RETI DI TELECOMUNICAZIONI INDICE CAPIITOLO 1 Introduzione al Corso di Reti di Telecomunicazioni pag. 1 Presentazione del corso di Reti di Telecomunicazioni pag. 2 Argomenti trattati nel corso di Reti di Telecomunicazioni pag. 2 INTRODUZIONE pag. 2 TEORIA DELLE CODE pag. 2 TEORIA DEL TRAFFICO pag. 2 PROTOCOLLI DI LINEA pag. 2 RETI GEOGRAFICHE E COMMUTAZIONE DI PACCHETTO E DI CIRCUITO pag. 3 RETI AD ACCESSO MULTIPLO pag. 3 RETI INTEGRATE pag. 3 RETI WIRELESS pag. 4 1. INTRODUZIONE pag. 5 1.1 Evoluzione Storica delle Reti di Telecomunicazioni pag. 5 CAPIITOLO 2 Network Organization pag. 1 2. NETWORK ORGANIZATION pag. 2 2.1 Concetto di Protocollo pag. 2 Alternate Bit Protocol pag. 4 2.2 Architettura di Rete pag. 8 Concetto di Servizio di Comunicazione e di Organizzazione a livelli di protocollo pag. 8 Architettura a valore aggiunto pag. 13 2.3 I Servizi pag. 15 Classificazione dei servizi pag. 15 Classificazione degli Elementi di Servizio pag. 15 Evoluzione tipica dell invio dei messaggi nell architettura a strati Connection Oriented pag. 19 CAPIITOLO 3 Modelli di Riferimento pag. 1 3. MODELLI DI RIFERIMENTO pag. 2 3.1 Il Modello ISO-OSI pag. 2 Livello Fisico (Physical Layer) pag. 5 Livello di Linea (Link Layer) pag. 7 Livello di Rete (Network Layer) pag. 8 Livello di Trasporto (Transport Layer) pag. 8 Livello di Sessione (Session Layer) pag. 9 Livello di Presentazione (Presentation Layer) pag. 10
Livello di Applicazione (Application Layer) pag. 10 3.2 Il Modello TCP/IP pag. 12 Host-to-Network Layer pag. 13 Internet Layer pag. 13 Transport Layer pag. 13 Application Layer pag. 14 Confronto tra l architettura OSI e TCP/IP pag. 14 CAPIITOLO 4 Generalità sulle Reti di Telecomunicazioni pag. 1 4. GENERALITÀ SULLE RETI DI TELECOMUNICAZIONI pag. 2 4.1 Definizione e Classificazione delle Reti di Telecomunicazioni pag. 2 CAPIITOLO 5 Tecniche di Trasferimento dell Informazione pag. 1 5. TECNICHE DI TRASFERIMENTO DELL INFORMAZIONE pag. 2 5.1 Assegnazione delle Risorse pag. 2 Multiplazione Statica pag. 2 Multiplazione dinamica pag. 2 5.2 Multiplexing pag. 4 5.3 Switching pag. 9 Reti a Commutazione di Circuito (Circuit Switching) pag. 9 Reti a Commutazione di Messaggio (Message Switching) pag. 11 Reti a Commutazione di Pacchetto (Packet Switching) pag. 11 5.4 Conclusioni pag. 18 CAPIITOLO 6 Analisi del Ritardo in una Rete Dati pag. 1 6. ANALISI DEL RITARDO IN UNA RETE DATI pag. 2 6.1 Elementi di Ritardo in una Rete Dati pag. 3 6.1.1 Ritardo di Trasmissione per Traffico Multiplexato pag. 4 Caso 1: Statistical Multiplexing pag. 4 Caso 2: Frequency Division Multiplexing pag. 5 Caso 3: Time Division Multiplexing pag. 5 6.2 Sistemi a Coda pag. 6 6.2.1 Applicazione dei Sistemi a Coda nelle Reti pag. 9 6.2.2 Teorema di Little pag. 10 Controllo di flusso a Finestra pag. 12 Sistema Time Sharing pag. 13 6.3 Nomenclatura per i Sistemi a Coda pag. 15 6.4 Processi di Poisson pag. 16 6.4.1 Proprietà dei Processi di Poisson pag. 18 6.5 Catene di Markov Tempo Discrete pag. 20 6.6 Processi di Nascita e Morte pag. 24
6.7 Sistemi M/M/1 pag. 25 6.7.1 Equazioni di Bilanciamento per i Sistemi M/M/1 pag. 26 6.7.2 Confronto fra Multiplexing Statistico e Deterministico pag. 29 6.8 Sistemi M/M/1/N pag. 29 6.9 Relazione tra Carico e Throughput (in sistemi single server) pag. 32 6.10 Sistemi State Dipendent pag. 33 6.10.1 Sistemi M/M/N pag. 34 6.10.2 Sistemi M/M/ pag. 37 6.10.3 Sistemi M/M/N/N pag. 38 6.10.4 Confronto tra Sistemi M/M/N e M/M/1 pag. 39 6.10.5 Sistemi M/M/N/N Modello di un Auto Commutatore a Perdita pag. 41 6.11 Sistemi M/G/1 pag. 47 Sistemi M/D/1 pag. 48 6.11.1 Sistemi a Coda con Priorità pag. 51 6.12 Intensità del Traffico pag. 54 6.13 Analisi di Reti - Reti di Code pag. 56 Rete di Code Aperte pag. 58 Rete di Code Chiuse pag. 58 Teorema di Jackson pag. 59 6.14 Approssimazione di Indipendenza di Kleinrock pag. 64 CAPIITOLO 7 Teoria del Traffico pag. 1 7. TEORIA DEL TRAFFICO pag. 2 7.1 Dimensionamento ed Analisi delle Reti di Telecomunicazioni pag. 2 7.2 Problematica dell Ammissione di Chiamata pag. 3 7.3 Caratterizzazione delle Sorgenti di Traffico pag. 6 7.3.1 Traffico Vocale pag. 7 7.3.2 Traffico Video pag. 10 7.3.3 Traffico Dati pag. 12 7.3.4 Traffico Multimediale pag. 12 7.4 Modellazione delle Sorgenti di Traffico pag. 12 7.4.1 Modello tempo-continuo IPP pag. 12 7.4.2 Modello tempo-discreto IBP pag. 14 7.4.3 Modello tempo-discreto MMBP pag. 16 7.4.4 Modello tempo-continuo MMPP pag. 17 7.4.5 Modello tempo-discreto SBBP pag. 17 7.4.6 Considerazioni sui vari Modelli di Traffico pag. 22 7.4.7 Sovrapposizione Markoviana pag. 25 7.4.8 Sovrapposizione Statistica pag. 28 7.5 Valutazione delle Prestazioni intesa come calcolo della QOS pag. 29 Approccio Analitico pag. 29 Approccio Simulativo pag. 35 Pianificazione e Realizzazione di una Simulazione pag. 35 Problematiche della Simulazione pag. 37
CAPIITOLO 8 Data Link Layer pag. 1 8. DATA LINK LAYER pag. 2 8.1 Framing pag. 3 8.2 Controllo di Errore (Error Detection) pag. 4 8.3 Gestione degli Errori pag. 5 Automatic Repeat Request pag. 5 8.4 Controllo di Flusso pag. 10 Sliding Window pag. 10 8.5 Gestione del Collegamento pag. 13 8.6 Il Protocollo BSC pag. 13 8.7 Il Protocollo HDLC pag. 14 8.8 Analisi dei protocolli di linea pag. 21 Stop and Wait pag. 21 Go-Back N pag. 25 8.9 Dimensionamento della Frame pag. 26 Collegamenti Satellitari pag. 26 Collegamenti Terrestri pag. 26 CAPIITOLO 9 Network Layer pag. 1 9. NETWORK LAYER pag. 2 9.1 La Raccomandazione X.25 pag. 2 Livelli della Raccomandazione X.25 pag. 3 La Raccomandazione X.75 pag. 10 Altre Raccomandazioni pag. 11 Raccomandazione X.21 pag. 11 9.2 Controllo della Congestione pag. 11 Tecniche Reattive pag. 13 Tecniche Preventive pag. 14 Teorema di Norton pag. 17 9.3 Tecniche di Instradamento pag. 21 Algoritmi Invarianti pag. 21 Fisso pag. 21 Algoritmo di Dijkstra pag. 21 Routine Multicammino pag. 26 Flow Based Routing pag. 26 Alternativo pag. 28 Proporzionale pag. 28 A Diffusione pag. 28 Algoritmi Adattativi pag. 29 Centralizzato pag. 29 Distribuito pag. 29
A Coda più breve pag. 29 A Stima Isolata del Ritardo pag. 30 A Stima Congiunta del Ritardo pag. 30 Routine Gerarchico pag. 32 9.4 Internetworking pag. 33 Problematiche di Internetworking pag. 34 Filosofie di Internetworking pag. 34 CAPIITOLO 10 Reti ad Accesso Multiplo pag. 1 10. RETI AD ACCESSO MULTIPLO pag. 2 10.1 Metodi di Accesso Random per le Reti Locali pag. 3 Protocollo Aloha pag. 3 Prestazioni del Protocollo Aloha pag. 4 Protocollo Slotted Aloha pag. 6 Prestazioni del Protocollo Slotted Aloha pag. 7 CSMA pag. 9 CSMA/CD pag. 10 10.2 Token Passing - Metodi di Accesso Controllato per le Reti Locali pag. 15 Token Bus (IEEE 802.4) pag. 15 Token Ring (IEEE 802.5) pag. 18 10.3 Valutazione delle Prestazioni nei Sistemi CSMA/CD e Token Passing pag. 22 Confronto Riepilogativo tra i vari Protocolli a Contesa pag. 29 10.4 Altri Protocolli per LAN pag. 33 Slotted Ring pag. 33 Insertion Register Ring pag. 34 10.5 Reti MAN Protocolli per Reti ad alta Velocità pag. 35 EXPRESSNET pag. 35 FASNET pag. 37 10.6 FDDI pag. 39 10.7 DQDB pag. 43 10.8 Ethernet Switching pag. 50 10.9 Ethernet a 100 Mbps pag. 51 10.9.1 IEEE 802.13 o 100 Base X pag. 51 10.9.2 IEEE 802.12 o 100 Base VG pag. 52 10.10 Reti via Satellite pag. 53 10.11 LAN & Internetworking pag. 56 10.11.1 Transparent Bridges pag. 57 10.11.2 Source Routing Bridge pag. 57 CAPIITOLO 11 Reti Integrate pag. 1 11. RETI INTEGRATE pag. 2 11.1 Narrowband ISDN pag. 3
11.2 Struttura dei Protocolli della ISDN pag. 7 Frame Relaying pag. 10 Organizzazione della Segnalazione pag. 11 11.3 Reti ATM a Larga Banda pag. 11 Scelta della Dimensione delle Celle ATM pag. 13 Protocolli dello User Plane pag. 15 Physical Layer pag. 16 Livello ATM pag. 18 ATM Adaptation Layer pag. 22 Caratterizzazione dei Servizi pag. 24 Controlli di Congestione Preventivi pag. 27 Gli Autocommutatori ATM pag. 31 CAPIITOLO 12 Reti Wireless e Reti Mobili pag. 1 12. RETI WIRELESS E RETI MOBILI pag. 2 12.1 Reti Mobili pag. 3 12.1.1 Classificazione delle Reti Mobili in base ai tipi di Mobilità pag. 3 Access Mobility pag. 3 Terminal Mobility pag. 3 Service Profile Portability pag. 3 Personal Mobility pag. 3 12.1.2 Classificazione delle Reti Mobili in Base alla Tecnologia Utilizzata pag. 5 12.1.3 Servizi di Mobilità Esistenti pag. 5 Servizi di Paging pag. 5 Sistemi di Telecomunicazioni Cordless pag. 5 Telefonia Cellulare pag. 5 Sistemi Mobili Satellitari pag. 6 Sistemi di Telecomunicazioni Mobili di III Generazione: Standard UMTS pag. 6 12.1.4 Problematiche del Sistema Cellulare pag. 7 Dimensionamento delle Celle pag. 11 Frequenze utilizzate nel Sistema GSM pag. 11 Requisiti di un Sistema Cellulare pag. 11 12.2 Reti Wireless in Ambito Locale pag. 27 Protocollo 802.11 pag. 27