RETI TELEMATICHE / RETI DI CALCOLO Capitolo II Servizi di comunicazione geografici

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1 Prof. Giuseppe F. Rossi Homepage: UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI PAVIA Facoltà di Ingegneria - Sede distaccata di Mantova MASTER DI 1 LIVELLO IN INGEGNERIA DEI SISTEMI E DEI SERVIZI PER IL TERRITORIO E PER L'AMBIENTE A.A. 2006/07 - II Semestre RETI TELEMATICHE / RETI DI CALCOLO Capitolo II Capitolo II 1/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

2 Indice degli Argomenti Cos'è un servizio di comunicazione geografico? Servizi di comunicazione a circuito e a pacchetto Il problema della trasmissione dei dati su un canale I modem Capitolo II 2/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

3 I servizi di comunicazione "geografici" Cosa significa "servizio di comunicazione geografico"? E' un'espressione abbastanza generica e può comprendere tantissime cose... Normalmente si indende un sistema di comunicazione che è caratterizzato da: attraversamento di suolo pubblico connessione a medie/lunghe distanze Esempi di servizi di comunicazione geografici Una linea telefonica attiva tra un calcolatore di casa e un ISP (Internet Service Provider) La connessione tra il nostro PC di casa e un qualunque sito Internet Questi servizi spesso sono identificati con l'espressione servizi WAN (Wide Area Network) Capitolo II 3/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

4 I servizi di comunicazione "geografici" Una possibile classificazione I servizi di comunicazione geografici vengono realizzati attraverso la costruzione di una rete di telecomunicazione (che quindi viene chiamata Rete WAN), la quale può funzionare utilizzando uno dei due fondamentali principi della commutazione WAN a commutazione di circuito Connessione su base chiamata (= non permanente) Linee analogiche (talvolta chiamate PSTN = Public Switched Telephone Network) Linee digitali (per esempio ISDN = Integrated Services Digital Network) Connessione permanente Linee affittate WAN a commutazione di pacchetto Per esempio la rete Internet Capitolo II 4/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

5 I servizi di comunicazione "geografici" WAN a commutazione di circuito E' il caso della classica rete telefonica che utilizziamo quotidianamente L'effetto è quello di avere una connessione diretta (a tutti gli effetti un canale di trasmissione) tra i due dispositivi collegati ai capi della linea canale di trasmissione Nodo di Nodo N canali Nodo di Nodo Nodo di Nodo Nodo Capitolo II 5/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

6 I servizi di comunicazione "geografici" WAN a commutazione di pacchetto Per esempio è il caso della rete Internet Il mittente invia i pacchetti al primo nodo intermedio Il primo nodo intermedio, leggendo le informazioni di controllo (testata e coda) contenute nei pacchetti, inoltra (commuta) questi ultimi verso il secondo nodo intermedio, il quale commuta verso il terzo,..., fin che si arriva al destinatario pacchetto Dati Nodo di Nodo Dati Nodo Nodo di pacchetto Dati Questi collegamenti, di norma, sono realizzati attraverso reti a commutazione di circuito Nodo di Nodo Nodo Capitolo II 6/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

7 Il problema della trasmissione dei dati Dopo aver introdotto le due tipologie di reti WAN (che non sono altro che l'applicazione dei due fondamentali principi di commutazione, a circuito e a pacchetto), affrontiamo ora una specifica problematica, presente sia nelle reti LAN che nelle reti WAN Il problema della trasmissione dei dati su un canale Tale problematica è stata inserita nel presente capitolo in quanto nelle reti WAN, a causa della estensione geografica dei canali di trasmissione (= elevate distanze), la cosa presenta il maggior grado di complessità La stessa problematica si ritrova anche nel campo delle reti LAN wireless Canale di trasmissione esteso geograficamente Capitolo II 7/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

8 Il problema della trasmissione dei dati Affrontiamo quindi il problema (molto generale) della trasmissione di dati su un canale di trasmissione Un canale di trasmissione è un mezzo utilizzato per trasportare informazione (nel nostro caso binaria, cioè o 0 o 1) da un punto ad un altro Canali wired in rame in fibra ottica Canali wireless aria vuoto Dal punto di vista fisico l'informazione binaria è rappresentata, per esempio, da una tensione elettrica alta (1) o bassa (0) Esempio di andamento nel tempo di una tensione elettrica (segnale) per rappresentare un'informazione binaria: = Capitolo II 8/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

9 Il problema della trasmissione dei dati Se siamo in presenza di un canale wired di estensione limitata (per esempio un cavo in rame lungo fino ad un centinaio di metri) di norma il segnale elettrico che codifica i nostri bit può essere trasmesso così com'è sul canale Il segnale all'altro capo, pur arrivando distorto, riesce ancora ad essere letto e decodificato, cioè si riescono ancora a capire i bit che sono codificati nel segnale elettrico (si ricorda che queste operazioni di codifica/decodifica, nelle architetture a strati, sono svolte dai livelli 1) I fenomeni di distorsione dei canali di trasmissione impongono dei limiti sulla loro lunghezza, nonchè sulla velocità con cui si possono trasmettere i bit coppia di conduttori in rame Capitolo II 9/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

10 Il problema della trasmissione dei dati Se siamo in presenza di un canale wired di estensione significativa oppure di un canale wireless, il segnale di tensione elettrica riportato come esempio nella slide precedente non può essere trasmesso così com'è sul canale di trasmissione (sarebbe troppo attenuato e distorto) In tali casi il segnale da trasmettere deve essere "trasportato" da un altro segnale (portante) avente caratteristiche più idonee al tipo di canale La cosa è possibile attraverso l'operazione di modulazione La modulazione può essere più o meno sofisticata Segnale binario da trasmettere Segnale "portante" Dispositivo Modulatore Segnale modulato Capitolo II 10/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

11 Il problema della trasmissione dei dati Il modem MODEM = MOdulator/DEModulator Il modem è il dispositivo che effettua la modulazione/demodulazione dei segnali binari che altrimenti non potrebbero essere trasmessi Esempio: modem utilizzato su linee telefoniche per le connessioni al Provider Internet Porta di comunicazione (COM) Linea telefonica Cavo seriale Capitolo II 11/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

12 Il problema della trasmissione dei dati Alcuni acronimi molto in uso DTE = Data Terminal Equipment Sono le stazioni (per esempio, i PC) connesse al modem DCE = Data Circuit-Terminating Equipment Sono i modem Di norma DTE e DCE sono connessi tra loro attraverso cavi seriali (eccetto nei casi di utilizzo di modem interni ai PC, in cui la connessione è fatta direttamente sugli slot interni del PC stesso) Capitolo II 12/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

13 Il problema della trasmissione dei dati L'uso dei modem I due PC connessi "vedono" la coppia di modem connessi attraverso la linea come se fossero un cavo incrociato Cavo seriale Sono equivalenti Cavo seriale Cavo Seriale Incrociato (Cross-Cable) Capitolo II 13/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

14 Il problema della trasmissione dei dati Uso dei modem con linee telefoniche analogiche Supponiamo di collegarci ad un calcolatore remoto utilizzando un modem connesso alla normale rete telefonica (linea analogica, cioè non-isdn) Perché riusciamo a raggiungere solo modeste velocità di connessione (es. 56 Kbps)? Il motivo sta nel fatto che il canale telefonico che collega i modem viene "filtrato" nelle centrali telefoniche d'ingresso: questo causa l'impossibilità a raggiungere velocità elevate Filtro Centrale di linea analogica Filtro Rete Telefonica Filtro Centrale di Filtro Capitolo II 14/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

15 Il problema della trasmissione dei dati Uso dei modem con linee telefoniche ISDN Nel caso di connessione ad una linea ISDN, la linea telefonica è in grado di ricevere direttamente un segnale digitale (cioè dei bit) Il modem esiste sempre, ma svolge solo alcune funzioni rispetto a prima (chiamata, ecc.) La velocità con cui si trasmette sulla linea è imposta dalla linea stessa (per esempio una linea ISDN "pulsa" a bps) entrambi i segnali sono di questo tipo, ma con caratteristiche diverse (il segnale il rosso ha caratteristiche tali da poter essere trasferito sulla tratta che porta in Centrale) Centrale di linea ISDN Rete Telefonica Centrale di Capitolo II 15/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

16 L'esempio del collegamento ad Internet attraverso le linee telefoniche analogiche (PSTN) La rete telefonica viene utilizzata per creare il canale di trasmissione che connette il nostro PC di casa al primo nodo di Internet (il nodo dell'isp) Al fine di permettere più collegamenti contemporanei, sul nodo di dell'isp sono attestate più linee Internet Linee PSTN Centrale di Rete Telefonica Centrale di Linee PSTN Capitolo II 16/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

17 L'esempio del collegamento ad Internet attraverso le linee telefoniche analogiche (PSTN) La configurazione dei parametri del modem nel sistema operativo Win2000 Capitolo II 17/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

18 L'esempio del collegamento ad Internet attraverso le linee telefoniche analogiche (PSTN) La configurazione dei parametri del modem nel sistema operativo Win2000 (cont.) Capitolo II 18/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

19 L'esempio del collegamento ad Internet attraverso le linee telefoniche analogiche (PSTN) La configurazione dei parametri del modem nel sistema operativo Win2000 (cont.) Da non modificare (in genere vanno bene così) Capitolo II 19/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

20 L'esempio del collegamento ad Internet attraverso le linee telefoniche ISDN Nel caso di ad Internet tramite linee ISDN l'unica variazione ripetto allo schema precedente riguarda la tipologia della linea d' Normalmente una linea ISDN permette una velocità di collegamento superiore rispetto a quanto permesso da una linea analogica Linea ISDN: bit/s Linea PSTN: bit/s (valore tipico) Linee ISDN Internet Centrale di Rete Telefonica Centrale di Linea ISDN Capitolo II 20/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,

21 Collegamenti ad Internet attraverso le linee ADSL La caratteristica dei collegamenti ad Internet via ADSL sta nel fatto che sul cavo fisico (il cavo telefonico) che connette l'utente alla centrale vengono "ricavati" 2 distinti canali di trasmissione, utilizzati l'uno per Internet e l'altro per le conversazioni telefoniche Verso il Provider Internet Rete Telefonica Verso la rete telefonica separatore Centrale di Linea telefonica ADSL Capitolo II 21/21 Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi,