RETI TELEMATICHE / RETI DI CALCOLO Capitolo II

Autore: Prof. Giuseppe Federico Rossi
Università degli Studi di Pavia
Facoltà di Ingegneria
RETI TELEMATICHE / RETI DI CALCOLO
(Master - MN) - II° Semestre - A.A. 2006/07
Prof. Giuseppe F. Rossi
E-mail: [email protected]
Homepage: http://www.unipv.it/retical/home.html
UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI PAVIA
Facoltà di Ingegneria - Sede distaccata di Mantova
MASTER DI 1° LIVELLO IN INGEGNERIA DEI SISTEMI E DEI
SERVIZI PER IL TERRITORIO E PER L'AMBIENTE
A.A. 2006/07 - II° Semestre
RETI TELEMATICHE /
RETI DI CALCOLO
Capitolo II
Servizi di comunicazione geografici
Indice degli Argomenti
Cos'è un servizio di comunicazione geografico ?
Servizi di comunicazione a circuito e a pacchetto
Il problema della trasmissione dei dati su un canale
I modem
Capitolo II
Servizi di comunicazione geografici
1-2/21
© Copyright Ing. Giuseppe F. Rossi, 1995-2007
Autore: Prof. Giuseppe Federico Rossi
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I servizi di comunicazione "geografici"
Cosa significa "servizio di comunicazione geografico" ? E' un'espressione abbastanza generica e
può comprendere tantissime cose ...
Normalmente si indende un sistema di comunicazione che è caratterizzato da:
attraversamento di suolo pubblico
connessione a medie/lunghe distanze
Esempi di servizi di comunicazione geografici
Una linea telefonica attiva tra un calcolatore di casa e un ISP (Internet Service Provider)
La connessione tra il nostro PC di casa e un qualunque sito Internet
Questi servizi spesso sono identificati con l'espressione servizi WAN (Wide Area Network)
I servizi di comunicazione "geografici"
Una possibile classificazione
I servizi di comunicazione geografici vengono realizzati attraverso la costruzione di una rete di
telecomunicazione (che quindi viene chiamata Rete WAN), la quale può funzionare utilizzando
uno dei due fondamentali principi della commutazione
WAN a commutazione di circuito
Connessione su base chiamata (= non permanente)
Linee analogiche (talvolta chiamate PSTN = Public Switched Telephone Network)
Linee digitali (per esempio ISDN = Integrated Services Digital Network)
Connessione permanente
Linee affittate
WAN a commutazione di pacchetto
Per esempio la rete Internet
Capitolo II
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I servizi di comunicazione "geografici"
WAN a commutazione di circuito
E' il caso della classica rete telefonica che utilizziamo quotidianamente
L'effetto è quello di avere una connessione diretta (a tutti gli effetti un canale di trasmissione) tra
i due dispositivi collegati ai capi della linea
canale di trasmissione
||
Nodo di
accesso
Nodo
Nodo di
accesso
N canali
Nodo
Nodo di
accesso
Nodo
Nodo
I servizi di comunicazione "geografici"
WAN a commutazione di pacchetto
Per esempio è il caso della rete Internet
Il mittente invia i pacchetti al primo nodo intermedio
Il primo nodo intermedio, leggendo le informazioni di controllo (testata e coda) contenute nei
pacchetti, inoltra (commuta) questi ultimi verso il secondo nodo intermedio, il quale commuta
verso il terzo, ... , fin che si arriva al destinatario
pacchetto
pacchetto
Dati
Questi collegamenti, di norma,
sono realizzati attraverso reti
a commutazione di circuito
Capitolo II
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Nodo di
accesso
Nodo di
accesso
Nodo
Nodo di
accesso
Dati
Dati
Nodo
Nodo
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Nodo
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Il problema della trasmissione dei dati
Dopo aver introdotto le due tipologie di reti WAN (che non sono altro che l'applicazione dei due
fondamentali principi di commutazione, a circuito e a pacchetto), affrontiamo ora una specifica
problematica, presente sia nelle reti LAN che nelle reti WAN
Il problema della trasmissione dei dati su un canale
Tale problematica è stata inserita nel presente capitolo in quanto nelle reti WAN, a causa della
estensione geografica dei canali di trasmissione (= elevate distanze), la cosa presenta il maggior
grado di complessità
La stessa problematica si ritrova anche nel campo delle reti LAN wireless
101001100
Canale di trasmissione
esteso geograficamente
101001100
Il problema della trasmissione dei dati
Affrontiamo quindi il problema (molto generale) della trasmissione di dati su un canale di
trasmissione
Un canale di trasmissione è un mezzo utilizzato per trasportare informazione (nel nostro caso
binaria, cioè o 0 o 1) da un punto ad un altro
Canali wired
in rame
in fibra ottica
Canali wireless
aria
vuoto
Dal punto di vista fisico l'informazione binaria è rappresentata, per esempio, da una tensione
elettrica alta (1) o bassa (0)
Esempio di andamento nel tempo di una tensione elettrica
(segnale) per rappresentare un'informazione binaria:
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=1001011
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Il problema della trasmissione dei dati
Se siamo in presenza di un canale wired di estensione limitata (per esempio un cavo in rame
lungo fino ad un centinaio di metri) di norma il segnale elettrico che codifica i nostri bit può
essere trasmesso così com'è sul canale
Il segnale all'altro capo, pur arrivando distorto, riesce ancora ad essere letto e decodificato, cioè si
riescono ancora a capire i bit che sono codificati nel segnale elettrico (si ricorda che queste
operazioni di codifica/decodifica, nelle architetture a strati, sono svolte dai livelli 1)
I fenomeni di distorsione dei canali di trasmissione impongono dei limiti sulla loro lunghezza,
nonchè sulla velocità con cui si possono trasmettere i bit
coppia di conduttori in rame
Il problema della trasmissione dei dati
Se siamo in presenza di un canale wired di estensione significativa oppure di un canale wireless,
il segnale di tensione elettrica riportato come esempio nella slide precedente non può essere
trasmesso così com'è sul canale di trasmissione (sarebbe troppo attenuato e distorto)
In tali casi il segnale da trasmettere deve essere "trasportato" da un altro segnale (portante) avente
caratteristiche più idonee al tipo di canale
La cosa è possibile attraverso l'operazione di modulazione
La modulazione può essere più o meno sofisticata
Segnale modulato
Segnale binario da trasmettere
Segnale "portante"
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Dispositivo
Modulatore
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Il problema della trasmissione dei dati
Il modem
MODEM = MOdulator/DEModulator
Il modem è il dispositivo che effettua la modulazione/demodulazione dei segnali binari che
altrimenti non potrebbero essere trasmessi
Esempio: modem utilizzato su linee telefoniche per le connessioni al Provider Internet
Porta di comunicazione
(COM)
Modem
Linea telefonica
Cavo seriale
Il problema della trasmissione dei dati
Alcuni acronimi molto in uso
DTE = Data Terminal Equipment
Sono le stazioni (per esempio, i PC) connesse al modem
DCE = Data Circuit-Terminating Equipment
Sono i modem
Di norma DTE e DCE sono connessi tra loro attraverso cavi seriali (eccetto nei casi di utilizzo di
modem interni ai PC, in cui la connessione è fatta direttamente sugli slot interni del PC stesso)
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11-12/21
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Il problema della trasmissione dei dati
L'uso dei modem
I due PC connessi "vedono" la coppia di modem connessi attraverso la linea come se fossero un
cavo incrociato
Modem
Modem
Cavo
seriale
Cavo
seriale
Sono
equivalenti
Cavo Seriale Incrociato (Cross-Cable)
Il problema della trasmissione dei dati
Uso dei modem con linee telefoniche analogiche
Supponiamo di collegarci ad un calcolatore remoto utilizzando un modem connesso alla normale
rete telefonica (linea analogica, cioè non-ISDN)
Perché riusciamo a raggiungere solo modeste velocità di connessione (es. 56 Kbps)?
Il motivo sta nel fatto che il canale telefonico che collega i modem viene "filtrato" nelle centrali
telefoniche d'ingresso: questo causa l'impossibilità a raggiungere velocità elevate
Modem
Filtro
linea analogica
Centrale di
accesso
Modem
Filtro
Rete Telefonica
Filtro
Modem
Centrale di
accesso
Filtro
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Modem
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Il problema della trasmissione dei dati
Uso dei modem con linee telefoniche ISDN
Nel caso di connessione ad una linea ISDN, la linea telefonica è in grado di ricevere direttamente
un segnale digitale (cioè dei bit)
Il modem esiste sempre, ma svolge solo alcune funzioni rispetto a prima (chiamata, ecc.)
La velocità con cui si trasmette sulla linea è imposta dalla linea stessa (per esempio una linea
ISDN "pulsa" a 64.000 bps)
entrambi i segnali sono di questo tipo, ma con caratteristiche diverse
(il segnale il rosso ha caratteristiche tali da poter essere trasferito sulla tratta che porta in Centrale)
Modem
linea ISDN
Centrale di
accesso
Modem
Rete Telefonica
Modem
Centrale di
accesso
Modem
L'esempio del collegamento ad Internet attraverso le
linee telefoniche analogiche (PSTN)
La rete telefonica viene utilizzata per creare il canale di trasmissione che connette il nostro PC di
casa al primo nodo di Internet (il nodo dell'ISP)
Al fine di permettere più collegamenti contemporanei, sul nodo di accesso dell'ISP sono attestate
più linee
Linee PSTN
Internet
Modem
.........
Modem
Centrale di
accesso
Linee PSTN
Rete Telefonica
Modem
Centrale di
accesso
Modem
Capitolo II
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15-16/21
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L'esempio del collegamento ad Internet attraverso le
linee telefoniche analogiche (PSTN)
La configurazione dei parametri del modem nel sistema operativo Win2000
L'esempio del collegamento ad Internet attraverso le
linee telefoniche analogiche (PSTN)
La configurazione dei parametri del modem nel sistema operativo Win2000 (cont.)
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17-18/21
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L'esempio del collegamento ad Internet attraverso le
linee telefoniche analogiche (PSTN)
La configurazione dei parametri del modem nel sistema operativo Win2000 (cont.)
Da non modificare (in genere
vanno bene così)
L'esempio del collegamento ad Internet attraverso le
linee telefoniche ISDN
Nel caso di accesso ad Internet tramite linee ISDN l'unica variazione ripetto allo schema
precedente riguarda la tipologia della linea d'accesso
Normalmente una linea ISDN permette una velocità di collegamento superiore rispetto a quanto
permesso da una linea analogica
Linea ISDN: 64.000 bit/s
Linea PSTN: 56.000 bit/s (valore tipico)
Linee ISDN
Internet
Modem
.........
Modem
Centrale di
accesso
Linea ISDN
Rete Telefonica
Modem
Centrale di
accesso
Modem
Capitolo II
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19-20/21
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RETI TELEMATICHE / RETI DI CALCOLO
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Collegamenti ad Internet attraverso le linee ADSL
La caratteristica dei collegamenti ad Internet via ADSL sta nel fatto che sul cavo fisico (il cavo
telefonico) che connette l'utente alla centrale vengono "ricavati" 2 distinti canali di trasmissione,
utilizzati l'uno per Internet e l'altro per le conversazioni telefoniche
Verso il Provider
Internet
Verso la rete telefonica
Rete Telefonica
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Servizi di comunicazione geografici
Modem
ADSL
separatore
Centrale di
accesso
21-22/21
Linea telefonica
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