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Mezzi trasmissivi e livello fisico

Reti di Accesso

Reti di accessoPer arrivare all’utenza residenziale (“ultimo miglio”),l’ultima tratta di rete viene detta rete d’accesso (“localloop” in inglese)Tecnologie nelle reti di accesso:

Plain Old Telephone Service (POTS)Integrated Services Digital Network (ISDN)Asymmetric Digital Subscriber Loop (ADSL)cable-modem su reti con tecnologia Cable-TV (CATV)reti via radio (wireless); esempio: Local MultipointDistribution Service (LMDS)reti via radio cellulare (GPRS, UMTS)reti di accesso ottiche

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

Accesso POTS: il modem

MODEM: MOdulatore e DEModulatoreSi utilizzano per effettuare trasmissioni seriali su retetelefonica pubblicaTrasformano il segnale da digitale ad analogico eviceversaRendono il segnale idoneo alla trasmissione su retepubblica in tecnologia analogica su banda fonica

MODEMMODEM Rete Telefonica Analogica Pubblica

DTE DTE

DCE DCE

Interfaccia RS232

Accesso POTS: il modem

Terminogia:• DTE = apparato utente (computer)• DCE = apparato di rete (modem)

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

Specificano le interconnessioni tra DTE e DCEI principali sono:

+ RS-232 (o equivalenti CCITT V.24 e V.28)+ V.35+ G.703 e G.704

Standard di interfaccia

Standard per la trasmissione seriale a bassa velocità (sino a 19200 b/s)

Utilizza un connettore a 9 o 25 pin(vaschetta) Prevede 8 segnali + 1 schermatura

Standard di interfaccia RS-232

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

DTE DCE

Protective Ground (1)Transmit (2)Receive (3)Request to Send (4)Clear to Send (5)Data Set Ready (6)Signal Ground (7)Carrier Detect (8)Data Terminal Ready (20)

RS-232 (9 fili)

DTE

Protective Ground (1)Transmit (2)Receive (3)

Signal Ground (7)DCE

RS-232 (4 fili)

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

modulazioni analogiche (Bell e CCITT)V.21 300 b/sV.22 1200 b/s (Bell 212A)V.22 bis 2400, 1200 b/sV.23 75/1200 b/s usato per VideotelV.32 9600, 4800 b/sV.32 bis 14400, 12000, 9600, 7200, 4800 b/sV.34 33600, 31200, 28800, 26400, 24000,

21600, 19200, 16800, 14400, …. b/s l’ultima versione di modem (non è uno standard) raggiunge

i 56 kb/s (teorici) in ricezione e 33.6 kb/s in trasmissione

Standard trasmissivi per modem

ISDN: Accesso digitale alla retetelefonica

• Acronimo di Integrated Services Digital Network(Rete Numerica Integrata nei Servizi).

• La rete è integrata: fornisce agli utenti diversi tipi diservizio utilizzando le stesse risorse di rete.

• La rete è numerica: le informazioni sono trasferitein forma numerica, indipendentemente dalla loroorigine, fino al terminale d’utente.

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

• orientata alla connessione (tariffazione atempo)

• pubblica e/o privata• numerica end-to-end• plesiocrona (usa trame TDM)• offre servizi a circuito e pacchetto (telefonia,

fax, trasmissione dati)• supporta la telefonia standard tramite

conversione D/A presso l’utente finale

ISDN: Caratteristiche principali

ISDN nasce dall’esigenza di• estendere i servizi di TLC oltre la

telefonia• predisporre una rete uniforme e

standardizzata• fornire un’interfaccia utente numerica

semplice ed unificata per tutti i servizi

ISDN: Origine

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

ISDN si evolve• dal 1980 al 1988 in ambito CCITT (ITU-T)• standardizzata fra fine anni '70 ed inizio

anni '90• offerta agli utenti a partire dalla fine anni '80

ISDN: Evoluzione

• È organizzata in due tipi di flussi:• Canale B - Bearer - 64 kb/s

•voce, dati, fax, video bassa risoluzione• Canale D - Data - 16 kb/s (o 64 kb/s)

•segnalazione, dati, telecontrollo• In linea di principio un accesso ISDN è del tipo nB + mD (n ed m arbitrari)• In pratica sono ammesse solo alcune combinazioni di m ed n.

ISDN: Struttura di trasmissioneall’interfaccia utente-rete

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

• Sono definite alcune interfacce utente standard:BRI - Basic Rate Interface - 2B + D (144kb/s)

Due canali telefonici più uno di controllo, per cuipermette di avere due telefonate attivecontemporaneamente, o trasmettere dati durante unatelefonata

PRI - Primary Rate Interface - 30B + D (EU - 2Mb/s) 23B + D (USA - 1.544Mb/s)

Adeguato per centralini privati (PABX)

ISDN: Struttura di trasmissioneall’interfaccia utente-rete

• Utilizzata per utenza domestica o piccoliuffici.• Mantiene la compatibilità con pre-esistenti impianti analogici per mezzo di adattatori.• Distribuzione del segnale numerico permezzo del cosiddetto S-bus.

ISDN: Basic Rate Interface

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

• Utilizzata per utenza affari.• Permette di raggruppare diversi canali B in ununico canale H:

• H0 - 6B - 384 kb/s• H11 - 24B - 1536 kb/s - equivalente a DS1• H12 - 30B - 1920 kb/s - equivalente a E1

ISDN: Primary Rate Interface

TE2 TE1

TA

NT2 NT1

R

UTSSS-bus

ISDN: Raggruppamenti Funzionalie Punti di Riferimento

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

Rete di Accesso DSL

DSL (Digital Subscriber Line) è una famiglia ditecnologie (chiamate anche xDSL)

fornisce servizio dati ad alta velocità sulla rete diaccesso

La più diffusa è ADSL (Asymmetric DSL)Velocità maggiore in downstream che in upstream

Velocità massime ADSL (velocità dipende da distanzautente-centrale):

9 Mbps downstream640 Kbps upstream

ADSL: scenario di utilizzo

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

ADSL: apparati utente

Filtro Splitterha il compito di separareil segnale vocale dai dati

Modem(de)modulare il segnalealle frequenze opportune(es. per ADSL dai 25 KHzin upstream ai 240 KHz indownstream)

Voce Dati

ADSL: apparati di centrale

Filtro/modem POTS: funzione duale del filtro splitterdell’utente, separaflussi voce e datiDSLAM (DSL AccessMultiplexer): riceveflussi dati diversi e liconvoglia su un unicocanale

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

Reti di accesso HFC

Le reti CATV si chiamanoanche Hybrid Fiber Coax(HFC)

headend remotenodefiber

coaxamplifier

tap

Sono pensate perfunzionamento unidirezionale

HFC: principi di funzionamento

Usa lo stesso mezzo fisico della TV via cavo (fibranella rete e coassiale nell’ultimo miglio)La banda viene multiplata tra tutti gli utenti usandouna topologia ad alberoI dati e segnali TV occupano porzioni diverse dibanda (occorre un filtro presso l’utente)

50-450 Mhz per TV, 6Mhz per canale450-750 Mhz per dati in downstream5-50 Mhz for dati in upstream (spesso non usato,l’upstream viene effettuato su linea telefonica standard)

L’utente usa un cable modem per decodificare i dati

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

ADSL vs. HFC

HFC è condiviso tra utenti della stessa zonaresidenziale; ADSL è punto-punto (nell’ultimomiglio)HFC ha problemi di sicurezza legati allacondivisione del mezzo fisicoDSL si appoggia alla tecnologia telefonica standard(presso l’utente); HFC richiede la posa di cavi adhocLa qualità della connessione ADSL descresce conla distanza tra utente e centrale di commutazione;HFC non risente della distanza

Reti di accesso ottiche(PON=Passive Optical Networks)

WDMlaser

receiver

centraloffice

remotenode

splitter/combiner

receiver

laser

λ1ONU

λ1λ2λ3 ... λN

λ1λ2λ3 ... λN

...

...

...

...

ONU: Optical Network Unit

receiver

laser

λ iONU

receiver

laser

λNONU

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

Reti di accesso ottiche

Nella tratta “downstream” si affronta unproblema di multiplazione. Nella tratta“upstream” si ha un problema di accessomultiplo.Si mira soprattutto alla semplicità e allafacilità di gestione, per cui si implementanonormalmente strutture passive concomponenti di basso costo. Esempi:

trasmissione con LEDmodulazione alle ONU di portanti nonmodulate inviate dal central office

Service Node

SNI (VB5)

ONU

FTTH

FTTB

FTTC

FTTCab

Optical Fiber

ATM-PON xDSL

OLTONU NT

NT

Passive Optical SplitterFTTx

FTTC:Fiber To The CurbFTTCab :Fiber To The Cabinet

FTTH :Fiber To The HomeFTTB :Fiber To The Building

Q3

Operation System

Internet

Leased Line

Frame/CellRelay

Telephone

Interactive Video

Fiber To The X (FTTx)

Twisted Pair

ONT

ONT

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

Accesso Radio Fisso (LMDS)

Local Multipoint Distribution SystemEvita costi di cablaggio

Accesso Radio Mobile (1)

Tecnologie “wireless” in fase di sviluppo:GPRSUMTSBluetooth

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Mezzi trasmissivi e livello fisico

Accesso Radio Mobile (2)

Reti satellitariGEOMEOLEOPiattaforme stratosferiche