Sistemi di Telecomunicazione Caratteristiche dei cavi a coppie simmetriche (seconda parte) Universita Politecnica delle Marche A.A. 2013-2014 A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 1/22
Il doppino in rame E costituito da una coppia (pair) di conduttori di rame opportunamente ritorti (twisted) E impiegato per comunicazioni foniche e trasmissione dati Presenta una banda passante inferiore al cavo coassiale Basso costo e semplice installazione A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 2/22
Rumore sul doppino telefonico La presenza di rumore sul doppino telefonico e dovuta a diversi fattori di disturbo, che si possono suddividere in intrinseci (se sono propri della linea) ed estrinseci (se provengono dall esterno) Fattori di disturbo intrinseci alla linea sono: Rumore termico dovuto alla linea (puo essere assimilato in qualche maniera al rumore Gaussiano bianco) Echi e riflessioni Attenuazioni Cross-Talk (o co-channel interference) Fattori di disturbo estrinseci alla linea sono dovuti a rumori di tipo impulsivo, causati da scariche elettriche, linee di potenza, apparati elettromeccanici, ecc. Le fonti di rumore precedentemente elencate, possono essere classificate anche come limitanti la capacita e limitanti le prestazioni del sistema di trasmissione digitale su doppino. Le fonti di rumore limitanti la capacita sono essenzialmente il rumore termico ed il crosstalk. Sono disturbi caratterizzati da lente variazioni temporali e quindi i loro effetti possono essere facilmente modellati e predetti. Le fonti di rumore di tipo impulsivo e man-made, invece, sono classificate come limitanti le prestazioni. Sono difficilmente modellabili e fortemente tempo-varianti. Occorrono soluzioni di elaborazione del segnale ad hoc, per fronteggiarne gli effetti (ad es. robusta codifica FEC, interleaving). A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 3/22
Immunita ai disturbi - trasmissione bilanciata e conduttori twistati Campi elettromagnetici esterni agiscono in ugual modo sui due conduttori twisted Quanto sopra, unitamente alla trasmissione bilanciata, presenta una protezione ai disturbi A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 4/22
Riduzione delle emissioni Grazie alla tecnica di tramissione bilanciata, i campi elettromagnetici generati separatamente dai due conduttori sono uguali ma in opposizione di fase, e quindi tendono ad elidersi A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 5/22
Introduzione della schermatura Perche la schermatura dei cavi La presenza di schermi puo portare i seguenti benefici: immunita ai disturbi elettromagnetici riduzione dell emissione di radiofrequenza uniformita del valore dell impedenza riduzione della diafonia (se applicata a singole coppie) Importanza della corretta messa a terra degli schermi: EMC Differenti tecniche di schermatura FOIL - foglio sottile di alluminato che avvolge il cavo sotto la guaina di protezione esterna CALZA - trecciola di fili di rame che avvolge il cavo, presentando una migliore conducibilita del foglio di alluminio a fronte di una copertura non completa FOGLIO + CALZA - il risultato di schermatura e sicuramente migliore, ma aumentano il costo e le dimensioni del cavo A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 6/22
Tipi di doppino UTP (Unshielded Twisted Pair): Doppino non schermato - Z = 100 Ω FTP (Foiled Twisted Pair): Doppino con schermo globale in foglio di alluminio - Z = 100 Ω S-UTP o S-FTP: Doppino con schermo globale in foglio di alluminio e calza in rame - Z = 100 Ω STP (Shielded Twisted Pair): Doppino con singole coppie schermate piu schermo globale - Z = 150 Ω A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 7/22
Cavo FTP A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 8/22
Cavi multicoppia A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 9/22
Rete di distribuzione in rame Per rete di distribuzione in rame si intende l insieme dei portanti fisici, delle loro attestazioni/terminazioni, delle infrastrutture, degli apparati trasmissivi, degli accessori e degli apparecchi che consentono nel loro insieme la manipolazione ed il trasporto del segnale trasmissivo dalla centrale terminale al cliente, e viceversa. A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 10/22
La rete di distribuzione in rame, cosiddetta elastica, si suddivide in rete primaria, rete secondaria e raccordo A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 11/22
I cavi nella rete di distribuzione I cavi sono definiti in funzione del numero di coppie (potenzialita ), del diametro dei conduttori e del tipo di rivestimento impiegato per la protezione. I cavi attualmente impiegati hanno una potenzialita, in funzione del diametro dei singoli conduttori (0,4 o 0,6 mm), che varia da 10 a 2400 coppie. L idoneita alla posa sotterranea o aerea e definita dal tipo di protezione del rivestimento esterno (guaine). I cavi per la posa in trincea hanno guaine in polietilene e armatura di nastri in alluminio ed acciaio, quelli per la posa in canalizzazione hanno, di norma, guaina in polietilene ed armatura in alluminio, quelli per la posa aerea hanno guaina in polivinilcloruro, mentre quelli per la posa interna hanno guaine in alluminio e materiale non propagante la fiamma ed a bassa emissione di fumi. L interno di un cavo puo essere riempito con aria (Secco) o con gel (Tamponato). Per terminazioni dei cavi s intende il complesso di materiali di vario tipo necessari a terminare, proteggere, permutare, sezionare e numerare le coppie dei cavi. A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 12/22
Struttura della rete di accesso A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 13/22
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Tecnologie trasmissive su doppini in rete di accesso - I Fonica in banda base (analogica, telefono) Dati in banda base (analogica, modem) Numerica (sistemi xdsl) Allocazione dello spettro del canale telefonico per la trasmissione ADSL e VDSL: Il VDSL utilizza larghezze di banda assai piu elevate, sia in upstream che in downstream, rispetto all ADSL. Tali larghezze di banda sono necessarie a trasmettere ad elevato bit rate, a distanze accettabilmente lunghe. La presenza del cross-talk impone precisi vincoli sulle velocita di trasmissione in funzione della lunghezza del collegamento e della larghezza di banda di trasmissione. Le tecniche che permettono elevati rate di trasmissione (es. VDSL), richiedono larghezze di banda assai elevate per trasmettere, ma la copertura entro la quale tali rate di trasmissione sono garantiti, diminuisce drasticamente rispetto alle tecniche meno veloci: A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 16/22
Tecnologie trasmissive su doppini in rete di accesso - II ADSL: rispetto all HDSL, si basa sul principio della trasmissione asimmetrica, con una capacita molto maggiore dalla centrale verso utente (downstream) rispetto alla direzione opposta (upstream). In questo modo viene eliminato l effetto della paradiafonia, a meno che non coesistano sullo stesso cavo altri sistemi bidirezionali. Le tecniche impiegate si basano sul principio generale della modulazione QAM. La massima velocita downstream e di 8.1 Mb/s. Viene impiegato un solo doppino per entrambe le direzioni, con o senza Cancellatore d Eco. VDSL: e uno sviluppo dell ADSL, che permette di raggiungere velocita molto elevate, sempre con tecnica asimmetrica. Sono previste le seguenti velocita nette: Downstream: da 12,96 Mb/s a 51,84Mb/s con modulazione 16 CAP (Modulazione Ampiezza/Fase su 16 portanti) Upstream : da 1,62Mb/s a 19,44 Mb/s con modulazione QPSK Ovviamente le lunghezze del doppino devono essere limitate: da 150 a 300 m. Questo tipo di tecnologia e adatto per i sistemi FTTCab, per il tratto fra il cabinet ONU e l utente. Il VDSL e specificato, come sistema di accesso per i servizi a larga banda, da DAVIC (Digital Audio & Video Council), assumendo collegamenti <300m su coppie schermate o su cavo coassiale. A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 17/22
Tecnologie trasmissive su doppini in rete di accesso - III SDSL: usa le stesse tecnologie dell ADSL, ma consente una trasmissione bidirezionale di un segnale a 2 Mb/s su un singolo doppino (a differenza dell HDSL che richiede 2 doppini). Questo sistema potra in prospettiva sostituire l HDSL. Non esistono ancora sistemi commerciali di questo tipo. CDSL o HDSL-lite: una versione ridotta dell ADSL, che facilita l installazione presso l utente. E anche detta splitterless, in quanto elimina i filtri HPF/LPF di separazione fra POTS e ADSL. Obiettivi: trasmissione downstream 1.5Mb/s, trasmissione upstream 256kb/s, distanza: < 2.8Km su cavo 0.4. Questo sistema dovrebbe in prospettiva sostituire gli attuali modem in banda fonica utilizzati per i collegamenti residenziali a Internet. Viene attribuita notevole importanza alla eliminazione dello splitter, in quanto cio elimina i costi d installazione. In compenso viene accettata una diminuzione delle prestazioni, che si ritiene adeguata per l utente residenziale. A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 18/22
Confronto di sistemi xdsl A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 19/22
Interfacce su NT-ADSL La normativa internazionale e le specifiche di Telecom Italia prevedono due interfacce sull NT ADSL posto in casa dell utente: Interfaccia ATM-F 25 (a 25 Mb/s con codice 4B/5B) Interfaccia Ethernet 10 B-T ( a 10 Mb/s su coppie simmetriche, con protocollo di accesso MAC) Queste due interfacce costituiscono la base per lo sviluppo dei servizi che utilizzano i sistemi ADSL e VDSL per il trasporto dei dati. A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 20/22
Evoluzione della rete di accesso con sistemi FTTx L impiego dei sistemi ADSL rientra nelle architetture della Rete di Accesso che tendono a rivalutare la rete in rame esistente. Le nuove architetture della rete di accesso vengono indicate come FTTx (Fiber to The x) e precisamente: FTTB (X=Building), FTTCab (x=cabinet), FTTE (X=Exchange), in funzione di dove e posizionato l ONU. Gli elementi della rete FTTX sono: TRA: Terminale di Raccolta di Accesso, posto in centrale, che fa da interfaccia fra le reti dei Servizi e la Rete di Accesso Rete PON, basata su tecnica TDM in direzione downstream e TDMA in direzione upstream. La velocita complessiva downstream e di 633 Mb/s, mentre quella upstream e di 155 Mb/s ONU: Optical Nework Unit: e il cabinet posto in vicinanza degli utenti A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 21/22
Sistema FTTCab L architettura piu conveniente, dal punto di vista tecnico, e rappresentata dai sistemi FTTCab, attualmente accantonati perche richiedono la cablatura generalizzata delle fibre.l ADSL e impiegato solo nell ultimo tratto, fra ONU e Terminale di utente. I sistemi FTTCab dovrebbero servire, in prospettiva, a rinnovare l intera Rete di Accesso, eliminando le centrali locali e portando i flussi di utente a poche centrali (circa 120 sul territorio nazionale), fornite di interfacce STM1 e di autocommutatori ATM, in grado di gestire sia il traffico telefonico sia il traffico dati. Lo svantaggio dell FTTCab e l investimento richiesto per il cablaggio completo del territorio. A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 22/22