Ing. Maurizio Maggiora

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1 Corso di Reti di Telecomunicazioni Ingegneria ELETTRONICA e delle TELECOMUNICAZIONI (D.M. 270/04) A.A. 2011/12 maggiora@de .poliba.it

2 Fondamenti di trasmissione dati e mezzi trasmissivi 2

3 [1] Ch. 2 Introduzione Segnali elettromagnetici Segnali ottici Segnali analogici Campionamento, aliasing, impulsi di durata finita, non idealità dei filtri, sovracampionamento Segnali numerici Segnali binari Segnali periodici Banda limitata Frequenza di cifra: bps Degradazione del segnale L attenuazione è funzione della frequenza. E pertanto importante caratterizzare il segnale (oltre che nel dominio del tempo) anche nel dominio della frequenza. Serie di Fourier (un segnale periodico s(t) può essere espresso come somma di infinite componenti) 3

4 Introduzione Segnale analogico Campionamento Distorsione Quantizzazione = rumore di quantizzazione [1] Ch. 2 Codifica 4

5 Larghezza di banda Ogni canale di comunicazione ha una larghezza di banda limitata per trasferire un segnale. Caratteristiche intrinseche del mezzo Esigenze di multiplazione Se la larghezza di banda del canale è inferiore rispetto a quella del segnale trasmesso, alcune frequenze verranno filtrate. Questo rende ancora più difficile la ricostruzione in ricezione. N.B.: non dimenticare l attenuazione ed il rumore!!! [1] Ch. 2 Tipicamente i segnali trasmissivi hanno un comportamento passa-basso o passa-banda. 5

6 Canali di comunicazione Canale di comunicazione Mezzi guidati Spazio libero [1] Ch. 2 Non Schermati (UTP) Doppini Non Schermati con schermo esterno (S-UTP) Cavo Coassiale Schermati (STP) Fibre Ottiche Monomodo Onde radio 3 khz 1 GHz Multimodo Microonde GHz Infrarossi 300 GHz 400 THz 6

7 Thick RG-213 Diametro 10 mm Schermature multiple Attenuazione 5-10 db per 100 m Cavo coassiale Thin RG-58 Diametro 5 mm Attenuazione doppia rispetto al cavo thick [1] Ch. 2 7

8 [1] Ch. 2; [D1] Ch. 4 Doppini 1/2 UTP (Unshielded Twisted Pair) Doppino non schermato: è costituito da una coppia di conduttori intrecciati. i ti Un cavo è usualmente costituito da almeno 4 coppie UTP La qualità del cavo è identificata dalla categoria: Cat. 1: per telefonia analogica Cat. 2: per telefonia digitale Cat. 3: per reti locali sino a 10 Mbit/s, banda passante 16 MHz Cat. 4: per reti locali sino a 16 Mbit/s, banda passante 20 MHz Cat. 5: per reti locali e metropolitane sino a 100 Mbit/s, banda passante 100 MHz (attenuazione 20 db per 100 m) Cat. 5E: sino a 1 Gbps, banda passante 100 MHz Cat. 6: banda passante 250 MHz Cat. 7: banda passante 600 MHz 8

9 Doppini 2/2 S-UTP (Shielded UTP) o FTP (Foiled TP) Doppino non schermato con schermo esterno: il cavo è avvolto da uno schermo globale metallico STP (Shielded d Twisted Pair) Doppino schermato: oltre allo schermo globale, esiste una schermatura per ciascuna coppia UTP [1] Ch. 2; [D1] Ch. 4 9

10 Fibre Ottiche Sono costituite da due strati concentrici di materiale vetroso: il nucleo e il mantello. L onda luminosa incidente ad un estremo della fibra si propaga p all interno del nucleo se l angolo di incidenza è sufficientemente piccolo. I finestra: lunghezze d onda intorno a 850 nm, attenuazione 1-2 db/km II finestra: lunghezze d onda intorno a 1300 nm, attenuazione 0.4 db/km III finestra: lunghezze d onda intorno a 1550 nm, attenuazione 0.2 db/km [1] Ch. 2; [D1] Ch. 4 10

11 Fibre Ottiche Fibre multimodo (nucleo=50 µm, I e II finestra): le onde luminose si propagano seguendo molteplici percorsi dispersione temporale impulsi luminosi minore frequenza di cifra possono essere impiegati trasmettitori LED e rivelatori a basso costo Fibre monomodo (nucleo=10 µm, II e III finestra): un solo modo di propagazione è ammesso maggiore frequenza di cifra maggior costo dei dispositivi terminali (trasmettitori LASER e rivelatori) [1] Ch. 2; [D1] Ch. 4 11

12 Propagazione in Spazio Libero Propagazione terrestre (< 2 MHz) Propagazione nella porzione più bassa dell atmosfera intorno alla terra Le onde seguono la curvatura terrestre, propagandosi p in ogni direzione Propagazione ionosferica (2 30 MHz) Si sfrutta la riflessione della ionosfera per mettere in comunicazione antenne in assenza di Line Of Sight (LOS) Propagazione in LOS (> 30 MHz) Le antenne devono essere in linea di visione diretta 12

13 Bande Nome banda Frequenze Propagazione Applicazioni VLF - Very Low Frequency 3-30 khz Terrestre Navigazione a grandi distanze LF Low Frequency khz Terrestre Raggi radio e localizzazione navale MF (Middle Frequency) 300 khz 3 MHz Ionosferica Navigazione ione a grandi distanze HF (High Frequency) 3 30 MHz Ionosferica Radio AM VHF (Very HF) MHz Ionosferica e in LOS UHF (Ultra HF) 300 MHz 3 GHz LOS TV VHF, radio FM TV UHF, telefoni cellulari, l comunicazione satellitare SHF (Super HF) 3 30 GHz LOS Comunicazione satellitare EHF (Extremely HF) GHz LOS Comunicazione satellitare, radar 13

14 Configurazioni di linea [1] Ch. 2 Simplex unico mezzo trasmissivo Half-duplex unico mezzo trasmissivo Full-duplex con linee a 2 fili unico mezzo trasmissivo Full-duplex con linee a 4 fili doppio mezzo trasmissivo N.B.: equivale ad un singolo mezzo trasmissivo con trasmissione TDM o FDM. Forchetta telefonica 14

15 TESTI DI RIFERIMENTO [1] A. Pattavina, Reti di Telecomunicazione, Networking e Internet, Seconda Edizione, McGraw-Hill,

16 TESTI DI APPROFONDIMENTO [2] Behrouz A. Forouzan, Reti di calcolatori e Internet, McGraw-Hill, 2007 [3] J. F. Kurose, K. W. Ross, Reti di Calcolatori e Internet, Un approccio top-down, III ed., Pearson Education Italia, 2005 [4] J. Walrand, P. Varaiya, High-Performance h P f Communication Networks- Second edition, Morgan Kaufmann Publishers, [5] S. Gai, P. L. Montessoro, P. Nicoletti, Reti Locali, dal cablaggio all internetworking, Scuola Superiore G. Reiss Romoli,

17 TESTI DI APPROFONDIMENTO [6] B. A. Forouzan, I protocolli TCP/IP, McGraw-Hill, 2006 [7] F. Halsall, Networking e Internet, V ed., Pearson Education Italia, [8] Comer Douglas E., Internetworking con TCP/IP, vol. 1, Principi, protocolli e architetture, Pearson Education Italia, 2006 [9] W. R. Stevens, ens TCP/IP Illustrated, Volume 1, Addison-Wesley, [10] L. L. Peterson, B. S. Davie, Computer Networks, III ed., Morgan Kauffmann Pub.,