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

© 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 1

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

1)(

1

1

nftb

nftactg

nn

nn

π

+π+=

∑

∑∞

=

∞

=


Analisi di Fourier

∫

∫

∫

=

π=

π=

T

T

n

T

n

dttgT

c

dtnfttgT

b

dtnfttgT

a

0

0

0

)(2

)2cos()(2

)2sin()(2


Trasformata di Fourier

tempo

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

TV

satellite

microondeterrestri

fibreottiche

banda


Attenuazione, diafonia, ACRe velocità di propagazione


V1 V2

α dB = 20 log10 (V1 / V2)

Attenuazione


Attenuazione

metri

0 25 50 75 100 125 150

potenza ricevuta / potenza trasmessa

1

10-1

10-2

10-3

10-4


Diafonia (cross-talk)

V1 V2

V3 V4


NEXT: Near End Cross-Talk

• Diafonia misurata dal lato della sorgente

R2

R2

R2

R1

R2

R1 ~~

R2

R2

R1

R2

R2

R1



V1 V2

V3 V4

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



metri

0 25 50 75 100 125 150

potenza del disturbo / potenza trasmessa

1

10-1

10-2

10-3

10-4


• Diafonia misurata dal lato del ricevitore

FEXT: Far End Cross-Talk

~~

R2

R2

R2

R1

R2

R1R2

R2

R1

R2

R2

R1


FEXT: Far End Cross-Talk

V1 V2

V3 V4

FEXTdB = 20 log10 (V1 / V4)


ELFEXT: Equal Level FEXT

V1 V2

V3 V4

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


ACR

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

principale) fonte di disturbo, fornisce ilrapporto S/N

ACRdB = NEXTdB - αdB


ACRV1 V2

V4 V3

201

2034

10

10NEXT

n VV

VV−

α−

⋅=

⋅=

Vn

13 VV =


ACR

201

2034

10

10NEXT

n VV

VV−

α−

⋅=

⋅=

13 VV =

201

2034

10

10NEXT

n V

VVV

NS

−

α−

⋅

⋅==

α−== −

α−

NEXTNS

NEXTdB 20

20

10

10

10log20


ACR

attenuazione

diafonia

ACR

metri

0 25 50 75 100 125 150

potenza ricevuta / trasmessa

1

10-1

10-2

10-3

10-4


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:

msmsl

smv

ssMb/s

T

p

b

20/10210

/102

10101

101

87

8

77

=⋅×=

⋅≅

===

−

−

5 bit5 bit



• A 100 Mb/s:

msmsl

smv

ssMb/s

T

p

b

2/10210

/102

10101

1001

88

8

88

=⋅×=

⋅≅

===

−

−

2 bit2 bit



• A 1 Gb/s:

cmsmsl

smv

ssGb/s

T

p

b

20/10210

/102

10101

11

89

8

99

=⋅×=

⋅≅

===

−

−

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: [email protected]: 0432 558286

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

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