Telefonia, ADSL Voice over IP · 2 Telefonia Il servizio telefonico e’ costoso Le LAN utilizzano...

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Telefonia, ADSL Voice over IP

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Telefonia

Il servizio telefonico e’ costoso

Le LAN utilizzano i cavi utilizzati dalle reti telefoniche negli edifici

La tecnologia telefonica è alla base della maggior parte delle WAN

Le regolamentazioni e i fornitori di servizi telefonici hanno un influenza sulle WAN

Tendenza a far convergere i due servizi: gestione integrata di reti per la voce e I dati

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Cavi telefonici in edifici

Edificia più piani

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Rete telefonica interna basata su PBX

1. Stanza delle apparecchiature (Di solito nel semi-interrato)

2. ToTelcos

3.EntranceFacility

5. PBXSwitch

Telefonico internoPrivate branch exchange

6. fasciodi cavi

(Molti doppini)

7. VerticalRiserSpace

4. TerminationEquipment

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3. TelecommunicationsCloset on Floor

2. Fasci di cavi

4. Cross-Connect Device

5. Distribuzione orizzontale

1. distribuzioneverticale

Doppini UTP

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Patch Panel

19”Equipment

Rack

PatchPanel

Rack-MountedSwitches

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1. Distribuzione orizzontaleUn doppino UTP

2. Distribuzione finaleLungo o attraverso una parete

3. Patch Cord

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Cablaggio di una LAN in un edificio

1. Stanza delle apparecchiature (Di solito nel semi-interrato)

2. ToWAN

3. EntranceFacility withTerminationEquipment

5. Switchcentrale

(Chassis)

6. VerticalRiserSpace

4. Router

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3. TelecommunicationsCloset on Floor 2. Fibre ottiche

Una coppia in ogni soffitto

4. Workgroup Switch

5. Distribuzione orizzontale

1. distribuzioneverticale

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WorkgroupSwitch inTelecoms

Closet


1. Distribuzione orizzontaleDoppino UTP

Le distribuzioni orizzontali e quella finaleSono le stesse della telefonia

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Public Switched Telephone Network (PSTN)

Proprieta’ del cliente(Residenza privata)

Proprieta’ del cliente(Azienda)

Switching OfficeCentral Office

End OfficeLinea di accesso

Local LoopDoppino unico

Di bassa qualita’

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Elements of the Public Switched Telephone Network (PSTN)

1. Customer Premises Equipment 1. Customer Premises Equipment

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Switching di Circuito

3. Switching di circuito:Un circuito e’ riservato

Per tutta la durata di una chiamata

2. Attraversamolti switch,

linee di accesso, eLinee di collegamento

1. CircuitoConnessione End-to-End

Abbonato-Abbonato

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Time Division Multiplexing (TDM)

Used Used Used Used Used

Frame 1 Frame 2 Frame 3

Slot 1for

Circuit A

Slot 3for

Circuit C

Slot 2for

Circuit B

TDM riserva la capacita di un circuito in un frame

Time

Slot 1for

Circuit A

Slot 1for

Circuit A

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PSTN: Inizialmente tutta analogica

Vecchia rete telefonica: tutta analogica

LocalLoop

(Analog)

ResidentialTelephone(Analog)

Switch(Analog)

Switch(Analog)

Switch(Analog)

LocalLoop

(Analog)

BusinessTelephone(Analog)

Trunk Line(Analog)

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PSTN: per la maggior parte digitale con alcuni loop locali analogici

LocalLoop

(Analog)

ResidentialTelephone(Analog)

Switch(Digital)

Switch(Digital)

Switch(Digital)

LocalLoop

(Digital)

PBX(Digital)

Trunk Line(Digital)

Attuale rete telefonica: Per la maggior parte digitale

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Codec presso lo switch all’End Office

La linea di accesso all’abbonato è analogica Lo Switch è digitale Il Codec converte i segnali trasmessi tra di

loro

Codec

SegnaleInternoDigitale

SwitchDigitale

Loop localeLinea di accesso

End Office

AnalogSubscriber

Signal ADC

DAC

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Campionamento per effettuare conversioni da Analogico-a-Digitale (ADC)

IL Codec in primo luogo filtra la banda del segnale vocale Taglia tutte l’energia sotto i 300 Hz Taglia tutta l’energia sopra i 3,400 Hz Passa segnale filtrato da 300 Hz a 3.4 kHz

Segnale

Distribuzione di energia perLa voce umana

O Hz 300 Hz ~3,400 Hz 20 kHz

Filtro Bypass

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Codec Campiona il segnale della voce Divide ciascun secondo in 8,000 periodi di

campionamento Ciascun periodo di campionamento e’ 1/8,000 di

secondo

Sample

1/8,000 sec Periodo di campionamento

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Analog-to-Digital Conversion (ADC): Bandpass Filtering and Pulse Code Modulation (PCM)

PCM

0

SignalAmplitude

TimeSample

Duration of Sample(1/8000 sec.)

AnalogSignal

A signal must be sampled at twice its highest frequency (4 kHz) for adequate quality. In PCM, there are 8,000 samples per second

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Codec Misura l’intensita’ dei segnali Misura l’intensita’ della voce in ogni periodo di

campionamento come una frazione di un valore massimo (255). Ad esempio in figura e’ 210/255.

Converte il valore decimale 210 nel valore binario di 8-bit, 11010010

Campione

1/8,000 sec Periodo di campionamento

Valore diIntensita’210/255

(1010010)

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Codec8,000 campioni/sec * 8 bit/campione = 64

kbpsQuesto e’ il motivo per cui le linee telefoniche

hanno la velocita’ di 64 kbpsSviluppate per la voce digitalizzataSpesso i fornitori (Carrier) “rubano” 8 kbps per

segnali di supervisione, sui 56 kbps

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Conversione Digitale-da-Analogica (DAC)

00000100 00000011 00000111

Segnale digitale in arrivoDa uno Switch telefonico

(8,000 campioni/Sec)

Segnale analogicogenerato

Per la linea dell’abbonatoDAC

1/8000Secondo(8 bits)

E’ di buona qualita’ se ci sono abbastanza

campioni per secondo

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Digital Subscriber Lines (DSLs)

Le linee DSLs danno la possibilita' di trasmettere dati su doppini esistenti (1-pair voice-grade access lines), quelli tipicamente utilizzati e gia' presenti per il normale collegamento telefonico.

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Digital Subscriber Lines (DSLs)

Asymmetric DSL (ADSL) Throughput dei dati asimmetrico

Velocità di Downstream da 512 kbps a 1.5 Mbps e oltre

Velocità in Upstream da 90 kbps a 384 kbps e oltre

Ottimo per l'accesso al Web con downloadsSufficientemente veloce per la posta elettronica

(IMAP) Adatto per uso residenziale

Throughput non garantitoDSLAM (DSL access multiplexer) spesso sopra-

utilizzato e lento

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Leased Line Networks

Digital Subscriber Lines (DSLs) Velocita’ a banda larga (Broadband) su un singolo

doppino voice-grade UTP in rame

Non funzionano sempre: limiti di distanze, etc.

Dove funzionano sono meno care delle linee affittate basate su trunk line

Voice-Grade UTP esistenti

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ADSL con Splitter

DataWAN

PSTN

DSLAM

ADSLModem

Splitter

Telephone

Proprietàabbonato

Compagnia telefonicaEnd Office Switch

1.Esistente coppia di

Voice-GradeUTP Wires

PC

3. 4.2.

Voice andData

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ADSL con Splitter

DataWAN

PSTN

DSLAM

ADSLModem

Splitter

Telephone

Proprietàabbonato


PC

1.Data

256 kbps to1.5 Mbps

2.64 kbps to256 kbps

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ADSL con Splitter

DataWAN

PSTN

DSLAM

ADSLModem

Splitter

Telephone

Proprietàabbonato


PC

1.Servizio telefonico

ordinario

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Leased Line Networks

Asymmetric DSL (ADSL) Sommario Velocita’ asimmetrica

Downstream (verso il cliente): 256 kbps fino a piu’ di 1.5 Mbps

Upstream (dal cliente): 64 kbps o migliore Servizi dati e telefonici simultanei DSL access multiplexer (DSLAM) all end telephone

office Progettate come un servizio per i clienti, non ci

sono garanzie sulla velocita’ dei dati

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Telefonia Cellulare

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Telefonia cellulare

B

E

H

D

I

G

L

K

F

C

M

A

J

N

P

O

PSTN

Mobile TelephoneSwitching Office

Cellsite

1. Divide un AreaIn celle

2. Un cellulareComunica

Via Cellsites,Con il MTSO

(Mobile ThelephonSwitching Office)

3. ToPSTN

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Telefonia cellulare

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J

N

P

O

3. riutilizzaIl canale 47 in

D e F

PSTN

Cellsite

1. TECNOLOGIA TRADIZIONALESi riutilizzano canali in celle

Non adiacenti

2. UsaIl canale 47Nella cella A

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Telefonia cellulare

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A

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P

O

PSTN

Cellsite

1.Usa il canale 47

In A, D, e F

2.In quali altre

CelleRiutilizza ilcanale 47?

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Telefonia cellulare

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HandoffO

PSTNMobile TelephoneSwitching Office

1.Handoff automatico

tra Cellsites da O a P nelMomento in cui

Il cellulare viaggiaTra le due celle

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Handoffs vs Roaming

Handoff Per muoversi tra le celle di un singolo sistema

telefonico cellulare Telefonia cellulare 802.11 wireless LANs

Roaming Muoversi tra sistemi Telefonia cellulare: per utilizzare un telefono

cellulare in un altra citta’

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Generazioni di servizi cellulari

Generation First 2nd 2.5G 3G

Tecnologia Analogica Digitale Digitale Digitale

Data TransferRate

Data TransferIs Difficult 10 kbps* 20 kbps to

144 kbps144 kbpsto 2 Mbps

Canali ~800 ~800 +2,500

~800 +2,500 ?

Celle/ canaliRiutilizzo

Largo/Medio

Piccolo/Alto

basatoSu 2G ?

*Sufficienti per Short Message Service (SMS) e wireless Web accessUtilizzando il Wireless Access Protocol (WAP) o i-mode

4G

DigitaleDigitale

100 Mbpsto 1 Gbps

?

?

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Velocità 4G e 3G

ITU requisiti di velocità per 4G Quello che e' superiore a 3G con velocita di punta:

1Gbps per dispositivi fissi e persone che camminano

100 Mbps per utenti in auto o in treno

ITU requisiti di velocità per 3G 2 Mbps per dispositivi fissi 384 kbps per persone che camminano 144 kbps per utenti in auto

Tutto il resto e’ 2.5 G Attenzione alcuni tra I produttori 2.5G dicono di essere

3G ma non forniscono le prestazioni adeguate

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Telefonia basata su IP(VoIP)

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Figure 6-18: IP Telephony

IPInternet

PSTN

IP Telephonewith

Codec andIP Functionality

PC withIP Telephony

Software

User either has…PC with IP telephony software

OrIP telephone with built-in

codec and IP functionality;Plugs directly into an IP network

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Figure 6-18: IP Telephony, Continued

IPInternet

PSTN

MediaGateway

Media Gateway

Connects IP telephony system to the PSTN.Does signaling and transport format

conversion.

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Figure 6-20: IP Telephony Protocols

IPHdr

UDPHdr

RTPHdr

Codec DataStream

Transport(Voice Transmission)

IP Telephone(Can connect

directly to wall jack)

Signaling: H.323 or SIP(Call setup, breakdown, etc.)

PC with IPTelephony Software

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IP Telephony Transport

UDP (User Datagram Protocol) Used at the transport layer instead of TCP Efficient

No opens, closes, ACKsSo creates less delay, load on the network

UnreliableNo error correctionOK because there is no time to retransmit voice

packetsReceiver “interpolates” between received packets

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IP Telephony Transport, Continued

RTP (Real Time Protocol) RTP Header is used to improve voice signal

Contains a sequence number so that voice packets can be put in order even if unreliable IP and UDP deliver them out of order

Contains a time stamp so that the spacing of sounds in adjacent packets can be handled well

Reduces “jitter” (variability in latency)

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