Laboratorio Informatico: RETI E INTERNET I. Laerte Sorini. Lezione 03 parte 1

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1 Laboratorio Informatico: RETI E INTERNET I Laerte Sorini Lezione 03 parte 1

2 Introduzione Indispensabili per l esistenza delle reti, sono spesso sottovalutati mezzi fisici o guidati (conducted media) doppino telefonico (twisted pair wire) cavi coassiali cavi in fibra ottica

3 Introduzione Indispensabili per l esistenza delle reti, sono spesso sottovalutati mezzi irradiati o senza fili (wireless media) microonde terrestri satellitari comunicazione personale cercapersone Infrarossi radio cellulari distribuzione multi canale e multipunto

4 Doppino Telefonico Più vecchio, più semplice, più diffuso coppia di conduttori (fili) solitamente in matasse Quattro paia di fili, otto cavi intrecciati a due a due guaina Perché intrecciare i fili???

5 Doppino Telefonico :: Due leggi fisiche Una corrente che passa in un conduttore genera un campo magnetico attorno al filo í í í í í í î î î î î î Un campo magnetico che trasla su un conduttore vi induce una corrente elettrica îî

6 Doppino Telefonico :: Diafonia La corrente (o segnale) in un filo del doppino può produrre una corrente (o un segnale) indesiderata nell altro filo diafonia massima quasi perpendicolari diafonia minima Ad es. interferenze con altre telefonate

7 Doppino Telefonico :: Classificazione ( in funzione dei materiali ) Classe 1 (CAT 1): doppino telefonico standard, 9600bps per pochi Km. rumore attenuazione errori di trasmissione Classe 2 (CAT 2): linee telefoniche di qualità migliore (T 1, ISDN e nuove linee standard), 64Kbps Mbps rame migliore e isolante migliore meno rumore meno attenuazione

8 Doppino Telefonico :: Classificazione ( in funzione dei materiali ) Classe 3 (CAT 3): per reti locali, 10Mbps fino a 100m (poi rigenerati con ripetitori) Classe 4 (CAT 4): per reti locali, 20Mbps fino a 100m (poi rigenerati con ripetitori) cavi di qualità superiore meno rumore Classe 5 (CAT 5): 100Mbps fino a 100m (poi rigenerati con ripetitori) cavi di qualità superiore meno rumore poco più caro di CAT 4 i CAT 1 5: descrizioni solo sui singoli conduttori

9 Doppino Telefonico :: Classificazione ( in funzione dei materiali ) Classe 5e: Simile a CAT 5: 100Mbps fino a 100m Approvazione dello standard a fine 1999, con specifiche più dettagliate che riguardano: quattro coppie di conduttori i connettori (alle estremità) i cavi di raccordo altri componenti Ci sono bozze per le classi 6 e 7

10 Doppino Telefonico :: Interferenze elettromagnetiche, schermatura I motori elettrici di una certa dimensione e luci fluorescenti generano interferenze elettromagnetiche, provocando disturbi nelle trasmissioni (distorsioni) Per proteggersi da tali interferenze possiamo schermare il doppino doppino non schermato (Unshielded Twisted Pair) doppino schermato (Shielded Twisted Pair) * * costa anche cinque volte più del non schermato

11 Doppino Telefonico :: Altre caratteristiche Quando canalizzato in una condotta di ventilazione: guaina ignifuga e atossica il costo è doppio Lo spessore dei conduttori è misurato in AWG (American Wire Gauge) maggiore AWG minore spessore maggiore resistenza minore trasmissione doppino standard 24 AWG conduttori per illuminazione domestica 12 14AWG (più spessi)

12 Cavo Coassiale maglia metallica connettore schiuma di plastica

13 Cavo Coassiale :: Caratteristiche Proprietà schermanti Ampio intervallo di frequenze Impiego: trasmissioni telefoniche a lunga distanza grandi reti locali (LAN) connessioni di terminali a mainframe trasmissione di elevato numero di canali video Distinguiamo due tecniche di trasmissione: banda base (baseband coaxial technology) banda larga (broadband coaxial technology)

14 Cavo Coassiale :: Banda Base Segnali digitali su un solo canale di dati digitali un tempo usato per connessioni all hub (LAN) 10Mbps fino a 1Km oggi sostituito con doppini CAT 5 e fibra ottica Cavo sottile ( 4mm)

15 Cavo Coassiale :: Banda Larga Segnali analogici su più canali simultanei di dati TV via cavo (es. 50 canali 6MHz = 300MHz) capacità 500MHz di banda (simile a Mbps per ciascun canale nei doppini) amplificazione ogni 4Km Cavo spesso ( 6 10mm)

16 Cavo Coassiale :: Altre Caratteristiche Il cavo coassiale viene classificato in Radio Guide (RG): spessore del conduttore spessore dello strato isolante proprietà elettriche Resistenza (Ohm) dei cavi coassiali: differente taratura ohmmica è adeguata per diversi impieghi (Ohm [ ] = resistenza elettrica di un mezzo di trasmissione)

17 Fibra Ottica Sottile filo di vetro (poco più di un capello) attraversato da un impulso luminoso ð fotodiodo fotorecettore sensore ottico

18 Fibra Ottica :: Caratteristiche 10 Gbps per diversi km (100Gbps per 9000Km) Immune alle interferenze elettromagnetiche (fotoni in supporto vetroso che non trasportano cariche elettriche) Virtualmente impossibile da intercettare basso rumore (solo rimbalzi nel filo di vetro) Unidirezionali Costo elevato dell hardware (in calo)

19 Fibra Ottica :: Altre Caratteristiche Tendenze della radiazione luminosa attraversante un cavo in fibra ottica: a rimbalzare (riflessione) all interno della fibra a uscire (rifrazione) dalla fibra

20 Fibra Ottica :: Tipologie di trasmissione Trasmissione unimodale (cavo 8.3/125) fibra molto sottile (nucleo 8.3 micron, rivestimento 125 micron) fonte (di luce) ben focalizzata (laser) bassa riflessione e rifrazione segnale molto veloce con bassa degradazione Costosa Trasmissione multimodale (cavo 62.5/125) fibra più spessa (nucleo del cavo 62.5 micron) fonte non focalizzata (LED) costi contenuti maggiore riflessione e rifrazione segnale più lento

21 Mezzi Irradiati Trasmissioni via etere, ossia attraverso onde o radiazioni elettromagnetiche: onde radio (accelerazione di elettroni) trasmissioni satellitari luce da illuminazione (visibile) raggi infrarossi raggi X raggi gamma (Γ) Radiazioni elettromagnetiche: Energia propagata attraverso lo spazio e i solidi sottoforma di campi magnetici e elettrici

22 Frequenze delle onde elettromagnetiche Le frequenze sono regolate dagli organi governativi e sottoposte (in alcuni casi) ad aste per l autorizzazione alla trasmissione

23 MicroOnde Terrestri Trasmissione di frequenze Hz tra due antenne terrestri Le antenne si devono vedere (trasmissioni a vista) non seguono la curvatura terrestre non superano ostacoli distanza intorno ai 50 Km Gbps senza cavi costi elevati attenuazione del segnale con la distanza diafonia con altri segnali telecomunicazioni telefoniche e aziendali

24 MicroOnde Satellitari Simili alle terrestri con due trasmissioni: Terra Satellite (uplink) Satellite Terra (downlink) maggior distanza di trasmissione (fino a 1/3 della circonferenza terrestre) Maggiore è la distanza Terra satellite: maggiore è il ritardo di propagazione il satellite è più fermo sopra un punto della Terra per il trasferimento di dati ad alta velocità e per lungo periodo

25 Classificazione dei sistemi Satellitari Geostationary Earth Orbit (36000 Km) fissi a lungo sulla verticale emissioni televisive meteorologia spionaggio telefonia marittima mobile Middle Earth Orbit ( Km) Global Positioning System GPS Low Earth Orbit ( Km) posta elettronica telefonia spionaggio rilevazioni a distanza videoconferenze

26 Tipologie di sistemi satellitari Sistema satellitare a vettore di massa: tutte le frequenze per un unico utente Sistema satellitare a stazioni terrestri condivise: un stazione a Terra collegata a più utenti assegnazione di frequenze diverse per ogni utente impiego alterno delle diverse frequenze Sistema satellitare a stazione terrestre a singolo utente ogni utente ha una propria stazione a Terra

27 Telefonia Mobile analogico (TACS) digitale (GSM) interferenze? Perché cellulare? R:Suddivisione del territorio in cellule da 1 a 80 Km antenna della cellula (transceiver) Mobile ID No. centrale di smistamento canale di aggancio

28 Tecniche di telefonia Advanced Mobile Phone Service (AMPS): analogico condivisione a ripartizione delle frequenze Personal Communications Systems (PCS): digitale tecnologie incompatibili Time Division Multiple Access (TDMA), ripartizione del tempo Code Division Multiple Access (CDMA), ripartizione del codice Global System for Mobile (GSM), ripartizione del tempo Digital AMPS (D AMPS): digitale condivisione a ripartizione delle frequenze condivisione a ripartizione del tempo

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