso la centrale (l’ATU-C) e presso la sede del cliente (l’ATU-R). Tale coppia di modemabilita il trasporto di tre canali informativi: un canale dati nel verso da centrale acliente (downstream), un canale dati nel verso da cliente a centrale (upstream) ed unsegnale telefonico. Le unità ATU-C sono generalmente raccolte in un cestello (il MuxADSL), che svolge sia le funzioni di separazione tra il segnale dati ed il segnaletelefonico che le funzioni di multiplazione del traffico dati.

� Le velocità di trasmissione sono sbilanciate nei due versi, potendo arrivare a 8 Mbit/sdownstream e circa a 1 Mbit/s upstream. Tali velocità dipendono dalla lunghezza edalla qualità del cavo in rame nonché dalla presenza di segnali di disturbo. Nel casomedio su distanze di 2 km, si possono ottenere velocità fino a 4 Mbit/s downstream ea 640kbit/s upstream.

� La separazione fra il canale telefonico ed il canale a larga banda è realizzata mediantel’utilizzo di filtri passivi (POTS splitter) presso il Mux ADSL e presso la sede del cliente.


xDSLArchitettura xDSL


xDSLAccesso ai servizi

� L’accesso ai servizi da parte del cliente avviene tramite un meccanismo di controllodella sessione d’utente realizzata con l’inserimento all’interno della catena di serviziodi un Server di Accesso alla Rete denominato NAS. Il NAS costituisce il punto diflessibilità dell’architettura e consente di attuare la selezione dei servizi e trattareefficacemente le connessioni verso i clienti.

� Il NAS termina le connessioni provenienti dai Clienti e le concentra in un numerominore di connessioni verso ciascun ISP/OLO. Inoltre offre supporto alla gestione deiclienti ADSL, per l’attuazione dei profili di servizio e per la realizzazione dellefunzionalità di autenticazione, autorizzazione e tariffazione (AAA).

� L’introduzione di questo meccanismo permette una maggiore dinamicità dell’accessoalla rete di servizio, consentendo la scelta da parte dell’utilizzatore finale dei servizi edei profili di accesso desiderati e, da parte degli ISP/OLO, il controllo dinamicodell’accesso alle reti ed ai servizi offerti, con la possibilità di personalizzare i servizi(Rete Privata Virtuale, Intranet, Extranet, Commercio Elettronico, applicazioni Pushpersonalizzate, ecc.) e le relative tariffazioni (a volume, a tempo, forfettarie, pertransazione, per fasce orarie).


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Indice

� Rete di accesso

� Accesso fonia




�� ReteRete inin ramerame



Rete in rameGli impianti

� Centrali

� Infrastrutture: edificio, stazione di energia, autocommutatore, ecc.

� Ampliamenti: linee telefoniche

� Rete di giunzione

� Funzione: collega le Centrali tra loro

� Infrastrutture: cavi a fibre ottiche, ponti radio, apparati di trasmissione

� Ampliamenti: circuiti di giunzione

� Rete di distribuzione

� Funzione: collega le abitazioni alle Centrali

� Infrastrutture: cavi in rame, cavi ottici


Rete in rameLa rete di distribuzione


Rete in ramePunti di sezionamento

� Permutatore: posto in Centrale al confine tra rete di distribuzione eautocommutatore, svolge le funzioni di terminazione, numerazione, permutazione,protezione e sezionamento delle coppie

� 400 coppie per montante il tipo murale

� 800 coppie per montante il tipo lineare

� Armadio di distribuzione: elemento di elasticità che separa la rete primaria dalla retesecondaria

� 300 coppie a palo

� 1200 coppie a parete

� Distributore: elemento di separazione tra la rete in cavo dedicata a gruppi di UnitàImmobiliari (UI) ed i cavetti dedicati alle singole UI

� 50 coppie in armadietto o colonnina

� 10 coppie a muro o a palo


Rete in ramePermutatore di tipo lineare


Rete in rameArmadio di distribuzione a parete


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Rete in rameDistributore in armadietto da interno o esterno


Rete in rameDistributore in colonnina


Rete in rameDistributore a palo


Rete in rameI cavi

� Capitolato tecnico 1031

cavi isolati carta e aria a quarte sotterranei (0,4/0,6 mm)


cavi isolati PE a quarte aerei (0,6 mm)


cavi plastici isolati polietilene a decadi sotterranei (0,4/0,6 mm)


cavi plastici isolati polivinilcloruro a decadi aerei (0,6 mm)


Rete in rameCavi 1000 e 1600 coppie


Indice

� Rete di accesso

� Accesso fonia




� Rete in rame

�� ProgettazioneProgettazione delladella reterete inin ramerame


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Progettazione della rete in rameGli elementi della rete in rame

� Rete primaria: collega la Centrale agli armadi (rete elastica)

� cavi interrati o in tubi da 400 a 2400 coppie

� Armadio: consente la concentrazione delle coppie della rete secondaria (600 coppie)verso la rete primaria (400 coppie)

� Rete secondaria: collega l’armadio ai distributori

� cavi sotterranei da 30 a 400 coppie

� cavi aerei da 10 a 200 coppie

� Distributore: terminazione della rete in cavo ubicata all’interno o in prossimità degliedifici

� da 10 a 50 coppie

� Raccordi: cavetti da una coppia che collegano le singole unità immobiliari aidistributori


Progettazione della rete in rameRete in rame in area urbana


Progettazione della rete in rameRete in rame in aree periferiche


Progettazione della rete in rameLe aree di progetto

� L’area di distributore è la porzione di territorio che comprende più unità immobiliariservite dallo stesso distributore

� L’area di reparto elementare è la porzione di territorio che raggruppa aree didistributore adiacenti, nelle quali sono distribuite 100 coppie

� L’area di armadio è la porzione di territorio che raggruppa aree di reparto elementareadiacenti in numero tale da ottimizzare la rete primaria (da due nelle aree rurali a seinelle aree urbane)

� L’area di cavo è la porzione di territorio che raggruppa aree di armadio adiacentialimentate dallo stesso cavo


Progettazione della rete in rameSchema delle aree di progetto


Progettazione della rete in rameDistributore interno

Distributore interno

� Armadietto contenentestrisce per l’attestazione dicavi da 10-30-50 coppie

Cavetto di raccordo

� Costituito da 2 fili di rame ø0,6 mm isolati in PVC(bianco-rosso)

� Posato in tubi sottotraccia oin apposite canaline a vista


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Progettazione della rete in rameDistributore esterno

Distributore esterno

� elemento di rete posato a muro o su palo che consente l’attestazione di un cavo da 10coppie

Cavetto di raccordo

� costituito da un cavetto bipolare di rame ø 0,6 mm isolato in PVC per la posa a muro oda un cavetto autoportante bipolare in rame ø 1,0 mm isolato in PVC per la posa supalificazione


Progettazione della rete in rameArmadio di distribuzione

Permette:

� la terminazione ordinata deicavi provenienti dallacentrale e dai distributori sustrisce da 100 coppie inposizioni standard

� il collegamento di una coppiaprimaria ad una secondariamediante cavetti da unacoppia (permute)


Progettazione della rete in rameProgettazione rete secondaria

Attività preliminari

� studio del territorio

� aggiornamento della cartografia

� rilievo ecografico e previsionale

Formazione delle aree

� di distributore

� di reparto elementare (100 coppie distribuite)

� di armadio

Disegno della rete

� percorso dei cavi

� posa aerea o sotterranea (marciapiede, carreggiata)

� potenzialità dei cavi


Progettazione della rete in rameProgettazione rete secondaria: Attività preliminari

Per ogni edificio o vano scala occorre:

� Rilievo unità immobiliari

RILIEVO ECOGRAFICO

UNITÀ LOCALI/ABITAZIONI

10/18

� Valutazione del fabbisogno coppie

FABBISOGNO COPPIE

UNITÀ LOCALI/ABITAZIONI

15/22

Le unità locali sono: negozi, uffici, attivitàcommerciali, alberghi ecc.


Progettazione della rete in rameProgettazione rete secondaria: Formazione delle aree


Progettazione della rete in rameProgettazione rete secondaria: Disegno della rete


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Progettazione della rete in rameProgettazione rete primaria

Formazione delle aree cavo

� aggregando più aree di armadio adiacenti

Disegno della rete

� percorso dei cavi

� posa in trincea o in tubazione

� potenzialità dei cavi


Progettazione della rete in rameProgettazione rete primaria: aree cavo e disegno rete


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