corsocorsoRETI DI TELECOMUNICAZIONIRETI DI TELECOMUNICAZIONI

docente docente Silvia L. ULLOSilvia L. ULLO

e-maile-mail silvia.ullo@tin.itsilvia.ullo@tin.itullo@unisannio.itullo@unisannio.it

Si ringraziano i ProfessoriSi ringraziano i Professori

MARCO AJMONE MARSANMARCO AJMONE MARSANee

FABIO NERIFABIO NERI

del Politecnico di Torinodel Politecnico di Torinoper aver reso disponibili su Internet le loro lezioniper aver reso disponibili su Internet le loro lezioni

dalle quali è stato ricavato il materialedalle quali è stato ricavato il materialedi questo corsodi questo corso

Presentazione del Presentazione del CorsoCorso

Il corso intende fornire un’ampia descrizione delle caratteristiche delle reti di telecomunicazione esistenti ed in corso di sviluppo, spaziando dalla rete telefonica alle reti per dati a commutazione di pacchetto (sia a grandi distanze, sia in aree locali e metropolitane), alle reti integrate (ISDN e B-ISDN), ad Internet.Particolare attenzione verrà posta alla rete Internet che sta avendo in questi anni un’enorme diffusione.Internet servirà anche come supporto per la parte pratica di sviluppo di reti di telecomunicazione classiche e di reti di telecomunicazione evolute.

Obiettivi del CorsoObiettivi del Corso Illustrare le caratteristiche ed i principi di

funzionamento delle Reti di telecomunicazione le loro Funzioni e le Topologie logiche e fisiche le Architetture, i Protocolli e gli Standard il modello OSI e il Progetto IEEE le Reti aziendali : tipi, caratteristiche e

componentiFornire le basi per la progettazione di reti Istruire gli studenti nell’uso di InternetDescrivere le Reti ISDNEsaminare l’evoluzione verso le reti supervelociReti Civiche

Organizzazione del Organizzazione del CorsoCorso

Prerequisiti : nessuno Parte Teorica : studio delle reti di telecomunicazione Parte Pratica : sviluppo delle reti di telecomunicazione Seminari/Visite guidate

Esame Finale : Test scritto con domande a risposta multipla e aperta Colloquio orale comprendente la presentazione di uno dei

lavori sviluppati durante il corso

Testi consigliatiTesti consigliati

Reti di Computer – Tanenbaum, 3^ed. a cura di Paolo Ciancarini – Prentice Hall International

LAN Architetture e Implementazioni delle Reti Locali – James Martin – Prentice Hall International

Reti di Telecomunicazioni, Parte I : Principi di Base di A.Roveri – Ed. Scuola Superiore G.Reiss Romoli, L’Aquila

Reti Locali : dal Cablaggio all’Internetworking di S. Gai e P. Nicoletti – Edizioni Scuola Superiore G.Reiss Romoli, L’Aquila

Materiale didatticoMateriale didattico

Testi consigliati Lucidi del corso (fotocopie) Materiale distribuito (dispense, cataloghi, ecc..) Ricerche su Internet (assegnate o svolte durante le

lezioni)

Qualche definizione tratta dal “Blue Book” del CCITT

CCITT: The International Telegraph and Telephone Consultative Commitee dell’International Telecommunication Union (ITU) Dal 1994 il CCITT ha preso il nome di ITU-T

Formalizziamo ciò che sappiamo già

CCITT

Comunicazione:

trasferimento di informazioni secondoconvenzioni prestabilite

CCITTCCITT

Telecomunicazione: Telecomunicazione:

qualsiasi trasmissione e ricezione diqualsiasi trasmissione e ricezione disegnali che rappresentano segni, scritturasegnali che rappresentano segni, scritturaimmagini e suono, informazioni di qualsiasiimmagini e suono, informazioni di qualsiasinatura, attraverso cavi, radio o altri sisteminatura, attraverso cavi, radio o altri sistemiottici e elettromagneticiottici e elettromagnetici

CCITTCCITT

Rete di telecomunicazione:Rete di telecomunicazione:

un insieme di nodi e canali che fornisce un un insieme di nodi e canali che fornisce un collegamento collegamento tra due o più puntitra due o più punti per per permettere la telecomunicazione tra essipermettere la telecomunicazione tra essi

LE RETI DI LE RETI DI TELECOMUNICAZIONETELECOMUNICAZIONE

Una rete di telecomunicazione è un sistema che fornisce servizi relativi al trasferimento di informazioni ad una popolazione di utenti distribuiti geograficamente.

ESEMPI DI RETI DI TLCESEMPI DI RETI DI TLC

Rete Telefonica Rete Postale Rete per diffusione Radio Rete per diffusione TV Rete Telematica

Le Tecnologie per le reti di Le Tecnologie per le reti di TLCTLC

I segnali di fumo

I segnali acustici

Le bandiere

I mezzi di trasporto

….

Le tecnologie avanzate : del settore elettronico

della fotonica, ecc…

Reti a diffusione e a Reti a diffusione e a selezioneselezione

Le reti a diffusione e unidirezionali : l’informazione viene distribuita da una sorgente a chiunque disponga di un ricevitore (es. reti per diffusione radio e TV)

Le reti a selezione e bidirezionali : la sorgente può scegliere a quali interlocutori l’informazione deve essere trasferita (selezione) e gli utenti sono generalmente attrezzati per ricevere e trasmettere (es.le reti telematiche; la rete telefonica)

LA RETE TELEFONICALA RETE TELEFONICA

Una rete di telecomunicazione che conosciamo Una rete di telecomunicazione che conosciamo

RETERETEDI DI

TLCTLC

Gli apparecchi telefonici sono terminali diGli apparecchi telefonici sono terminali diutente collegati a una rete che fornisceutente collegati a una rete che fornisceservizi di telecomunicazioneservizi di telecomunicazione

CCITTCCITT

Servizio di telecomunicazione:Servizio di telecomunicazione:

Ciò che viene offerto da un gestoreCiò che viene offerto da un gestorepubblico o privato ai propri clienti alpubblico o privato ai propri clienti alfine di soddisfare una specificafine di soddisfare una specificaesigenza di telecomunicazione.esigenza di telecomunicazione.

Servizio di Servizio di telecomunicazionetelecomunicazione

Principali servizi offerti da una generica rete di tlc:

telefonia (privata e pubblica, fissa e mobile) facsimile videoconferenza teledrin trasferimento di segnali video trasferimento di file

posta elettronica accesso remoto a elaboratori accesso a basi di dati telesorveglianza telecontrollo telemedicina teledidattica home banking

Funzioni di una rete di Funzioni di una rete di TLCTLC

Le principali funzioni di una rete di telecomunicazioni sono classificabili come segue :

commutazione trasmissione segnalazione gestione

Sollevando il microtelefono si indica allaSollevando il microtelefono si indica allarete l’inizio di una procedura di chiamatarete l’inizio di una procedura di chiamata

Bisogna poi attendere il tono di centraleBisogna poi attendere il tono di centrale

TU - TUTU - TU

Mediante il disco combinatore o la tastieraMediante il disco combinatore o la tastierasi indica alla rete l’interlocutore desideratosi indica alla rete l’interlocutore desiderato

0893564908935649

Il trasferimento delle informazioni di Il trasferimento delle informazioni di controllocontrollotra utente e rete si chiamatra utente e rete si chiama SEGNALAZIONE D’UTENTESEGNALAZIONE D’UTENTE

CCITTCCITT

Segnalazione:Segnalazione:

lo scambio di informazioni che riguardanolo scambio di informazioni che riguardanol’apertura e il controllo di connessioni e lal’apertura e il controllo di connessioni e lagestione di una rete di telecomunicazionegestione di una rete di telecomunicazione

La rete individua le risorse necessarie perLa rete individua le risorse necessarie percollegare i due utenti e stabilisce un circuitocollegare i due utenti e stabilisce un circuito

COMMUTAZIONECOMMUTAZIONE

Commutazione:

il processo di interconnessione di unitàfunzionali, canali di trasmissione o circuitidi telecomunicazione per il tempo necessario per il trasferimento di segnali

CCITTCCITT

La costruzione di un circuito richiede La costruzione di un circuito richiede scambio di informazioni di controlloscambio di informazioni di controllointernamente alla reteinternamente alla rete

SEGNALAZIONE DI RETESEGNALAZIONE DI RETE

Abbiamo individuato due funzioni:Abbiamo individuato due funzioni:

• SEGNALAZIONESEGNALAZIONE• COMMUTAZIONECOMMUTAZIONE

Agli albori della telefonia la Agli albori della telefonia la segnalazionesegnalazioneavveniva avveniva via voce via voce e la commutazione erae la commutazione eramanualemanuale

Agli albori della telefonia la segnalazioneAgli albori della telefonia la segnalazioneavveniva via voce e la avveniva via voce e la commutazionecommutazione era eramanualemanuale

Agli albori della telefonia la segnalazioneAgli albori della telefonia la segnalazioneavveniva via voce e la commutazione eraavveniva via voce e la commutazione eramanualemanuale

I due utenti possono comunicareI due utenti possono comunicareCiao,come stai

TRASMISSIONETRASMISSIONE

CCITTCCITT

Trasmissione: Trasmissione:

il trasferimento di segnali da un puntoil trasferimento di segnali da un puntoa uno o più altri puntia uno o più altri punti

Al termine della conversazione il circuitoAl termine della conversazione il circuitoviene rilasciato viene rilasciato

Abbiamo individuato tre fasi:Abbiamo individuato tre fasi:

• AperturaApertura• UtilizzazioneUtilizzazione• ChiusuraChiusura

e tre funzioni:e tre funzioni:

• SEGNALAZIONESEGNALAZIONE• COMMUTAZIONECOMMUTAZIONE• TRASMISSIONETRASMISSIONE

Una rete di telecomunicazione cambiaUna rete di telecomunicazione cambiacontinuamente:continuamente:• allacciamento nuovi utentiallacciamento nuovi utenti• evoluzione tecnologicaevoluzione tecnologica• riconfigurazione per guastiriconfigurazione per guasti

un’altra funzione:un’altra funzione: GESTIONEGESTIONE

Funzioni in una rete di telecomunicazione:Funzioni in una rete di telecomunicazione:

• SEGNALAZIONESEGNALAZIONE• COMMUTAZIONECOMMUTAZIONE• TRASMISSIONETRASMISSIONE• GESTIONEGESTIONE

LA COMMUTAZIONELA COMMUTAZIONE

LA COMMUTAZIONE HA IL COMPITO DI SELEZIONARE LE RISORSE DI RETE OPPORTUNE PER FAR COMUNICARE GLI UTENTI COINVOLTI NELLO SCAMBIO DI INFORMAZIONI

LA TRASMISSIONELA TRASMISSIONE

LA TRASMISSIONE HA IL COMPITO DI REALIZZARE L’EFFETTIVO TRASFERIMENTO DELL’INFORMAZIONE DALLA SORGENTE AL DESTINATARIO

LA SEGNALAZIONELA SEGNALAZIONE

LA SEGNALAZIONE HA IL COMPITO DI TRASFERIRE DALL’UTENTE ALLA RETE E ALL’INTERNO DELLA RETE FRA I VARI ORGANI DI COMMUTAZIONE LE INFORMAZIONI NECESSARIE ALLA FUNZIONE DI COMMUTAZIONE

LA GESTIONELA GESTIONE

LA GESTIONE HA IL COMPITO DI AMMINISTRARE LE RISORSE DELLA RETE AL FINE DI PERMETTERNE L’ESERCIZIO E LA MANUTENZIONE E AL FINE DI IMPLEMENTARE IL CONTROLLO DI QUALITA’ E LA SUPERVISIONE DEL TRAFFICO

CCITTCCITTRete di telecomunicazione:Rete di telecomunicazione:

un insieme di nodi e canali che fornisce un insieme di nodi e canali che fornisce un collegamento tra due o più punti per un collegamento tra due o più punti per permettere la telecomunicazione tra permettere la telecomunicazione tra essiessi

Si chiama nodo un punto in cui avviene laSi chiama nodo un punto in cui avviene lacommutazionecommutazione

Rete di telecomunicazione:Rete di telecomunicazione:

un insieme di un insieme di nodinodi e canali che fornisce un e canali che fornisce un collegamento tra due o più punti per collegamento tra due o più punti per permettere la telecomunicazione tra essipermettere la telecomunicazione tra essi

Si chiama canale un mezzo di trasmissioneSi chiama canale un mezzo di trasmissione

Rete di telecomunicazione:Rete di telecomunicazione:

un insieme di nodi e un insieme di nodi e canalicanali che fornisce un che fornisce un collegamento tra due o più punti per collegamento tra due o più punti per permettere la telecomunicazione tra di essipermettere la telecomunicazione tra di essi

Rete di Telecomunicazione

e

Rete di Calcolatori

sono sinonimi?

EVOLUZIONE DELLE TELECOMUNICAZIONIEVOLUZIONE DELLE TELECOMUNICAZIONI

EVOLUZIONE DELL’INFORMATICAEVOLUZIONE DELL’INFORMATICA

EVOLUZIONE INFORMATICAEVOLUZIONE INFORMATICAParte IParte I

Alla fine degli anni ’80 il monopolio IBM dei grossi mainframe viene attaccato da industrie come l’AT&T e la DEC che introducono i primi microcomputer e programmi capaci di approntare più sw e di accedervi contemporaneamente.

Nasce il linguaggio Unix che consente l’accesso dei PC direttamente alla linea telefonica con l’uso di un semplice modem.

EVOLUZIONE INFORMATICAEVOLUZIONE INFORMATICAParte IIParte II

Gli utenti di risorse specializzate e costose aumentano per gli scopi più disparati.

Proliferano PC, Microcomputer, Workstation, stampanti di vario genere, plotter, sistemi Vax ed IBM, Database, che trovano utenti pieni di interesse spinti dall’esigenza di disporre di sistemi all’avanguardia per applicazioni sempre più evolute.

Nasce la necessità di creare un sistema per la condivisione delle risorse, soprattutto di quelle più costose.

EVOLUZIONE INFORMATICAEVOLUZIONE INFORMATICAParte IIIParte III

Si presentano due problemi : la necessità che dispositivi e applicazioni anche molto diversi fra loro comunichino e si scambino informazioni; l’esigenza di rendere le risorse accessibili a chiunque ne faccia richiesta.

Nel primo caso organismi come l’ISO, l’ANSI e l’IEEE lavorano con i costruttori di hw e sw per fissare degli standard.

Nel secondo caso trovano sempre più largo impiego sistemi basati sul paradigma client-server.

EVOLUZIONE INFORMATICAEVOLUZIONE INFORMATICAParte IVParte IV

I modelli Client-Server più diffusi sono due :quelli Server-Based e quelli Peer-to Peer C/S.

Nei Server-Based i possibili tipi di Server sono :1. File Server; 2. Print Server; 3. DataBase Server; 4.Communication Server; 5.Application Server.Nel Peer-to-Peer C/S ciascun componente si comporta sia da Server che da Client. Su questo sistema si basa il protocollo TCP/IP.

CLASSIFICAZIONE

DELLE RETI

TIPI DI RETI TIPI DI RETI

La diversa classificazione delle reti è fondamentalmente basata sull’area geografica ricoperta:

RETI LAN : da qualche metro fino a un km;

RETI MAN : fino a qualche decina di km;

RETI WAN : per reti molto estese.

LAN : Local Area LAN : Local Area NetworkNetwork

È un sistema di comunicazione chepermette ad apparecchiature indipendenti dicomunicare tra di loro entro un'areadelimitata utilizzando un canale fisico avelocità elevata e con basso tasso di errore.

DEFINIZIONE IEEE 802

Caratteristiche delle Caratteristiche delle LANLAN

Basso costo Facile upgrading Versatili in termini di riconfigurabilità Flessibili in termini di manutenzione Capaci di sopportare carichi di lavoro elevati Stabili nel tempo Capaci di collegare centinaia di utenti Efficienti in termini di operazioni e accessi consentiti Capaci di coprire distanze anche fino a parecchi km Dotate di capacità di trasmissione anche fino a 100Mbps

Reti LAN e Reti WANReti LAN e Reti WAN

Le reti LAN attuali hanno superato i limiti di distanza di partenza.

Molte reti WAN inoltre sono in realtà un insieme di reti LAN del tutto trasparenti all’utente finale che non si accorge di essere collegato ad una rete locale o estesa.

Capacità di Capacità di TrasmissioneTrasmissione

Questa caratteristica di una rete è legata alla banda del canale usato come mezzo fisico per il collegamento dei vari sistemi. La capacità dovrebbe essere correttamente espressa in Hz.Esiste però una proporzionalità diretta tra larghezza di banda e velocità di trasmissione nel canale. Per comodità si misura quindi la capacità di trasmissione in bps piuttosto che in Hz.

Componenti delle LANComponenti delle LAN

Un Sistema di Calcolo (PC o Workstation) Il Sw di rete (Applicativi di utente e Sistemi

Operativi) Le NIC (Network Interface Card) e le rispettive API

(Application Programming Interface) Concentratori o Hub che fungono da nodi di

accesso Sistemi di cablaggio : l’insieme dei mezzi fisici di

trasmissione, comprensivi di altri componenti quali connettori, adattatori, schede, ecc…

Tipi di CollegamentiTipi di Collegamenti

All’interno di singoli uffici : Ambiente di Lavoro

Tra più uffici disposti anche su piani diversi: Edificio

Tra ambienti dislocati in edifici diversi : Campus