Le reti di Telecomunicazioni

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1 La rete fissa 1

2 Le reti di Telecomunicazioni Internet oggi TEX MSC PSTN/ISDN LEX Dslam BSC 2G/3G network RNC

3 Per 100 inhabitants Global ICT developments, Mobile cellular telephone subscriptions Internet users Fixed telephone lines Active mobile broadband subscriptions Fixed (wired) broadband subscriptions Source: ITU World Telecommunication /ICT Indicators database

4 Alcuni concetti di base

5 Il compito di una rete di telecomunicazione e di connettere un qualsiasi utente ad un qualsiasi altro utente.

6 L introduzione dei nodi di commutazione riduce la complessità della rete di connessioni e la rende fattibile Num dei link =N La complessità NxN si trasferisce però alla matrice di commutazione

7 La commutazione a più nodi non ne riduce immediatamente la complessità ma Num. dei link =N/2 Num dei link =N /2 Num. dei link=n/2 Num. dei link=n1 < N/2 Per ogni centrale num. link di utente N/2 + num. link di trunk N/ 2 = N

8 La rete fissa La rete fissa la possiamo definire le madre di tutte le reti sia perché è nata prima delle altri reti sia perché le altre rete ne hanno ereditato o derivato soluzioni. Essa offre ai suoi utenti connettività statica o a ridotta mobilità ed un certo numero di servizi (VAS).

9 Architettura della rete fissa

10 Principali segmenti di rete Per quanto riguarda la configurazione impiantistica della rete fissa si è solito suddividerla in 5 segmenti: - Il segmento di rete di accesso - Il segmento di commutazione (e di segnalazione) - Il segmento di trasporto o delle trasmissioni - Il sistema di gestione - La piattaforma dei servizi

11 La rete di accesso La rete di accesso è costituita dall insieme di cavi e apparecchiature che realizzano la connessione della casa dell utente alla centrale locale di competenza.

12 La commutazione La commutazione è l insieme delle attività che svolge una rete di telecomunicazione per connettere tra di loro due o più utenti, nel momento che la connessione è richiesta, e di disconnetterli nel momento che la disconnessione è richiesta. Le attività di commutazione vengono realizzate nella rete, dai dispositivi all uopo preposti, soddisfacendo al meglio le richieste degli utenti (qualità di servizio) e utilizzando allo stesso tempo nella maniera più efficace le risorse disponibili.

13 La commutazione I nodi di commutazione (locali e di transito) ed i nodi di segnalazione sono i dispositivi della rete che realizzano le funzioni di commutazione e costituiscono il segmento di commutazione.

14 Il segmento del trasporto Esso è costituita dall insieme dei portanti fisici ( cavi a coppie simmetriche, cavi coassiali, cavi in fibra ottica, portanti radio) e dagli annessi sistemi trasmissivi, dall insieme dei multiplatori (gerarchici e Add&Drop ), dai Cross-Connect che consentono la connessione tra le varie centrali della rete.

15 Il segmento sistemi di gestione L insieme dei server e dei sistemi che espletano le funzioni di gestione della rete quali: - Operation - Administration o Configuration management - Maintenance - Provisioning - Statistiche

16 Funzioni principali dei sistemi di gestione Operation: riguarda il controllare il mantenere la rete e tutti i servizi che la rete sta fornendo funzionanti al voluto standard di qualità e di costo. Administration o configuration management: implica il mantenere traccia in maniera strutturata di tutte le risorse hw e sw della rete, del loro stato e di dove fisicamente e topologicamente sono allocate. 13/01/2012 Salvatore Improta 16

17 Funzioni principali dei sistemi di gestione Maintenance: riguarda il rivelamento, l analisi e la segnalazione di guasti o degradi nella rete, l intervenire sui i sistemi e sulla topologia della rete per ovviare a tali guasti o degradi. Azioni di maintenance sono anche quelle a prevenzione che intervengono cioè a risolvere gli inconvenienti prima che i segnali di sofferenza si rafforzino. Provisioning: riguarda mettere in servizio e configurare o riconfigurare sistemi e dispositivi ed eventualmente la topologia della rete al fine di fornire e supportare richieste di maggior capacità o nuove funzionalità 13/01/2012 Salvatore Improta 17

18 Il segmento piattaforme di servizi L insieme dei server e dei sistemi che gestiscono e forniscono i vari servizi in voce e i VAS ( servizi a valore aggiunto)

19 La rete di accesso

20 La rete di accesso La rete di accesso rappresenta la parte a distribuzione più capillare della rete ed ha il costo più alto per utente E costituita essenzialmente da cavi, ma, in certe configurazioni vengono utilizzati anche apparati ( trasmissivi e/o di multiplazione/concentrazione). Si estende dai nodi dove sono localizzate le funzionalità di rete specifiche per la fornitura del servizio (nodi di commutazione locale LEX, multiplatori di linea di accesso numerico DSLAM), fino ai punti di distribuzione del servizio al cliente (terminazioni di rete NT).

21 Il livello fisico della rete di accesso Rete in rame a coppie simmetriche per l accesso ai servizi in banda fonica (POTS), ai servizi ISDN, ai servizi a larga banda (xdsl). Rete in fibra ottica per l accesso ai servizi a banda larga (limitata ad alcune aree), Collegamenti radio per aree rurali o difficilmente raggiungibili con portante fisico

22 In Italia la rete di accesso è ancora sostanzialmente quella impiantata e posseduta da Telecom Italia (TI).

23 Unblinding Local Loop (ULL) Sebbene in Italia i cavi telefonici siano per la maggior parte di proprietà di Telecom Italia, essi possono però essere utilizzati per fornire servizi anche da altri operatori, dietro pagamento, da parte dell'operatore, di una quota di nolo per i cavi stessi. Quando si effettua l'ull, i cavi presi in "affitto" vengono disconnessi dalle centrali telefoniche dell'operatore proprietario e connessi a quelle del nuovo operatore (OLO), che diventa in tutto e per tutto responsabile per i servizi di telefonia resi al cliente. L'ULL è anche noto come "liberalizzazione dell'ultimo chilometro" (o "liberalizzazione dell'ultimo miglio"), intendendo simbolicamente come ultimo chilometro di cavo telefonico quello che dalla centrale telefonica arriva direttamente a casa del cliente.

24 La rete di accesso in rame In Italia sono stati stesi circa 104 milioni di km di doppino telefonico in rame.

25 Il portante di base Twisted pair

26 Strutturazione della rete in rame La rete in rame nell accesso ha il compito di collegare, in una determinata zona, la centrale locale di riferimento alle case degli utenti in maniera capillare : (In area urbana almeno un doppino per utente). Quindi su un centrale locale per utenti si attestano almeno doppini : una quantità notevole di fili. Una soluzione efficiente, usata storicamente, per gestire questa massa di fili, è consistita nel raggruppare un certo numero di doppini in cavi di grandi dimensioni ed effettuare successive sfiocchettature del cavo fino alla casa del singolo utente.

27 La rete di accesso in rame

28 Layout di una centrale telefonica

29 Il permutatore I cavi che escono dalla centrale vengono attestati ad un elemento, chiamato permutatore (in terminologia internazionale indicato con MDF Main Distribution Frame), costituito da due serie di piastre parallele orizzontali dal lato della centrale e verticali dal lato della rete, ciascuna delle quali contiene un certo numero di morsetti elettrici.

30 Layout del permutatore

31 Il permutatore Alle piastre orizzontali sono collegati i doppini provenienti dalle porte di centrale, a quelli verticali i corrispondenti collegamenti verso gli utenti. La connessione fra i morsetti corrispondenti viene effettuata mediante ponticelli galvanici

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36 Le muffole I cavi singoli uscenti dai morsetti del lato verticale del permutatore vengono raggruppati in cavi di grandi dimensioni (normalmente, in Italia da 2400 doppini), mediante dispositivi chiamati muffole Da ciascuna centrale locale quindi escono un certo numero di cavi di grandi dimensioni, ciascuno dei quali serve una parte dell'area di centrale detta area cavo.

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39 Da ciascuna centrale locale quindi escono un certo numero di cavi di grandi dimensioni, ciascuno dei quali serve una parte dell'area di centrale detta area cavo.

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41 La rete di accesso primaria 400 cp 400 cp 400 cp 2400 cp

42 Rete di accesso primaria Ogni cavo da 2400 doppini viene progressivamente diramato in cavi generalmente costituiti da 400 doppini, ciascuno dei quali viene terminato su un elemento di raccordo, chiamato armadio di distribuzione o armadio ripartilinea (in terminologia internazionale cabinet). Ciascun armadio gestisce una zona dell'area cavo detta area di armadio ed ha una struttura simile a quella del permutatore: sono presenti due serie di piastre (questa volta ambedue verticali e poste di fianco l'una all'altra) con morsetti elettrici, collegati con ponticelli elettrici, ai quali sono connessi: lato rete i doppini derivanti dallo sfioccamento del cavo da 400; lato utente i doppini che vengono poi raggruppati, in uscita dall'armadio, in cavi da 100, 50, 30, 10 doppini. La funzione dell'armadio è quella di diramare un cavo in cavi di dimensioni inferiori con un elemento di flessibilità che facilita eventuali interventi di manutenzione sulla linea. La parte di rete che va dalla centrale fino all'armadio viene detta rete di accesso primaria

43 La rete di accesso secondaria 100,50,30,10 cp

44 Rete di accesso secondaria Ciascuno dei cavi in uscita dall'armadio viene portato su un elemento, chiamato box o chiostrina, che ha struttura del tutto simile all'armadio, ma di dimensioni minori e che viene posto generalmente ai piedi di un edificio o su un palo. Dal box escono cavi singoli che vanno a terminare sulla borchia telefonica, posta a casa dell'utente. La parte di rete fra armadio e borchia d'utente viene anche detta rete di accesso o distribuzione secondaria.

45 Distributore o Chiostrina

46 Nella borchia termina il dominio di competenza del gestore telefonico e comincia la rete d'utente. In Italia, l'uso dapprima esclusivo della presa telefonica tripolare come punto di fornitura per il collegamento dell'apparecchio telefonico, lascia progressivamente il posto alla presa RJ-11. Presa tripolare RJ11 standard

47 La rete di accesso in rame Usando la rete di accesso in rame l operatore telefonico fornisce tre fondamentali tipi di servizio: - POTS* (Plane Ordinary Telephony Service) collegamento analogico. - ISDN (Integrated Services Digital Network) collegamento digitale. - ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) collegamento digitale. * Il servizio dati basato su modem analogico non è un servizio fornito dall operatore telefonico, ma un utilizzo autonomo dell utente del collegamento analogico.

48 Evoluzione tipica di una chiamata POTS

49 L apparecchio telefonico analogico decadico ed il suo collegamento alla centrale R e t e d i a c c e s s o

50 Telefono analogico multifrequenza

51 Maschere di frequenza frequenza del apparecchio telefonico convenzionale

52 Parametri progettuali per la connessione diretta alla centrale locale Resistenza massima 1700 ohm Attenuazione a 1000Hz 7db

53 Lunghezza del doppino di utente nei diversi paesi % lines Length (km) France Germany USA Italy UK Japan

54 Modem in Banda fonica

55 L ISDN sulla rete di accesso Dagli anni novanta il doppino di utente, nella rete di accesso è usato anche per collegamenti digitali.

56 ISDN:Le modalità di accesso In Italia, secondo lo standard EURO-ISDN, l utente può collegarsi alla centrale di rete pubblica secondo due modalità: ACCESSO BASE (BRA - Basic Rate Access): 2 canali B a 64 Kbit/s + 1 canale D a 16 Kbit/s, per una capacità totale di 144 Kbit/s (EURO-ISDN NET 3). ACCESSO PRIMARIO (PRA - Primary Rate Access): 30 canali B a 64Kbit/s + 1 canale E (chiamato anch esso D) a 64 Kbit/s, per una capacità totale di 1984 Kbit/s (EURO-ISDN NET 5).

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58 2B/1Q Questo protocollo è stato definito nel 1988 (ANSI spec. T1.601) ed il codice di linea per il BRA, definito come interfaccia U. Funziona nel seguente modo: L impulso in linea ha 4 livelli possibili. Ogni impulso il linea con il suo livello codifica 2 bit per cui 160kbit/s, producono 80 kbaud in linea. Vantaggi : minore banda, maggiore resistenza alle riflessioni e alle interferenze

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