Pianificazione e progetto di reti geografiche

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1 Pianificazione e progetto di reti geografiche 2 Rete diaccesso (Integrated Services Digital Network) (Digital Subscriber Line) Tecnologie su portante metallica 1 2 Accesso fonia Trasmissione voce analogica (Integrated Services Digital Network) (Digital Subscriber Line) 3 4 Accesso fonia Codifica numerica del segnale vocale Accesso fonia Codifica PCM e Teorema di Shannon Dato che il campionamento in frequenza produce repliche dello spettro del segnale, per riottenere il segnale originario è sufficiente eliminare tali componenti spettrali aggiuntive tramite un filtro passa basso Per essere in grado di separare lo spettro del segnale dalle repliche, è necessario che il segnale sia limitato in banda e che la frequenza di campionamento fc abbia un valore maggiore del doppio della banda B del segnale 5 6 1

2 Collegamenti telefonici analogici Modem analogici Collegamentitelefonici telefonici analogici(v (V b/s- -V ,8 kb/s-v.9056kb/s) (Integrated Services Digital Network) (Digital Subscriber Line) I modem consentono di adattare il segnale digitale proveniente da un'interfaccia (seriale) ad un canale trasmissivo limitato in banda sia inferiormente che superiormente. Un canale telefonico presenta una banda passante di circa 3000 Hz (tra 300 e 3300 Hz). 7 8 Collegamenti telefonici analogici Modem per collegamenti telefonici analogici Collegamenti telefonici analogici Principali standard per interfacce modem La modulazione consiste nel modificare lo spettro di frequenze del segnale informativo digitale (codifica di linea) e di traslazione dello spettro nel dominio delle frequenze. La codifica interessa tutti i modem in banda base e quelli in banda fonica, la modulazione interessa soltanto i modem in banda fonica. Lavelocitàditrasmissionesi esprimeinbit/soppureinbaud =simboli/s. Isimboliche un modem può trasmettere sono quelli di un alfabeto predefinito e stabilito dallo standard impiegato e tipico di un determinato schema di modulazione. Per standardizzare le caratteristiche dei modem il CCITT (ITU) ha emesso una serie di raccomandazioniche sono suddivise in due gruppi: Serie V inerenti alla trasmissione dati su rete telefonica commutata o su linee telefoniche dedicate. Serie X riguardanti i collegamenti dei terminali dati di utente con reti pubbliche per trasmissione dati(ad esempio reti a commutazione di pacchetto come X.25). V.24/V.28 V.35 V.36 Meccaniche ISO 2110 o 4902 ISO 2593 ISO 4902 Elettriche V.28 V.10 e V.11 V.10 e V.11 Funzionali V.24 V.24 V.24 Procedurali V.24, V.25 o V.25bis X.20 X.20bis X.21 X.21bis Meccaniche ISO 4903 ISO 2110 ISO 4903 ISO 2110 Elettriche X.26 o X.27 V.28 X.26 o X.27 V.28 Funzionali X.24 V.24 X.24 V.24 Procedurali X.20 X.20bis X.21 X.21bis 9 10 Collegamenti telefonici analogici Principali standard per interfacce modem Rac. ITU Velocità di trasmissione (bit/s) Tipo di rete Num. fili di Modalità di trasmissione Tipo di trasmissione Tipo e livelli di modulazione Baud Frequenza portante (Hz) V RC 2 Full duplex Asincrono FSK chiamante 1750 chiamato V (600) RC 2 Full duplex Asincrono o DPSK4(2) chiamante Sincrono 2400 chiamato V.22bis 2400(1200) RC 2 Full duplex Asincrono o QAM16(DPSK4) chiamante Sincrono 2400 chiamato 1700(1500) V (600) RC 2 Half duplex Asincrono o FSK2 1200(600) Sincrono V M Full duplex Sincrono DPSK V.26bis 2400(1200) RC 2 Half duplex Sincrono DPSK4(2) V M Full duplex Sincrono DPSK V.27bis 4800(2400) M1020 2, Half/Full duplex DPSK8(4) 4 V.27ter 4800(2400) RC 2 Half duplex DPSK8(4) V ( ) M Full duplex QUAM16(8-4) M1025 Sincrono V RC 2 Full duplex Sincrona QUAM32e16(4) V.32bis RC 2 Full duplex Sincrona QUAM128(64) 2400 V (12000) M Full duplex Sincrono QUAM128(64) 2400 M V RC 2 Full duplex Sincrona V.34bis RC 2 Full duplex Sincrona V RC 2 Full duplex Sincrona V k (48.8 Gruppo 4 Full duplex Sincrono k) primario da 108 khz / non AM 100 khz sincrono V k ( k) Gruppo primario da 108 khz 4 Full duplex Sincrono AM 100 khz V k ( Gruppo primario da 108 khz 4 Full duplex Sincrono AM 100 khz k) (IntegratedServices DigitalNetwork) (Digital Subscriber Line)

3 Storia I canali di L'acronimo (Integrated Services Digital Network) fu adottato per la prima volta nel 1971 dal IX gruppo di studio del C.C.I.T.T. (International Telephone and Telegraph Consultative Committee), ora conosciuto come International Telecommunications Union (ITU). La ITU è una organizzazione delle Nazioni Unite (United Nations) che coordina e standardizza le telecomunicazioniinternazionali. La Raccomandazione originale per era nella CCITT Recommendation I.120 (1984) la quale descrive alcune linee guida per l'implementazione di. Il C.C.I.T.T. stabilì due obiettivi principali: Sviluppare un sistema che potesse portare all'utente finale dei canali digitali in ingresso ed in uscita a 64 Kbit/s. Il numero di questi canali doveva essere variabile, per potersi adattare sia al doppino in rame (e sfruttare quindi la rete telefonica esistente) sia alle fibre ottiche; Pianificare uno standard di comunicazione che fornisse all'utente finale una serie di servizi digitali, oltre alla possibilità di usufruire di questi servizi in parallelo. Canale D: Usato per trasportare informazioni di call setup, cioè di segnalazione, ed ha la capacità di 16 Kbit/s. La segnalazione è quell'insieme di procedure attraverso le quali si controlla una comunicazione. Quando si vuole effettuare una chiamata (setup di una chiamata), vuol dire che sul canale D sta passando una segnalazione di informazione per realizzare una chiamata. Il sistema di segnalazione, quindi lo standard utilizzato per la segnalazione, è descritto nel Q. 931, che è uno standard ITU di quelli che definisce la User-Network Interface per. Definisce quali sono i messaggi che il mio nodo terminale deve mandare alla rete per chiamare un altro utente. Il canale D è condiviso da tutti gli utenti dell'accesso cui è associato. Canale E: Dedicato al trasporto dei segnali di controllo ed ha la capacità di 64 Kbit/s. Spesso anch esso è detto canale "D" perché viene utilizzato agli stessi fini di quest ultimo, ma si deve fare attenzione a non confonderne la capacità I canali di Canale B: Interamente utilizzabile dall'utente per il trasporto delle informazioni ed ha unacapacitàdi64kb/s.questoperchélavocediqualitàtelefonicahaunaampiezzadi banda di 4 khz, che per essere campionata e ricostruita deve essere campionata ad una frequenza di 8 khz, cioè doppia, e poiché ogni campione è di 8 bit, è chiaro che deriva da questo la necessità di 64 kb/s (nel 1988). Oggi le tecniche di compressione della voce consentono di raggiungere delle richieste di banda molto inferiori. Lo stesso GSMviaggiasui13KbpsesuIPsiriesceadandareanchepiùinbasso(10Kbps). Canali H: Aggregazioni di canali B, utilizzati dall utente per servizi particolari. Sono implementaticome: H0 384kb/sformatoda6canaliB; H kb/s formato da 23 canali B; H kb/s formato da 24 canali B; H kb/s formato da 30 canali B. Le modalità di accesso di In Italia, secondo lo standard EURO-, l utente può collegarsi alla centrale di rete pubblicasecondo due modalità: Accesso base (BRA - Basic Rate Access): Costituito da 2 canali B a 64 Kbit/s + 1 canaleda16kbit/s,perunacapacitàtotaledi144kbit/s(euro-net3). Accesso primario (PRA - Primary Rate Access): Costituito invece da 30 canali B a 64Kbit/s + 1canale E (chiamato anch esso D) a64 Kbit/s, per unacapacità totale di1984kbit/s(euro-net5).(negliu.s.al'accessoprimarioè23b+1d) Accesso base (Basic Access) Accesso base (Basic Access) Per il collegamento tramite accesso base alla rete, il gestore del servizio pubblico provvede ad installare presso l utente un apparecchio (o più di uno) chiamato NT (Network Termination) il quale costituisce la terminazione di rete. L NT ha le seguenti caratteristiche: Termina la connessione della rete di distribuzione verso la centrale locale ("interfaccia U") alla quale è collegato tramite una coppia di conduttori all interno di un cavo telefonico; Terminaillatocentraleconilbusdiutente"S"ilquale, tramiteuncavotelefonico a 2 coppie, permette il collegamento dei terminali di utente; Utilizza l alimentazione locale di 220 V per fornire potenza ai terminali di utente connessi sul bus S(max 8 terminali); Utilizza la tele-alimentazione da centrale per fornire alimentazione di emergenza a un terminale designato sul"bus S"

4 Accesso base (Basic Access) con NT1 Plus Accesso base (Basic Access) multinumero Accesso primario (Primary Access) Accesso primario (Primary Access) Per il collegamento tramite accesso primario alla rete, il gestore del servizio pubblico provvede ad installare presso l utente un apparecchio(o più di uno) chiamato LT (Line Termination) il quale costituisce la terminazione di rete. Il dispositivo LT termina la linea proveniente dalla centrale di rete pubblica mediante l'interfaccia V. L'interfaccia dall'nt verso l'utente è chimata PRI (Primary Rate Interface). Generalmente l utente dispone presso la propria sede di un centralino telefonico privato(ispbx) al quale collegare l LT in configurazionepunto-punto. Si possono richiedere al gestore del servizio pubblico anche un numero inferiore di canalianziché30,adesempio15,20o25canali Modello di connessione secondo OSI Nell'ottica del protocollo OSI, la gestione del canale B è a carico dell'utente per tutti i livellidal7al2,mentreilcanaledvienegestitodallareteneilivelli1,2e3. L'utente che trasmette e riceve informazioni deve gestire completamente il flusso di dati che arriva dal canale B poiché la rete provvede solamente al trasporto di questi, mentre la segnalazione sul canale D deve rispettare le specifiche di livello 2 (stabilite dalle Q.920 [Q920]) e di livello 3 (Q.930 [Q930]), per cui l'utente interviene solamente sui livelli superiori. (Integrated Services Digital Network) (Digital Digital Subscriber Line)

5 Prestazioni Caratteristiche comuni Le tecnologie permettono genericamente la trasmissione digitale ad alta velocità suunoopiùdoppiniinrameesistenti. A seconda delle tecnologie, la distanza massima di comunicazione su doppino permettedi disporregli apparatidi retealivellodi centrale(stadio dilineaosgu)oa livello di armadio ripartilinea, o anche a livello di edificio di utente. La banda fruibile attraverso la tecnologia DSL è inversamente proporzionale alla distanza tra la sede d utente e la centrale in cui è presente l apparato di accesso, cioè alla lunghezza del doppino telefonico, e direttamente proporzionale al diametro del doppino utilizzato. Tutte le tecnologie presentano una distanza massima, oltre la quale il servizio non può essere fornito. Per poter realizzare un infrastruttura di accesso a banda larga in, gli operatori devono poter accedere al doppino già posato (unbundling) e agli spazi nei siti di Telecom Italia S.p.A. per poter collocare gli apparati. Interferenza intercanale(diafonia) Tecnologie XDSL Technology Data rates Loop reach mixed gauge wire Service types Principle applications ADSL Full rate 192k 8 Mb/s DS kb/s US 15 kftreach at lower rates Data & POTS Shared line Internet access, data ADSL Lite "g.lite" 256k 1.5 Mb/s DS kb/s US 15 kftreach at lower rates Data & POTS Shared line Internet access, data HDSL, HDSL2, HDSL4 1.5 Mb/s symmetric HDSL & HDSL2 9 kft HDSL4 11 kft (x2 with repeater) SDSL SHDSL IDSL VDSL 256k 2 Mb/s symmetric 16 kft@ 256kb/s, 7 kft@ 1.5Mb/s 192 k 2.3 Mb/s symmetric 20 kft@ 256 kb/s 9 kft@ 1.5 Mb/s DS1 private line Data only Data and Data, voice trunking Modulation DMT DMT 2B1Q HDSL Common protocols Standard Numberofwire pairs TC-PAM HDSL2& 4 optional digitized voice 128k or 144kb/s symmetric 15 kftreach, Repeater for x2 reach Data only Mb/s DS 6 26 Mb/s symmetric US 3 kft@ 26M/4M 1 kft@ 26 Mbs symmetric Data and POTS Data Data, voice Data Video, Internet access, data 2B1Q TC-PAM 2B1Q Multiple (CAP, QAM, DMT, FMT) PPP over ATM PPP over ATM DS1 Frame Relay ATM Frame Relay ATM ITU G T1.413 ITU G ITU G HDSL T1.418-HDSL2 Onepair Onepair 2 pairs: HDSL, HDSL4 1 pair: HDSL2 None ITU G T1.601 T1 Trial use Onepair One pair (2 pair Option Doubles the bit rate) One pair standard One pair (1, 2 or 4 pairs in EFM area) Sistema trasmissivo ADSL Il sistema ADSL consente la trasmissione di informazioni digitali sui cavi in rame ad una coppia(doppino) contemporaneamente al segnale telefonico. Il sistema consiste di una coppia di modem ADSL ai capi della linea rispettivamente presso la centrale(l ATU-C) e presso la sede del cliente(l ATU-R). Tale coppia di modem abilita il trasporto di tre canali informativi: un canale dati nel verso da centrale a cliente (downstream), un canale dati nel verso da cliente a centrale (upstream) ed un segnale telefonico. Le unità ATU-C sono generalmente raccolte in un cestello (il Mux ADSL), che svolge sia le funzioni di separazione tra il segnale dati ed il segnale telefonicoche le funzioni di multiplazione del trafficodati. Le velocità di trasmissione sono sbilanciate nei due versi, potendo arrivare a 8 Mbit/s downstream e circa a 1 Mbit/s upstream. Tali velocità dipendono dalla lunghezza e dalla qualità del cavo in rame nonché dalla presenza di segnali di disturbo. Nel caso medio su distanze di 2 km, si possono ottenere velocità fino a 4Mbit/s downstream e a 640kbit/s upstream. La separazione fra il canale telefonico ed il canale a larga banda è realizzata mediante l utilizzodi filtri passivi(pots splitter) presso il Mux ADSL e presso la sede del cliente Architettura Accesso ai servizi L accesso ai servizi da parte del cliente avviene tramite un meccanismo di controllo della sessione d utente realizzata con l inserimento all interno della catena di servizio di un Server di Accesso alla Rete denominato NAS. Il NAS costituisce il punto di flessibilità dell architettura e consente di attuare la selezione dei servizi e trattare efficacementele connessioniverso i clienti. Il NAS termina le connessioni provenienti dai Clienti e le concentra in un numero minore di connessioni verso ciascun ISP/OLO. Inoltre offre supporto alla gestione dei clienti ADSL, per l attuazione dei profili di servizio e per la realizzazione delle funzionalità di autenticazione, autorizzazione e tariffazione(aaa). L introduzione di questo meccanismo permette una maggiore dinamicità dell accesso alla rete di servizio, consentendo la scelta da parte dell utilizzatore finale dei servizi e dei profili di accesso desiderati e, da parte degli ISP/OLO, il controllo dinamico dell accesso alle reti ed ai servizi offerti, con la possibilità di personalizzare i servizi (Rete Privata Virtuale, Intranet, Extranet, Commercio Elettronico, applicazioni Push personalizzate, ecc.) e le relative tariffazioni (a volume, a tempo, forfettarie, per transazione, per fasce orarie)

6 Gli impianti (Integrated Services Digital Network) (Digital Subscriber Line) Rete inrame Centrali Infrastrutture: edificio, stazione di energia, autocommutatore, ecc. Ampliamenti: linee telefoniche Rete di giunzione Funzione: collega le Centrali tra loro Infrastrutture: cavi a fibre ottiche, ponti radio, apparati di trasmissione Ampliamenti: circuitidi giunzione Rete di distribuzione Funzione: collega le abitazioni alle Centrali Infrastrutture: cavi in rame, cavi ottici La rete di distribuzione Punti di sezionamento Permutatore: posto in Centrale al confine tra rete di distribuzione e autocommutatore, svolge le funzioni di terminazione, numerazione, permutazione, protezione e sezionamento delle coppie 400 coppie per montante il tipo murale 800 coppie per montante il tipo lineare Armadio di distribuzione: elemento di elasticità che separa la rete primaria dalla rete secondaria 300coppieapalo 1200 coppie a parete Distributore: elemento di separazione tra la rete in cavo dedicata a gruppi di Unità Immobiliari(UI) ed i cavetti dedicati alle singole UI 50 coppie in armadietto o colonnina 10coppieamurooapalo Permutatore di tipo lineare Armadio di distribuzione a parete

7 Distributore in armadietto da interno o esterno Distributore in colonnina Distributore a palo I cavi Capitolatotecnico 1031 cavi isolati carta e aria a quarte sotterranei(0,4/0,6 mm) Capitolatotecnico 1033 caviisolatipeaquarteaerei(0,6mm) Capitolatotecnico 1240 cavi plastici isolati polietilene a decadi sotterranei(0,4/0,6 mm) Capitolatotecnico 1285 cavi plastici isolati polivinilcloruroa decadi aerei (0,6 mm) Cavi 1000 e 1600 coppie (Integrated Services Digital Network) (Digital Subscriber Line) Progettazione della rete inrame

8 Gli elementi della rete in rame Rete primaria: collega la Centrale agli armadi(rete elastica) caviinterratiointubida400a2400coppie Armadio: consente la concentrazione delle coppie della rete secondaria (600 coppie) verso la rete primaria(400 coppie) Rete secondaria: collega l armadio ai distributori cavisotterraneida30a400coppie caviaereida10a200coppie Distributore: terminazione della rete in cavo ubicata all interno o in prossimità degli edifici da10a50coppie Raccordi: cavetti da una coppia che collegano le singole unità immobiliari ai distributori in area urbana in aree periferiche Le aree di progetto L area di distributore è la porzione di territorio che comprende più unità immobiliari servite dallo stesso distributore L area di reparto elementare è la porzione di territorio che raggruppa aree di distributoreadiacenti, nelle quali sono distribuite 100 coppie L area di armadio è la porzione di territorio che raggruppa aree di reparto elementare adiacenti in numero tale da ottimizzare la rete primaria (da due nelle aree rurali a sei nelle aree urbane) L area di cavo è la porzione di territorio che raggruppa aree di armadio adiacenti alimentate dallo stesso cavo Schema delle aree di progetto Distributore interno Distributore interno Armadietto contenente strisce per l attestazione di cavi da coppie Cavetto di raccordo Costituito da 2 fili di rame ø 0,6 mm isolati in PVC (bianco-rosso) Posato in tubi sottotraccia o in apposite canaline a vista

9 Distributore esterno Distributore esterno elementodi reteposato amuroosupalocheconsentel attestazionedi uncavoda10 coppie Cavetto di raccordo costituitodauncavettobipolaredirameø0,6mm isolatoinpvcperlaposaamuro o da un cavetto autoportante bipolare in rame ø 1,0 mm isolato in PVC per la posa su palificazione Armadio di distribuzione Permette: la terminazione ordinata dei cavi provenienti dalla centrale e dai distributori su strisce da 100 coppie in posizionistandard il collegamento di una coppia primaria ad una secondaria mediante cavetti da una coppia(permute) Progettazione rete secondaria Attivitàpreliminari studio del territorio aggiornamento della cartografia rilievoecografico e previsionale Formazione delle aree di distributore di reparto elementare(100 coppie distribuite) di armadio Disegno della rete percorso dei cavi posa aerea o sotterranea(marciapiede, carreggiata) potenzialità dei cavi Progettazione rete secondaria: Attività preliminari Per ogni edificio o vano scala occorre: Rilievounità immobiliari RILIEVO ECOGRAFICO UNITÀ LOCALI/ABITAZIONI 10/18 Valutazione del fabbisogno coppie FABBISOGNO COPPIE UNITÀ LOCALI/ABITAZIONI 15/22 Le unità locali sono: negozi, uffici, attività commerciali, alberghi ecc Progettazione rete secondaria: Formazione delle aree Progettazione rete secondaria: Disegno della rete

10 Progettazione rete primaria Progettazione rete primaria: aree cavo e disegno rete Formazione delle aree cavo aggregando più aree di armadio adiacenti Disegno della rete percorso dei cavi posa in trincea o in tubazione potenzialità dei cavi