prestazioni di un collegamento per la trasmissione dati

PRESTAZIONI DI UN COLLEGAMENTO PER LA TRASMISSIONE DATI
Le grandezze che descrivono le prestazioni di un collegamento per la trasmissione dati sono:
1. la velocità di trasmissione;
2. la probabilità di errore sul collegamento;
3. la banda del supporto fisico del collegamento;
4. la capacità del canale.
VELOCITA’ DI TRASMISSIONE DEI DATI
Un sistema ICT è composto da un modulatore che invia sul canale fisico una sequenza di segnali
elettrici, che possono essere analogici o digitali, ed a cui sono associati i bit che bisogna trasmettere.
Viene definito periodo (o intervallo) di segnalazione (ed indicato con Ts) l’intervallo di tempo che
serve al modulatore per trasmettere un segnale sul canale.
La rapidità di modulazione (R) rappresenta il numero dei segnali elettrici inviati dal modulatore
sul canale in ogni secondo. Essa può anche essere definita come il reciproco del periodo di
segnalazione (R=1/Ts), e si misura in baud.
Per velocità di trasmissione (V) di un collegamento dati, si indica il numero di bit inviati sul canale
in ogni secondo (V=numero totale di bit trasmessi/intervallo di tempo necessario alla trasmissione).
Si misura in bit per secondo (bps).
Affinché non ci siano perdite di dati durante una trasmissione, è importante che i due DCE della
linea:
 impieghino la stessa tecnica di modulazione;
 trasmettano con la stessa velocità in bps;
 siano sincronizzati tra di loro.
Per tempo di trasferimento si intende il tempo necessario alla trasmissione completa dei dati, e si
calcola: tempo di trasferimento=numero totale di bit trasmessi/velocità di trasmissione.
ERRORI DI TRASMISSIONE E RUMORE
I canali per la trasmissione dei dati sono spesso soggetti ad errori di trasmissione, che possono
alterare le sequenze di bit inviate.
Gli errori in un collegamento sono dovuti soprattutto dalla presenza di rumore (noise) o disturbi,
cioè segnali elettrici indesiderati ai quali non è associata nessuna informazione.
Il rumore elettrico è causato da:
1. diafonia, causata dai disturbi provenienti da cavi vicini, o da canali che sono sullo stesso
supporto fisico;
2. interferenze, causate da segnali esterni non desiderati.
Una trasmissione dati, per essere buona, deve avere un elevato valore del rapporto
segnale/rumore (S/N), che corrisponde al rapporto tra la potenza del segnale e la potenza del
rumore.
Probabilità di errore in un canale
E’ possibile misurare l’immunità di un canale dai disturbi attraverso la probabilità di errore (P),
che è definita da due eventi: il DTE sorgente ha inviato il simbolo “1” ed il DTE destinatario ha
ricevuto il simbolo “0”, oppure viceversa.
La probabilità di errore di un canale è individuata da una grandezza, il tasso di errore sul bit, che
viene indicata con BER (Bit Error Rate).
Per calcolare il BER, si trasmette sul canale una sequenza di bit, e si confronta la sequenza ricevuta
con quella inviata.
Il BER, inoltre, può essere definito come il rapporto tra il numero di bit errati nella sequenza
ricevuta ed il numero totale di bit trasmessi.
Un canale di dice ideale quando la sua probabilità di errore è nulla, cioè quando tutta
l’informazione inviata è ricevuta dall’utente senza errori.
Il canale peggiore, invece, è un canale con il BER di 0,5, in quanto c’è un’uguale probabilità che
l’informazione ricevuta sia giusta o sbagliata.
BANDA DI UN CANALE
La banda di un canale fisico è la gamma, cioè l’intervallo, di frequenze dei segnali analogici
sinusoidali che possono essere trasmessi sul canale stesso.
In pratica, la banda rappresenta la differenza tra la frequenza massima e la frequenza minima di un
segnale analogico.
Aumentando la banda di un canale fisico, è possibile:
 raggiungere velocità maggiori di trasmissione;
 trasmettere più canali sullo stesso supporto, ma su gamme e frequenze diverse.
Trasmissione in banda base o traslata
I segnali digitali, prima di essere inviati sul canale fisico, devono essere adattati.
Nella tecnica di trasmissione in banda base, i segnali digitali sono inviati direttamente senza
effettuare alcuna modulazione
Nella tecnica di trasmissione in banda traslata, invece, si utilizzano modulazioni che associano ai
dati binari da trasmettere l’ampiezza, la frequenza e/o la fase di una portante analogica sinusoidale.
CAPACITA’ DI UN CANALE
La capacità di un canale è la quantità massima di informazioni che possono essere trasmesse
nell’unità di tempo sul canale stesso.
La capacità dipende:
1. dal tipo di supporto fisico con cui è realizzato il canale, e dalla sua banda;
2. dalla presenza di disturbi sul collegamento, e dalla probabilità di errore.
Il teorema di Shannon-Hartley afferma che la capacità in bps di un canale è legata alla banda e al
rapporto segnale/rumore da questa formula: capacità=banda*log2(1+S/N) in bps.
STOP & GO
1) La rapidità di modulazione è il reciproco del periodo di segnalazione: R=1/Ts
2) L’unità di misura è il baud.
3) La velocità di trasmissione di un collegamento dati è il numero di bit inviati sul canale in
ogni secondo.
4) Quando il MODEM trasmette 64000 bit in ogni secondo impiegando una modulazione di
frequenza a due livelli, in quanto la velocità di trasmissione vale 64 kbps.
5) Il tempo di trasferimento si calcola con il rapporto tra il numero totale di bit trasmessi e la
velocità di trasmissione. Le ipotesi che bisogna fare per il calcolo del tempo di trasferimento
sono: il dato che si calcola è soltanto una stima del tempo necessario, per via degli errori che
possono insorgere nella trasmissione, per le regole nei protocolli per il controllo dello
scambio di dati, che prevedono l’aggiunta di bit ridondanti, e per la possibilità che i dati
siano compromessi.
6) Le cause del rumore sono la diafonia, dovuta ai disturbi provenienti da cavi vicini o da altri
canali posti sullo stesso supporto fisico, o le interferenze, dovute da segnali esterni casuali
non desiderati.
7) Diafonia ed interferenza.
8) All’aumento del rapporto segnale/rumore in una trasmissione dati, la trasmissione dati è più
efficiente.
9) La probabilità di errore in una trasmissione dati si calcola attraverso il tasso di errore sul bit,
indicato con BER. Si trasmette sul canale una sequenza si bit e si confronta la sequenza
inviata con quella ricevuta.
10) No, non è affidabile. Una probabilità di errore pari a 0,5 significa che c’è l’uguale possibilità
che le informazioni inviate arrivino giuste o sbagliate. In pratica, non arriva nessuna
informazione.
11) Il canale ideale per una trasmissione dati è individuato da una probabilità di errore nulla,
cioè tutta l’informazione inviata è ricevuta correttamente.
12) Aumentando la banda, è possibile raggiungere maggiori velocità di trasmissione e
trasmettere sullo stesso supporto più canali, su gamme di frequenza diverse.
13) In una trasmissione in banda base, i segnali digitali in uscita sono inviati direttamente sul
canale senza modulazione, mentre in una trasmissione in banda traslata, si impiegano
modulazioni che associano i dati binari da trasmettere all’ampiezza, alla frequenza e/o alla
fase di una portante analogica sinusoidale.
14) La capacità di un canale rappresenta la quantità massima di informazioni che si possono
trasmettere nell’unità di tempo attraverso il canale stesso.
15) Secondo il teorema di Shannon-Hartley, la relazione tra capacità, banda e rapporto
segnale/rumore in una trasmissione dati può essere riassunto nella formula:
capacità=banda*log2(1+S/N) in bps.