Off line. Struttura rete telefonica. Progetto RFID. Tecnologia RFID. Copyright TechnoLabs. 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 2

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1 TECHNOLABS

2 Off line Struttura rete telefonica Progetto RFID Tecnologia RFID 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 2

3 Struttura rete telefonica

4 Dalla meccanica all elettronica Dai primi sistemi meccanici di selezione. Guglielmo Marconi Selettori a sollevamento e rotazione Ai nuovi sistemi di comunicazione elettro-ottici 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 4

5 Principi della codifica PCM 1. Campionamento del segnale iniziale. Tramite il Sampler. Il segnale iniziale viene ridotto a campioni (fette) della stessa durata (assex) 2. I vari campioni ottenuti vengono poi quantizzati tramite il Quantiser. Ad ogni campione si assegna un determinato valore (A,B,C,D..) asse Y 3. Codificati assegnando valori 1 oppure 0 tramite Encoder ed inviati in linea. 4. Una delle codifiche spesso usata per i segnali a 2 Mbit/s è NRZ Non Return Zero, che assegna un valore sempre alto al bit 1 ed un valore sempre basso al bit Asse Y (Quantizzatore) (Campionatore) (Codificatore) Asse X NRZ codifica 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 5

6 Evoluzione della trasmissione Numero di telefonate Banda segnale telefonico 4KHz 4KHz x 16 canali tel.= 64 Kbit /sec base di partenza per la gierarchia di multiplazione (2Mbit/, 34 ) November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 6

7 SISTEMA TELEFONICO Utente finale 1 LIVELLO Armadio di concentrazione Cavi da 60 coppie di doppini Cavi da 2400 coppie di doppini Torrette 6 cavi da 10 doppini cadauno Chiostrina SL = Stadio di Linea SL Stadio di linea SL SL Stadio di linea SL SL Stadio di linea SGU = Stadio di Gruppo Urbano SGT = Stadio di Gruppo di Transito 2 LIVELLO Ai Gateway Internazionali ISC (Milano) SGU SGT Cavo (minimo 155Mbps) SGT Mbps SGU ISC ISC ISC (Palermo) (Roma) Ai Gateway Internazionali Ai Gateway Internazionali 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 7

8 ADSL Voice Splitter Line Data 1,1 MHz 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 8

9 XDSL Principali tecniche di xadsl riferite alla velocità e alla distanza max. down down up up 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 9

10 STRUTTURA RETE TELEFONICA 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 10

11 RETE COLLEGAMENTI 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 11

12 Tecnologia RFID

13 Telecom è partner tecnologico di Expo 2015 COMUNICATO STAMPA TELECOM 15 Novembre 2011 Telecom Italia realizzerà infrastrutture di accesso alle reti fissa, mobile e dati, basate sulle tecnologie più evolute disponibili, quali, per esempio: XG-PON (10G -Passive Optical Network) per le reti in fibra ottica LTE (4G - Long Term Evolution 800 MHz o 900 MHz, gestire la banda larga in mobilità) per le reti mobili a larghissima banda di nuova generazione Metterà a disposizione i propri Data Center per l attivazione di soluzioni ICT innovative, basate anche sul Cloud Computing e abilitate da reti Wi-Fi (Wireless Fidelity), ZigBee (!), NFC (Near Field Communication), RFID (Radio Frequency Identification) e PLC (Power Line Communication). Telecom Italia attiverà, infatti, gli innovativi Smart Services che utilizzano la tecnologia PLC a onde convogliate per collegare le reti di illuminazione alle reti di telecomunicazione, consentendo la gestione da remoto degli impianti di illuminazione pubblica, il monitoraggio energetico e ambientale, la gestione dei consumi energetici e dei sistemi di allarme, l automazione e la comunicazione multimediale. 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 13

14 Nuove Tecnologie wireless & wired Standard Industry Groups ZigBee TM IEEE ZigBee TM Alliance Bluetooth IEEE Bluetooth SIG Wi-Fi (Wireless Fidelity) IEEE a, b, g (n to be ratified) Wi-Fi TM Alliance LTE (Long Term Evolution) 3GPP (ETSI) more RFID (128 Byte passive) ISO RFID (group) PLC WIRED ( Power Line Communication) IEEE 1901 N/A Topology Mesh, Star, Tree Star Star Mobile 4G (cellular) Point to Point P2P, Star RF Frequency Data Rate Range Power Battery Operation (Life) Nodes 868/915 MHz 2.4 GHz 250 Kbps m Very Low Alkaline (Months-Years) (2^16) 2.4 GHz 723 Kbps 10 m Low Rechargeable (Days-Weeks) GHz 5.8 GHz Mbps m High Rechargeable (Hours) MHz Down link 320 Mbps Uplink 86 Mbps Speed 350 km/h Coverage (Cell sizes) 5 100km High Rechargeable MHz Kbps Vicinity (cm) Very Low Alkaline (Months-Years) Up to 500KHz (300KHz) 10- Kb/s m Very Low-Low Alkaline (Months-Years) November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 14

15 Cos è RFID Cos è RFID (radio Frequency IDentification)? E una tecnologia elettronica wireless che usa le onde radio per inviare i dati, da un TAG ad un READER, necessari ad identificare e tracciare tutte le informazioni sull oggetto a cui il TAG è fissato. Cos è il TAG? Il Tag è un dispositivo di piccole dimensioni che contiene un trasmettitore, un ricevitore RF (Radio Frequency) ed una memoria di piccole dimensioni per memorizzare i dati. Il Tag può funzionare con o senza batteria, sono di 3 tipi: passivi, semipassivi (o semiattivi) e attivi. TAG passivi funzionano senza batteria e si caricano sfruttando l energia trasmessa dal reader. I TAG attivi usano la batteria. I TAG semi-passivi possono funzionare come passivi o attivi. Dove possiamo utilizzare un TAG? Il TAG-RFID può essere utilizzato in molte applicazioni. Un tag può essere apposto su qualsiasi oggetto e utilizzato per tenere traccia e gestire il magazzino, beni, persone, ecc. Per esempio, può essere inserito nelle auto, apparecchiature informatiche, libri, cellulari, ecc. E molto usato anche nel settore farmaceutico e ospedaliero. Cos è il READER? Il Reader è un lettore che serve principalmente a leggere ( a volte a scrivere) i dati del TAG. 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 15

16 Cos è RFID Come comunica il Reader col Tag? Tramite onde radio con un segnale codificato, il Tag riceve il messaggio e risponde con le sue informazioni di identificazione. Esiste un ben definito standard di comunicazione tra il Tag ed il Reader? Esistono diverse organizzazioni internazionali cha hanno definito vari standard RFID per la comunicazione tra Reader e Tag; lo standard più usato è quello della ISO (International Organization for Standardization) Perché usare l RFID al poso del BarCode (codice a barre)? Il sistema RFID permette di memorizzare più informazioni rispetto al Barcode perché utilizza una piccola memoria. Inoltre i TAG RFID a differenza del Barcode non richiede la visbilità tra TAG e READER. In altre parole, I TAG possono essere letti anche all interno delle scatole, dei pantaloni ecc, senza essere visibili al reader. Infine, a differenza del Barcode un sistema RFID può essere completamente automatizzato tramite reader con antenne fisse (usato spesso nei supermercati) il Bar code invece necessità quasi sempre del lavoro manuale 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 16

17 Componenti RFID Il sistema RFID è costituito da tre elmenti principali Il TAG composto da un chip e una piccola antenna-tag Da una seconda antenna-reader che colloquia con quella del tag per mezzo delle onde radio. Dal reader (lettore) che da una parte scambia informazioni con il tag e dall altra si rivolge al sistema informatico a cui è collegato. Le onde radio sono generate dall'antenna del reader Sistema informatico Cavo coax Reader Reader Antenna TAG Un tag nel campo RF utilizza energia delle onde radio per rispondere ai comandi del lettore chip 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 17

18 TAG [ Etichetta, Cartellino ] 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 18

19 RFID TAG 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 19

20 Come funziona RFID INTERROGAZIONE RISPOSTA 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 20

21 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 21

22 RFID - Frequenze TAG- RFID presentano caratteristiche diverse alle varie frequenze ed è altamente improbabile che ci sarà mai un TAG che possa essere usato per tutte le applicazioni. I TAG operano con o senza batteria nelle diverse bande di frequenze e i relativi standard internazionali. SHF (Super HF) LF HF Semipassivo 5,8 GHz November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 22

23 Tipi di TAG TAG (cm /m), HF 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 23

24 Barcode vs RFID (passive) 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 24

25 TAG semi-passivi LF / HF TAG semi-passivi dormono fino a quando non vengono risvegliati da un segnale prodotto dal Reader, il che consente di diminuire il consumo energetico. Il vantaggio dei TAG semi-passivi: montare memorie di maggior capacità e riscrivibili, misura/memorizzazione di parametri ambientali attraverso sensori (temperatura, movimento, ecc.). Funzioni di radiolocalizzazione (RTLS - Real Time Location System posizione dell oggetto che contiene l RFID). TAG LF 134 KHz & HF 13,56 MHz November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 25

26 Progetto RFID

27 V diagram (top-down) & (bottom-up) Nuovo progetto indagine di mercato, idea o/e su commissione. Specifica (HW/SW) scritta e rappresentata tramite diagrammi a blocchi VERIFICA Prove in campo GESTIONE PRODUZIONE Progetto elettrico ricerca dei componenti, schema elettrico. VERIFICA Accettazione da parte del Cliente Progetto meccanico disegno meccanico con i relativi vincoli. Disposizione e connessione dei componenti posizionati sulla scheda (Layout). System Test (ST) test di verifica su singola scheda o sul sistema. Area (HW/SW) test di verifica. Produzione realizzazione dei prototipi per la prima verifica 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 27

28 Five (5) W 1. WHO («Chi») 2. WHAT («Cosa») 3. WHEN («Quando») 4. WHERE («Dove») 5. WHY («Perché») 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 28

29 Esempio di progetto RFID (Radio Frequency IDentifier) 1. (Who) individuare l area, definita nell organigramma, per la realizzazione del progetto. 2. (What) monitorare la temperatura delle sacche di sangue negli ospedali quando vengono spostate dalla sala di conservazione, con un sistema sicuro (antimanomissione) 3. (When) definire temporalmente la durata e le fasi del progetto. 4. (Where) individuare all interno dell area le competenze per la progettazione (HW/FW/SW). 5. (Why) definire le scelte tecniche. 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 29

30 10 points - Le principali caratteristiche del progetto 1. Un dispositivo di piccole dimensioni (90x10x60 mm) con sensore di temperatura, 2. facile da spostare in ambiente ospedaliero e sala operatoria, 3. facile da leggere, 4. Memorizzazione delle temperature con tre grafici diversi (soglia, a periodo, continuo), 5. diversi gradi di sicurezza (accessibile tramite password o altro), 6. si deve bloccare in caso di manomissione SW o/e quando viene staccato dalla sacca di sangue, 7. deve trasmettere i dati memorizzati anche in assenza di batteria, 8. per le batterie la durata deve esser non inferiore a tre anni con un max di due letture mensili, 9. la sensibilità alla temperatura deve essere < ±0,5 C, 10. allarmi. 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 30

31 Confronto tra dati del progetto e scelte realizzate RFID 1. Un dispositivo di piccole dimensioni (90x10x60 mm) con sensore di temperatura, 2. facile da spostare in ambiente ospedaliero e sala operatoria, 3. facile da leggere, 4. Memorizzazione delle temperature con tre grafici diversi (soglia, temporale, statistica) 5. diversi gradi di sicurezza (accessibile tramite password o altro), 6. si deve bloccare in caso di manomissione SW o/e quando viene staccato dalla sacca di sangue, 7. deve trasmettere i dati memorizzati anche in assenza di batteria, 8. per le batterie la durata deve esser non inferiore a tre anni con un max di due letture mensili, 9. la sensibilità alla temperatura deve essere < ±0,5 C, 10. allarmi. 1.? 2. Wireless (via Radio) 3. Reader (lettore) maneggevole 4. Alimentazione (batteria), memorie 5. Microcontrollore 6. Programma SW ed un sistema meccanico di blocco 7. RFID (radio freq. identifier), problema antenna 8. Low power micro (3Volt), batteria high current 9. Sensore ad alta sensibiltà a 3V 10. Gestione tramite micro. 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 31

32 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 32

33 Data sheet Data sheet 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 33

34 Layout 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 34

35 Riassunto Fasi 1 fase 4 FASE (Circuit electrical design) Specifiche di progetto 3 fase (SIMULAZIONE) OTTIMIZZAZIONE schema elettrico OTTIMIZZAZIONE PCB FILE : CON I VINCOLI SIMULAZIONE DEI CIRCUITI 2 fase (Preliminare) LAYOUT Lista dei componenti PCB disegno meccanico Schema elettrico Studio preliminare dei componenti nel PCB TERMICA MECCANICA ECO-DESIGN 5 FASE (Layout Design) RI-POSIZIONAMENTO COMPONENTI Stack-up definition (layer,trace ) Routing (interactive, automatic) SIMULAZIONE Post layout 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 35

36 New System Spec. Asic/FPGA Spec OLD System Test HW Spec HW Design HW Prototype HW Test SW Test SW Spec System Spec. Asic/FPGA Spec HW Spec SW Spec Test Spec HW Design NEW HW Prototype HW Test SW Test System Test 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 36

37 Block diagram (NEW) Circuitry Physical verification 3 D - Analysis EEPROM ARRAY ARRAY Analog Analog EEPROM Simulation File Layout Debugging Analog ARRAY EEPROM 30 November 2011 Confidential Information Giovanni Mosca 37