M286- ESAME DI STATO DI ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE. Indirizzo: ELETTRONICA E TELECOMUNICAZIONI

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3 M286- ESAME DI STATO DI ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE Indirizzo: ELETTRONICA E TELECOMUNICAZIONI Tema di: TELECOMUNICAZIONI E PROGETTAZIONE TELECOMUNICAZIONI Sessione d esame: 2010 Soluzione della prova a cura di Pierpaolo Maini Puno 1 Lo sandard indicao dal eso è lo sandard a 100 Mbi/sec noo come Fas Eherne. Tra i mezzi di comunicazione possibili, il più uilizzao è il cavo UTP (Unshielded Twised Pair): cavo conenene doppini inrecciai e non schermai, per cui si ipoizza che, nella ree aziendale del eso, queso sia il mezzo rasmissivo uilizzao. La ree quindi è una LAN Eherne 100base-TX. Si elencano sineicamene gli aspei principali dello sandard uili per lo sviluppo del ema: La velocià di rasmissione è di 100 Mbi/sec. I cavi di collegameno ra hos e apparai dovranno essere di caegoria 5 o superiore. È possibile uilizzare fino a 2 hub in cascaa (come previso nella sooree C). Una pora dell hub può essere collegaa a un rouer per il collegameno a Inerne. La lunghezza massima di un collegameno ra hos e apparao (hub o swich) può essere al massimo di 100 meri. Nel caso di collegameno ra erminali con l uilizzo di due hub la disanza massima del collegameno è di 205 meri. Lo sandard deve conservare la compaibilià con apparai che uilizzano lo sandard inferiore con frequenza di rasmissione 10 Mbi/sec. Nel caso di uilizzo di hub si usa come MAC (Medium Access Conrol) la ecnica di accesso muliplo CSMA/CD (Carrier Sense Muliple Access). Nel caso di uilizzo di Swich la lunghezza massima della raa di collegameno con ciascun hos è di 100 meri L uso dei due hub in cascaa permee di avere 2 rei a sella connesse ra loro con l uilizzo di un minore cablaggio. Inolre, è possibile aumenare la disanza di collegameno ra l hub 1 ed i erminali della ree a sella collegai all hub 2. D alra pare, l hub avendo una funzione solo di ripeiore, non inerrompe il dominio delle collisioni per cui l aumeno degli hos connessi riduce pesanemene l efficienza della ree per l aumeno della probabilià delle collisioni. Per queso moivo la velocià effeiva di rasmissione di 100 Mbi/sec va suddivisa per il numero medio di hos della ree. Puno 2 Una prima soluzione semplificaa consise nell ipoizzare che, poiché la ree è saa progeaa secondo lo sandard con un cablaggio cerificao, la disanza massima d ra l hub 1 e il erminale T 1 è di 100 meri, 2010 RCS Libri S.p.A., Milano - Soluzione ema di Telecomunicazioni 2010 pag. 1/4

4 Una seconda soluzione più specifica si oiene considerando il dao del eso che ipoizza che la rama minima sia di 64 bye e le specifiche del proocollo CSMA/CD. Si definisce come round rip delay il empo r di propagazione dei bi nel collegameno ra due hos sia in andaa che in riorno (allo scopo di rivelare evenuali collisioni), quindi chiamao p il empo di propagazione dei bi nella ree si ha: r = 2 p Tale empo deve essere inferiore al empo di rasmissione xmin della rama di lunghezza minima: r x min Il calcolo del empo di propagazione è dao da: d + d 2+ d3 p = 2 hub + v Dove hub è il riardo di propagazione araverso ciascuna hub, v è la velocià di propagazione sulle linee e d sono le lunghezze dei segmeni di ree ineressai. Uilizzando i dai del ema si ha: d p = 2 1μ + = 2, d μsec E quindi: 2 = 2 = 4, d μsec Il calcolo del empo di rasmissione xmin è dao da: Quindi applicando la disuguaglianza si ha: r p Lrama 64 8 x min = = = 5,12 μsec 6 f bi (5,12 4,7) d = 42 meri 2 10 Quindi la disanza minima ra T 1 e l hub 1 è di 42 meri. Si noi che la differenza ra le due soluzioni rovae è spiegabile per il fao che nello sandard la lunghezza della rama minima non è di 64 bye ma di 64 bye + 8 bye di header: uilizzando queso dao si ricava che la disanza di 100 meri rispea le specifiche del proocollo CSMA/CD. Puno 3 Le possibili soluzioni per aumenare la disanza d sono: 1. manenendo l hub si può porre in uscia da queso apparao un ransceiver che convere il segnale elerico in oico e poi uilizzare una fibra oica come mezzo rasmissivo per il collegameno con il erminale T 1. In al caso si può arrivare fino a disanze di 412 meri; 2. sosiuendo l hub con uno swich si possono avere disanze fino a 100 meri con cavo UTP (con il vanaggio di non avere collisioni) oppure uilizzando la pora dello swich con uscia oica connessa a una fibra oica si porebbe avere una linea operane a 1 Gbi/sec con disanze che possono raggiungere valori da 500 meri a 5 km a seconda del ipo di fibra uilizzaa RCS Libri S.p.A., Milano - Soluzione ema di Telecomunicazioni 2010 pag. 2/4

5 Puno 4 Si ipoizza che la ree aziendale uilizzi indirizzi IP pubblici di classe C. Allo scopo di minimizzare il numero di indirizzi inuilizzai (e quindi di ridurre i cosi per l assegnameno di indirizzo pubblico) si deve considerare il numero di hos di ogni sooree. Il numero oale è di 305 ( ), non permee di un solo indirizzo di ree di classe C, per cui si prevede di usare due indirizzi di ree di classe C. Per la sooree A (200 hos) si uilizza l indirizzo di ree /24. Ogni hos avrà gli indirizzi IP da a menre al gaeway è assegnao l indirizzo La subne mask sarà Il successivo indirizzo di ree di classe C viene suddiviso in 3 blocchi: una per la sooree B, una per la sooree C, uno per l uscia verso l ISP. Per la sooree B (80 hos) si uilizza l indirizzo di ree /25. Ogni hos avrà gli indirizzi IP da a menre al gaeway è assegnao l indirizzo La subne mask sarà Per la sooree C (25 hos) si uilizza l indirizzo di ree /27. Ogni hos avrà gli indirizzi IP da a menre al gaeway è assegnao l indirizzo La subne mask sarà Per il collegameno verso l ISP (1 hos) si uilizza l indirizzo di ree /30. L indirizzo IP verso l eserno sarà La subne mask sarà Puno 5 Si procede calcolando il empo oale della rasmissione visa dal livello superiore a quello del livello di rasporo. Da queso livello, si calcola il caso della rasmissione della rama di dimensioni minimi (64 bye) alla quale vanno aggiuni i due header dei livelli di ree e di rasporo (ciascuno di 20 bye) quindi ogni rama (minima) ha lunghezza di 104 bye. Il empo di rasmissione xmin è dao da: Lrama x min = = = 8,32 μsec 6 fbi La lunghezza massima del collegameno sulla base del calcolo effeuao al puno 2 è di: = 112 meri Uilizzando le formule ed i dai del puno 2 si oiene: p d + d + d3 112 = hub + = 2 1μ + v = 8 2,56 μsec Poiché il proocollo di conferma è lo sop and wai, dopo ogni rama occorre aendere un rama con un segnale di conferma (ACK, acknowledge), che impiegherà lo sesso empo per riornare al erminale che ha rasmesso la rama RCS Libri S.p.A., Milano - Soluzione ema di Telecomunicazioni 2010 pag. 3/4

6 Quindi il empo oale per una rasmissione complea e confermaa oale rama di una rama è: = 2 (2,56 + 8,32) 21,76 μsec oale _ rama = Quindi la frequenza di rasmissione di rama f rama sarà dao da: 1 3 f rama = = 45,9 10 rame/sec oale _ rama Se ogni rama raspora 64 bye di informazione si rova una frequenza di rasmissione dell informazione f info di: f o = ,9k 23,53 Mbi/sec inf = Per aumenare la velocià di rasmissione si può operare su diversi aspei: aumenare il campo informaivo della rama per ridurre il peso degli header; uilizzare un proocollo per la compressione dei dai che migliora la quanià di informazione rasmessa a pari quanià di bi inviaa; passare dalla procedura sop and wai a una procedura con sliding window che permee di inviare più rame consecuive senza aspeare la conferma per ognuna RCS Libri S.p.A., Milano - Soluzione ema di Telecomunicazioni 2010 pag. 4/4