Lucidi delle lezioni del corso di SERVIZI DI TELECOMUNICAZIONI

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1 Mezzi Trasmissivi Tipi di Mezzi Trasmissivi Propagazione Guidata: Doppino Cavo coassiale Guida d'onda Microstriscia Fibra ottica Propagazione Libera: Canale Radio Marco Baldi (DIBET) 2 1

2 Caratteristiche Attenuazione per unità di lunghezza Analogico: Larghezza di banda Rapporto segnale - rumore Digitale: Frequenza di cifra binaria Probabilità di errore media Marco Baldi (DIBET) 3 Introduzione Il trasferimento delle informazioni richiede la presenza di un mezzo trasmissivo. La scelta di un mezzo trasmissivo è una valutazione difficile ed esenziale nel mondo delle telecomunicazioni. Trasmettitore Canale di comunicazione Ricevitore Segnale di ingresso Disturbo Segnale di uscita Marco Baldi (DIBET) 4 2

3 Propagazione Guidata Utilizza conduttori metallici o in fibra di vetro Esempi: Doppino telefonico E il più economico E usato per le linee telefoniche e ora anche nelle LAN Cavo coassiale Usato per la radiofrequenza In passato anche per le reti di computer Fibra ottica Usato per reti di trasmissione a grande velocità Particolarmente indicata per le trasmissioni digitali Marco Baldi (DIBET) 5 Propagazione Libera Non usa cavi,, ma la propagazione di segnali elettromagnetici a frequenze radio o ottiche La propagazione avviene in aria Esempi di applicazioni: Radio Reti cellulari Reti LAN senza fili Collegamenti ad Infrarossi Link ottici Marco Baldi (DIBET) 6 3

4 Lo Spettro Radio Tutte le comunicazioni radio dipendono dalla propagazione elettromagnetica che richiede l uso dello spettro radio Lo spettro radio è una risorsa pubblica, pertanto il suo uso è sottoposto a regolamentazioni e licenze Marco Baldi (DIBET) 7 Lo Spettro Radio Very Low Frequency (VLF) 3 to 300 khz Submarine Medium Frequency (MF) 0.3 to 3 MHz AM Radio Broadcast High Frequency (HF) 3 to 30 MHz Ionospheric long distance communications Very High Frequency (VHF) 30 to 300 MHz Land mobile Television Broadcast Ultra High Frequency (UHF) 300 MHz to 3 GHz UHF television channels PCS Radar Marco Baldi (DIBET) 8 4

5 Servizi Wireless Point-to to-point or Point-to to-multipoint Communications Fixed or Mobile Broadcasting AM, FM, TV, facsimile, data Telemetry and remote control Mobile Telephony Cordless Cellular and PCS Wireless Network Access LAN and Internet access Wireless Local Loop Wireless cabling Marco Baldi (DIBET) 9 Broadcasting AM radio: 540 to 1600 khz FM radio: 88 to 108 MHz Short wave (HF) radio: 3 to 30 MHz Citizens Band (CB) radio: 27 MHz Television broadcast channels 2-6: MHz channels 7-13: MHz channels 14-83: MHz Marco Baldi (DIBET) 10 5

6 Altre Applicazioni Garage door openers: around 40 MHz Cordless phones: 40 to 50, 900 MHz Baby monitors: 49 MHz Radio controlled airplanes: around 72 MHz Cell phones: 900 MHz and 1800 MHz (North America: 8500 and 1900) to 2400 MHz bands Air Traffic Control radar: 960 to MHz GPS (GNSS): and MHz Satellite communications: 2290 MHz to 2300 MHz Marco Baldi (DIBET) 11 Comunicazioni Satellitari SEGMENT BAND BANDWIDTH USED USER SATELLITES MHz 160 KHz Military FLTSAT, LEASAT UHF L GHz 47 MHz Commercial MARISAT, INMARSAT C 6/4 GHz 800 MHz Commercial INTELSAT, DOMSATS, ANIK E X 8/7 GHz 500 MHz Military DSCS, SKYNET, NATO Ku 14/12 GHz 500 MHz Commercial INTELSAT, DOMSATS, ANIK E 2500 MHz Commercial JCS SHF Ka 30/20 GHz 1000 MHz Military DSCS IV Q 44/20 GHz 3500 MHz Military/DOT MILSTAR EHF V 64/59 GHz 5000 MHz Military CROSSLINKS Marco Baldi (DIBET) 12 6

7 Criteri di scelta La progettazione di un sistema di trasmissione prevede la scelta del mezzo trasmissivo in base a determinanti fattori: Caratteristiche della trasmissione Ritardo Sicurezza Grado di disponibilità Robustezza meccanica Dimensioni fisiche Costi Marco Baldi (DIBET) 13 Caratteristiche della trasmissione Larghezza di banda (capacità del canale) Ampiezza della banda di frequenze che il canale può trasferire Suscettibilità ai disturbi Influenza di segnali estranei alla trasmissione Distanza Distanza massima tra due dispositivi in collegamento Marco Baldi (DIBET) 14 7

8 Ritardo di propagazione e tempo di risposta Ritardo di propagazione: È il tempo richiesto perché un segnale viaggi dal trasmettitore al ricevitore lungo il canale di trasmissione Tempo di risposta : Lungo un circuito il segnale subisce varie elaborazioni che coinvolgono vari apparati elettrici dotati di tempi di risposta non nulli Es. Sistemi Satellitari Il segnale deve percorrere chilometri verso l alto; l il ritardo di propagazione ammonta circa a 0.25 s; il tempo di risposta degli apparati va a sommarsi portando il ritardo totale a circa 0.64 s e non rendendo adatto il sistema per telecomunicazioni ad alta interattività. Marco Baldi (DIBET) 15 Sicurezza e Robustezza meccanica Sicurezza (protezione( dei dati che attraversano la rete): Dati confidenziali Materiale coperto da copyright Transazioni commerciali Robustezza meccanica: Flessibilità (raggio di curvatura) Resistenza a peso (carico di rottura) Torsione o trazione longitudinale Allungamenti o accorciamenti dovuti a variazioni di temperatura (cavi sospesi) Es. Nelle fibre ottiche i parametri meccanici sono molto importanti Marco Baldi (DIBET) 16 8

9 Dimensioni fisiche e Costi Parametri fisici Peso (es. istallazione di antenne su tetti) Diametri dei cavi (es. tubature sotterranee) Costi Acquisto Costo dell istallazione (es. Fibra ottica) Costo della manutenzione Costo dell aggiornamento del sistema (es. xdsl) Marco Baldi (DIBET) 17 Doppino Telefonico Economico Banda limitata Marco Baldi (DIBET) 18 9

10 Doppino Schermato ed Avvolto Meno sensibile al rumore Costo comunque contenuto Marco Baldi (DIBET) 19 Doppino telefonico I doppini più semplici sono gli UTP (Unshielded Twisted Pair): coppie di cavi conduttori in rame ritorti non schermati; ogni conduttore è isolato con un materiale plastico. La ritorsione dei fili avviene con un angolo di 90 e con passo determinato (dell ordine del mm); essa serve a migliorare le prestazioni della linea di trasmissione in termini di resistenza ai disturbi. Dimensioni dei conduttori: : AWG (American Wire Gauge) è una misura inversa del diametro del conduttore; legato al diametro c èc il peso del cavo, misurato in Kg/Km. Marco Baldi (DIBET) 20 10

11 Doppino telefonico - Categorie UTP Categoria 1: : per telefonia analogica Categoria 2: per telefonia digitale e trasmissione dati a bassa velocità (linee seriali) Categoria 3: reti locali che non producano frequenze fondamentali superiori a 12.5 MHz: Ethernet 10BaseT e 100BaseT4, Token Ring 4 Mb/s Categoria 4: reti locali che non producano frequenze fondamentali superiori a 20 MHz: Token Ring 16 Mb/s Categoria 5: reti locali che non producano frequenze fondamentali superiori a 32 MHz: FDDI MLT-3, Ethernet 100BaseTX, ATM Categorie 5e, 6 e 7: categorie superiori (Gigabit Ethernet) Marco Baldi (DIBET) 21 Doppino telefonico - Configurazione I due conduttori sono avvolti in un rivestimento di polietilene o Teflon. Nello stesso involucro sono presenti più coppie di fili per diminuire i costi di istallazione (Es. LAN) Alcuni cavi per le connessioni di aree metropolitane contengono fino a 500 doppini (3600 nei circuiti interni alle centrali) Marco Baldi (DIBET) 22 11

12 Doppino telefonico - Larghezza di banda La banda del doppino dipende dal diametro dei conduttori,, dalla lunghezza del circuito e dalle interferenze con linee adiacenti 250 KHz nei canali a qualità vocale; Velocità di cifra (bitrate): da 1 a 4 Mbps (con compressione) nelle applicazioni con distanza tra amplificatori di 2-33 Km 1,544 Mbps nelle connessioni T1: 4 fili,, ripetitori spaziati di circa 2 Km 100 Mbps nelle reti LAN con linee di rame di Cat 5, distanze fino a 100 m Fino a 6 Mbps (upstream) nelle linee ADSL, con distanze fino a 3,2 Km Marco Baldi (DIBET) 23 Doppino telefonico - Errori e sicurezza Particolarmente sensibile alle interferenze esterne, almeno nei casi di doppini non schermati. I disturbi in genere sono dovuti a motori elettrici, trasmissioni radio e lampade. Aumentando la banda passante la suscettibilità agli errori peggiora. Le trasmissioni ad alta frequenza irradiano campi percepibili anche da coppie diverse presenti all interno delle stessa guaina (xtalk). Marco Baldi (DIBET) 24 12

13 Doppino Telefonico Costi e applicazioni I costi di istallazione, manutenzione ed acquisto dei doppini sono piuttosto bassi nelle applicazioni standard I costi diventano più alti nelle applicazioni ad alta capacita e maggiore distanza Non vengono più usati per coprire lunghe distanze E il mezzo preferito per impianti interni e local loop Marco Baldi (DIBET) 25 Doppini schermati Sono detti STP (Shielded Twisted Pair, doppino ritorto schermato) Sono dotati di una schermatura metallica che circonda le coppie di fili La schermatura può essere ottenuta con una ricopertura galvanica del filo conduttore o con una rete metallica Hanno il vantaggio di assicurare elevata resistenza alle interferenze Hanno costi più elevati, peso maggiore ed istallazione più difficoltosa (va garantita la continuità delle schermature). Marco Baldi (DIBET) 26 13

14 Trasmissione Bilanciata su Doppino Marco Baldi (DIBET) 27 Trasmissione bilanciata riduzione disturbi emessi Marco Baldi (DIBET) 28 14

15 Trasmissione Bilanciata immunità ai disturbi Marco Baldi (DIBET) 29 Atri tipi di disturbi Diafonia misura (in db) quanto un cavo disturba un altro cavo vicino Spesso è fornita come attenuazione di diafonia Transmitter Attenuation Receiver Receiver NEXT Transmitter Local End Undesired noise (caused by crosstalk) Far End Marco Baldi (DIBET) 30 15

16 Altri tipi di disturbi Riflessioni dovute a disadattamento di impedenza Transmitter Receiver Marco Baldi (DIBET) 31 Cavo Coassiale Sezione Meno sensibile al rumore del doppino Maggiore larghezza di banda Più costoso Marco Baldi (DIBET) 32 16

17 Il cavo coassiale E un cavo molto robusto contenente due conduttori, uno esterno e l altro interno, separati da materiale dielettrico. Inventato nel 1934 in AT&T Bell Ext. Conductor. D Trasmissione sbilanciata su cavo coassiale : Int. Conductor. d d dielectric Marco Baldi (DIBET) 33 Cavo Coassiale - Larghezza di Banda e distanza La capacità dipende soprattutto dal diametro del cavo e dalla lunghezza del circuito La larghezza di banda disponibile è notevole e rende adatti i cavi coassiali per applicazioni ad alta velocità Esempi di applicazioni : 10Base5: 10 Mbps, massima distanza di un collegamento 500 m 10Base2: 10 Mbps, massima distanza di un collegamento 200 m Distanza: : non soffre delle limitazioni dell UTP UTP. Marco Baldi (DIBET) 34 17

18 Cavo Coassiale Costi e applicazioni I costi di acquisto, istallazione e manutenzione sono più alti di quelli dei doppini L istallazione è più complessa a causa di dimensioni maggiori e flessibilità minore del mezzo rispetto ai doppini, oltre che difficoltà nei collegamenti. Le migliori prestazioni compensano l aumento dei costi. Applicazioni tipiche: : telecomunicazioni nei tronchi interaziendali (oggi sostituiti dalle fibre ottiche), trasmissioni dati a breve distanza, reti locali, CATV (trasmissioni televisive via cavo) Marco Baldi (DIBET) 35 Guida d'onda Sezioni Non veicola le basse frequenze Costosa Supporta elevate potenze Insensibile ai disturbi Marco Baldi (DIBET) 36 18

19 Guida d'onda Le dimensioni dipendono dalle frequenze di lavoro Marco Baldi (DIBET) 37 Fibre Ottiche Sottilissimi fili di materiale vetroso o di nylon, dal diametro di alcuni micron Presentano un'attenuazione chilometrica di circa 0.2 db Utilizzano radiazione elettromagnetica a frequenze ottiche In pratica sono delle guide d'onda per trasmettere segnali ottici Nacquero dall esperimento di Bell sul FOTOFONO Marco Baldi (DIBET) 38 19

20 Fibre Ottiche - Vantaggi peso ed ingombro ridotti; immunità ai disturbi elettromagnetici; isolamento elettrico fra trasmettitore e ricevitore; installazione con i cavi per l energia; installazione veloce nei condotti già esistenti; bassi valori di attenuazione; larga banda; elevato numero di canali di comunicazione su unica fibra; costo limitato per Mbit trasmesso; alta qualità di segnale; lungo passo di ripetizione; Marco Baldi (DIBET) 39 Fibre Ottiche - Svantaggi tecnologia in rapida evoluzione; realizzazione costosa ; difficoltà di connessione tra fibre ottiche; accessori costosi; problemi di standardizzazione; strumenti di prova costosissimi. Marco Baldi (DIBET) 40 20

21 Le frequenze utilizzate Marco Baldi (DIBET) 41 Richiami di ottica Propagazione di un raggio luminoso da un mezzo ad un altro Un raggio luminoso (raggio incidente) che colpisce la superficie di separazione di due mezzi si divide in due parti: un raggio riflesso, che continua a propagarsi nel primo mezzo; un raggio rifratto, che si propaga nel secondo mezzo. Marco Baldi (DIBET) 42 21

22 Propagazione di un raggio luminoso da un mezzo ad un altro Considerando la normale N alla superficie di separazione, gli angoli che i raggi formano sono detti: - angolo di incidenza (alfa) - angolo di riflessione (beta) - angolo di rifrazione (gamma) Marco Baldi (DIBET) 43 Propagazione di un raggio luminoso da un mezzo ad un altro Tra gli angoli che i raggi formano esistono le seguenti relazioni : legge di riflessione β = α legge di rifrazione (di Snell) senα 2 = n sen γ n =cost 1 dove n 1 e n 2 sono gli indici di rifrazione dei due mezzi Marco Baldi (DIBET) 44 22

23 Rifrazione da un mezzo meno denso ad uno più denso α > γ Marco Baldi (DIBET) 45 Rifrazione da un mezzo più denso ad uno meno denso α < γ Marco Baldi (DIBET) 46 23

24 Angolo di incidenza limite Nella propagazione di un raggio da un mezzo più denso ad uno meno denso esiste un valore di α per il quale l angolo di rifrazione vale 90 Questo angolo è detto angolo di incidenza limite α lim Quando α > α lim si ha la riflessione totale del raggio incidente Marco Baldi (DIBET) 47 Strutture delle fibre ottiche - Il nucleo (core) Tre strati: - Il mantello (cladding) - Il rivestimento protettivo (coating) Marco Baldi (DIBET) 48 24

25 Realizzazione delle fibre ottiche Attualmente vengono usati due tipi di materiali: Vetri a molti componenti Silicio drogato Le tecniche di realizzazione sono molto sofisticate Il metodo attualmente più utilizzato è il metodo della preforma La preforma si realizza attraverso due procedimenti: IVPO con processo di ossidazione interna in fase di vapore OVPO senza il processo di ossidazione interna in fase di vapore Marco Baldi (DIBET) 49 Propagazione della luce nelle fibre ottiche La propagazione della luce avviene nel core sfruttando il fenomeno della riflessione totale L indice di rifrazione del core è maggiore di quello del cladding per evitare la rifrazione nel cladding Condizioni fondamentali per il funzionamento sono, dunque: Indice di rifrazione core > Indice di rifrazione cladding n core > n cladding Angolo di incidenza > Angolo limite α > α lim Marco Baldi (DIBET) 50 25

26 Apertura Numerica Il raggio deve entrare nella fibra con un angolo γ e tale che risulti α > α lim In corrispondenza di α lim il raggio rifratto nella fibra forma un angolo di 90 L angolo γ e è quindi il massimo angolo di ingresso possibile e viene chiamato angolo di accettazione Si definisce apertura numerica la quantità: N.A. = sen γ e Marco Baldi (DIBET) 51 Apertura Numerica - Esercizio Determinare l apertura numerica e l angolo di accettazione di una fibra ottica sapendo che i valori degli indici di rifrazione sono: n core = 1,48 n cladding = 1,46 Marco Baldi (DIBET) 52 26

27 Soluzione Applicando la legge di Snell all angolo limite si ha: sen sen ( α ) lim ( γrifr ) n = n cladding Per definizione, all angolo limite corrisponde un angolo di rifrazione di 90 : core γ = 90 rifr per cui: sen( γ rifr ) = 1 n α lim = n Quindi: sen( ) cladding core cioè: n cladding α lim = arcsen ncore Nel nostro caso: 1, 46 α lim = arcsen = 80,6 1, 48 Marco Baldi (DIBET) 53 Applichiamo, ora, la legge di Snell al punto A di ingresso del raggio nella fibra, tenendo presente che il mezzo esterno alla fibra è l aria (n aria = 1): ncore 1, 48 sen( γ e ) = sen( ϕ ) = sen( ϕ) n 1 aria Osservando che: ϕ= 90 αlim Si ottiene: 1, 48 1, 48 sen( γ e ) = sen( 90 α lim ) = cos ( α lim ) = 1,48 cos ( 80,6 ) = 0, Quindi: apertura numerica NA.. = senγ = 0,242 e angolo di accettazione cono di accettazione γ e = acrsen(0,242) = 14 2γ e = 28 Marco Baldi (DIBET) 54 27

28 Fibre ottiche: configurazione I sistemi a fibre ottiche comprendono i seguenti apparati: Fonti luminose LED - Generano segnali luminosi non concentrati, sono a basso costo, usati nei primi sistemi a fibre ottiche e attualmente nei sistemi a minore qualità Diodo Laser il principio di funzionamento è lo stesso del LED, sono più costosi, generano segnali luminosi più concentrati e garantiscono più ampiezza di banda poiché possono generare segnali On/Off in frazioni di nanosecondo Cavi (gia descritti) Rilevatori di luce PIN (PhotoINtrinsic Diode) o APD (Avalanche Photo Diode); riconvertono l energia l luminosa in segnale elettrico sfuttando le proprietà fotorivelatrici del silicio Rigeneratori di segnale: attualmente sono opto-elettronici elettronici,, ma si studiano sistemi completamente ottici Marco Baldi (DIBET) 55 Fibre ottiche analogiche o digitali Analogiche: variano con continuità l intensità dell onda luminosa trasmessa Digitali: creano impulsi per rappresentare 1 o 0 Le seconde sono più utilizzate Il metodo trasmissivo analogico è ancora usato nelle dorsali per la trasmissione della TV via cavo Marco Baldi (DIBET) 56 28

29 Fibre ottiche multimodali e monomodali Multimodali: hanno un diametro più elevato e il raggio,, durante il suo percorso nella fibra,, subisce il fenomeno della dispersione modale: parte dei segnali luminosi seguono percorsi diversi all interno del mezzo Monomodali: Hanno un diametro più piccolo e viene evitata la dispersione modale; sono inadatte a fonti luminose non raffinate come i LED Marco Baldi (DIBET) 57 Fibre ottiche: larghezza di banda Offrono una larghezza di banda di gran lunga superiore a tutti i mezzi alternativi Banda superiore ai 2Gbps per reti a lunga distanza All interno della stessa fibra possono essere introdotti fino a 4 fasci ottici consentendo di trasmettere con capacità elevatissime in DWDM Velocità massime negli apparati attuali: 100 Gbps Il loro limite teorico e dell ordine dei TeraBit per Secondo (Tbps( Tbps) Marco Baldi (DIBET) 58 29

30 Suscettibilità agli errori Attenuazione dovuta a collegamenti fra fibre ed a pieghe (riflessione( ottica) Le interferenze non rappresentano un problema Deviazione diurna: : sono sensibili alla variazione di temperatura Gli errori tipici che si rilevano sono a burst e sono dovuti a momentanee degenerazioni della linea Marco Baldi (DIBET) 59 Fibre Ottiche - Distanza, Costi e Durata Distanza I sistemi monomodali sono in grado di trasmettere senza rigenerazione a distanze superiori ai 300 Km Amplificatori opto elettronici Amplificatori ottici (utilizzano gli effetti chimici dell erbio erbio per amplificare il segnale luminoso EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier o Pompe Luminose) Costi I costi sono elevati ma la larghissima ampiezza di banda disponibile e le notevoli distanze di trasmissione fanno delle fibre ottiche un buon compromesso Durata Sono meno resistenti di altri cavi e non sono riconfigurabili poiché le curvature dei cavi sono parametri fondamentali per il progetto Marco Baldi (DIBET) 60 30

31 Antenne Trasduttori tra la propagazione guidata e libera Si caratterizzano con il guadagno Marco Baldi (DIBET) 61 Antenne Antenne omnidirezionali offrono una copertura a 360 ma con raggio relativamente corto Antenne direzionali coprono un cono stretto, quindi richiedono un allineamento di precisione crescente con la distanza coperta ed il guadagno (dbi( dbi) dell antenna La scelta di antenne direzionali può essere dettata anche da problematiche di sicurezza, oltre che di copertura 31

32 Emissioni L EIRP (Emitted( Isotropic Radio Power) di un antenna rappresenta la potenza che sarebbe necessaria ad un antenna isotropica per produrre un segnale pari a quello prodotto dall antenna antenna stessa lungo la direzione di massima radiazione EIRP [dbm[ dbm] ] = Ptx [dbm] Ctx [db]] + Gtx [dbi] Ptx: : Potenza trasmessa dall antenna antenna trasmittente Gtx: : Guadagno dell antenna trasmittente Ctx: : Attenuazione del cavo dell antenna trasmittente La normativa ETSI EN impone un EIRP massima pari a 20 dbm (100mW) Radio Communications G t D G r C r P r C t P t Transmitter SNR i Receiver NF Marco Baldi (DIBET) 64 32

33 LOS and Diffraction Fresnel Zone Gt Gr Ct Cr Pr Pt Transmitter SNRi Receiver Nf Marco Baldi (DIBET) 65 Multipath Marco Baldi (DIBET) 66 33

34 Trasmissioni radio a microonde Forma di trasmissione radio che sfrutta le UHF Sono state sviluppate a partire dai primi esperimenti sui radar (radio detecting and ranging) Utilizzano frequenze dell ordine dei GHz (lunghezze d onda dell ordine del mm) Sistema estremamente suscettibile all attenuazione attenuazione; necessita di amplificazioni e rigenerazioni. L attenuazione viene combattuta anche focalizzando il segnale per trasmissioni punto punto. Le varie frequenze dei sistemi a microonde sono regolate da norme governative Marco Baldi (DIBET) 67 Microonde: configurazione e larghezza di banda Le reti sono costituite da antenne formate da piccoli dischi o sfruttano piccoli conduttori (guide d onda) d per la trasmissione del segnale La dimensione dell antenna aumenta il guadagno Offrono larghezze di banda considerevoli, oltre i 6 Gbps Applicazioni comuni sono le linee di trasmissione T3 (45 Mbps) Marco Baldi (DIBET) 68 34

35 Suscettibilità agli errori, costi e applicazioni Hanno buone prestazioni (soprattutto quelle digitali) in termini di robustezza ai disturbi Soffrono dei problemi dei sistemi radio: disturbi, attenuazione per pioggia Hanno costi elevati anche se competitivi con i sistemi cablati (la posa in opera dei sistemi radio è molto più semplice) Attualmente sono applicate in reti private, collegamenti temporanei, connessioni tra centrali di reti di telefonia cellulare Sono un alternativa ai sistemi cablati quando il terreno è particolarmente complesso Marco Baldi (DIBET) 69 Trasmissioni radio via satellite Utilizzano le microonde per trasmettere a sistemi esterni all atmosfera atmosfera terrestre Primo satellite per telecomunicazioni: : EarlyBird (1965) Oggi sono sistemi cruciali per la trasmissione video, telefonica e per servizi di localizzazione Satelliti geostazionari Hanno l essenziale l vantaggio di avere aree di copertura enormi,, anche se costi elevati Marco Baldi (DIBET) 70 35

36 Uplink e Downlink Normalmente si utilizzano due frequenze diverse per queste due tipologie di trasmissioni (FDM) In Uplink si cerca di focalizzare al massimo l onda l trasmessa in modo da massimizzare l intensitl intensità L antenna trasmittente è posta al centro di un disco (parabola - fuoco) concavo riflettente avente il compito di concentrare il fascio verso l antenna l ricevente del satellite Analogo ragionamento a ruoli invertiti vale per la ricezione dei segnali Marco Baldi (DIBET) 71 Configurazione Oltre alle parabole ed alle antenne sono presenti delle guide d onda d che portano il segnale dall antenna antenna al sistema di trasmissione/ricezione Esistono satelliti ibridi capaci di trasmettere su più bande e supportare diverse applicazioni: radio, TV, telefonia e dati Tanto più alta è la frequenza, tanto più piccola può essere la parabola utilizzata in ricezione/trasmissione Esistono ripetitori satellitari (trasponder) capaci di ricevere segnali deboli, rigenerarli e ritrasmetterli I VSAT, Very Small Aperture Terminal, rientrano in un sistema di trasmissione che necessita di parabole a terra di piccole dimensioni (larghezza di banda per canale di 64Kbps, usati soprattutto per ( telefonia Marco Baldi (DIBET) 72 36

37 Larghezza di banda La banda disponibile dipende dal numero di trasponder, dall ampiezza ampiezza dell area coperta e dal numero di canali/frequenze utilizzabili nella trasmissione via satellite su aree internazionali IntelSat VI supporta canali vocali e due canali TV per una banda totale di 3,46 GHz Marco Baldi (DIBET) 73 Ritardo di propagazione e tempo di risposta I satelliti sono a circa Km di distanza dalla terra Ritardo di trasmissione 250ms Ritardo di elaborazione a bordo del satellite 70ms Ritardo totale sulle tratte di uplink e downlink di 320 ms Non è in grado di supportare efficacemente servizi altamente interattivi, come le chiamate vocali Si adatta alla videoconferenza ed alle lezioni a distanza Marco Baldi (DIBET) 74 37

38 Costi e Normative I costi di acquisizione dei sistemi sono molto elevati (centinaia a di milioni di dollari) Alto numero di utenti che possono condividere il servizio Si possono affittare canali sul satellite per le trasmissioni, piuttosto che avere un satellite di proprietà Il Nord America adotta il concetto di cielo aperto Non altrettanto è stato fatto nei paesi europei e in Asia Paesi in via di sviluppo? Marco Baldi (DIBET) 75 Trasmissioni via satellite : applicazioni Applicazioni specializzate: GPS e ATMS (Advanced Traffic management System) Comunicazioni vocali (aree isolate e comunicazioni intercontinentali) e trasporto dati Interventi di emergenza dopo catastrofi Applicazioni militari e spionaggio Applicazioni recenti: : navigazione aerea, telefonia mobile e accesso ad internet Marco Baldi (DIBET) 76 38

39 Connessioni tra Computer Coppie Bifilari economicità flessibilità Marco Baldi (DIBET) 77 Connessioni tra Computer Cavi Coassiali costosi poco flessibili Obsoleti Marco Baldi (DIBET) 78 39

40 Connessioni tra Computer Fibre Ottiche costose molto flessibili elevate larghezze di banda bassa attenuazione insensibilità al rumore Marco Baldi (DIBET) 79 Connessioni tra Computer Wireless mobilità copertura sicurezza Marco Baldi (DIBET) 80 40