Laboratorio Informatico: RETI E INTERNET I

1. Laboratorio Informatico:RETI E INTERNET I Laerte Sorini laerte@uniurb.it Lezione 03

2. Introduzione • Indispensabili per l’esistenza delle reti, sono spesso sottovalutati • mezzi fisici o guidati (conducted media) • doppino telefonico (twisted pair wire) • cavi coassiali • cavi in fibra ottica

3. Introduzione • Indispensabili per l’esistenza delle reti, sono spesso sottovalutati • mezzi irradiati o senza fili (wireless media) • microonde terrestri • satellitari • comunicazione personale • cercapersone • Infrarossi • radio cellulari • distribuzione multi canale e multipunto

4. guaina Doppino Telefonico Più vecchio, più semplice, più diffuso coppia di conduttori (fili) solitamente in matasse Quattro paia di fili, otto cavi intrecciati a due a due Perché intrecciare i fili ???

5.  Doppino Telefonico :: Due leggi fisiche • Una corrente che passa in un conduttore genera un campo magnetico attorno al filo • Un campo magnetico che trasla su un conduttore vi induce una corrente elettrica            

6. Doppino Telefonico :: Diafonia La corrente (o segnale) in un filo del doppino può produrre una corrente (o un segnale) indesiderata nell’altro filo diafonia massima quasi perpendicolari diafonia minima Ad es. interferenze con altre telefonate

7. Doppino Telefonico :: Classificazione ( in funzione dei materiali ) • Classe 1 (CAT 1): doppino telefonico standard,  9600bps per pochi Km. • rumore • attenuazione • errori di trasmissione • Classe 2 (CAT 2): linee telefoniche di qualità migliore (T-1, ISDN e nuove linee standard), 64Kbps–1.5440Mbps • rame migliore e isolante migliore • meno rumore • meno attenuazione

8. Doppino Telefonico :: Classificazione ( in funzione dei materiali ) • Classe 3 (CAT 3): per reti locali,  10Mbps fino a 100m (poi rigenerati con ripetitori) • Classe 4 (CAT 4): per reti locali,  20Mbps fino a 100m (poi rigenerati con ripetitori) • cavi di qualità superiore • meno rumore • Classe 5 (CAT 5):  100Mbps fino a 100m (poi rigenerati con ripetitori) • cavi di qualità superiore • meno rumore • poco più caro di CAT 4 • CAT 1-5: descrizioni solo sui singoli conduttori

9. Doppino Telefonico :: Classificazione ( in funzione dei materiali ) • Classe 5e:Simile a CAT 5:  100Mbps fino a 100m • Approvazione dello standard a fine 1999, con specifiche più dettagliate che riguardano: • quattro coppie di conduttori • i connettori (alle estremità) • i cavi di raccordo • altri componenti • Ci sono bozze per le classi 6 e 7

10. Doppino Telefonico :: Interferenze elettromagnetiche, schermatura I motori elettrici di una certa dimensione e luci fluorescenti generano interferenze elettromagnetiche, provocando disturbi nelle trasmissioni (distorsioni) Per proteggersi da tali interferenze possiamo schermare il doppino • doppino non schermato (Unshielded Twisted Pair) • doppino schermato (Shielded Twisted Pair) * * costa anche cinque volte più del non schermato

11. Doppino Telefonico :: Altre caratteristiche • Quando canalizzato in una condotta di ventilazione: guaina ignifuga e atossica il costo è doppio • Lo spessore dei conduttori è misurato in AWG (American Wire Gauge) • maggiore AWG minore spessore  maggiore resistenza  minore trasmissione • doppino standard 24 AWG • conduttori per illuminazione domestica 12-14AWG (più spessi)

12. Cavo Coassiale magliametallica connettore schiumadiplastica

13. Cavo Coassiale :: Caratteristiche • Proprietà schermanti • Ampio intervallo di frequenze • Impiego: • trasmissioni telefoniche a lunga distanza • grandi reti locali (LAN) • connessioni di terminali a mainframe • trasmissione di elevato numero di canali video • Distinguiamo due tecniche di trasmissione: • banda base (baseband coaxial technology) • banda larga (broadband coaxial technology)

14. Cavo Coassiale :: Banda Base • Segnali digitali su un solo canale di dati digitali • un tempo usato per connessioni all’hub (LAN) • 10Mbps fino a 1Km • oggi sostituito con doppini CAT 5 e fibra ottica • Cavo sottile ( 4mm)

15. Cavo Coassiale :: Banda Larga • Segnali analogici su più canali simultanei di dati • TV via cavo (es. 50 canali  6MHz = 300MHz) • capacità 500MHz di banda (simile a Mbps per ciascun canale nei doppini) • amplificazione ogni 4Km • Cavo spesso ( 6-10mm)

16. Cavo Coassiale :: Altre Caratteristiche • Il cavo coassiale viene classificato in Radio Guide (RG): • spessore del conduttore • spessore dello strato isolante • proprietà elettriche • Resistenza (Ohm) dei cavi coassiali: • differente taratura ohmmica è adeguata per diversi impieghi (Ohm [] = resistenza elettrica di un mezzo di trasmissione)

17. Fibra Ottica Sottile filo di vetro (poco più di un capello) attraversato da un impulso luminoso      fotodiodo fotorecettore sensore ottico

18. Fibra Ottica :: Caratteristiche • 10 Gbps per diversi km (100Gbps per 9000Km) • Immune alle interferenze elettromagnetiche(fotoni in supporto vetroso che non trasportano cariche elettriche) • Virtualmente impossibile da intercettare • basso rumore (solo rimbalzi nel filo di vetro) • Unidirezionali • Costo elevato dell’hardware (in calo)

19. Fibra Ottica :: Altre Caratteristiche Tendenze della radiazione luminosa attraversante un cavo in fibra ottica: a rimbalzare (riflessione) all’interno della fibra • a uscire (rifrazione) dalla fibra

20. Fibra Ottica :: Tipologie di trasmissione • Trasmissione unimodale (cavo 8.3/125) • fibra molto sottile (nucleo 8.3 micron, rivestimento 125 micron) • fonte (di luce) ben focalizzata (laser) • bassa riflessione e rifrazione • segnale molto veloce con bassa degradazione • Costosa • Trasmissione multimodale (cavo 62.5/125) • fibra più spessa (nucleo del cavo 62.5 micron) • fonte non focalizzata (LED) • costi contenuti • maggiore riflessione e rifrazione • segnale più lento

21. Mezzi Irradiati • Trasmissioni via etere, ossia attraverso onde o radiazioni elettromagnetiche: • onde radio (accelerazione di elettroni) • trasmissioni satellitari • luce da illuminazione (visibile) • raggi infrarossi • raggi X • raggi gamma () • Radiazioni elettromagnetiche: • “Energia propagata attraverso lo spazio e i solidi sottoforma di campi magnetici e elettrici”

22. Frequenze delle onde elettromagnetiche Le frequenze sono regolatedagli organi governativie sottoposte (in alcuni casi)ad aste per l’autorizzazionealla trasmissione

23. MicroOnde Terrestri • Trasmissione di frequenze 108–109 Hz tra due antenne terrestri • Le antenne si devono “vedere” (trasmissioni a vista) • non seguono la curvatura terrestre • non superano ostacoli • distanza intorno ai 50 Km • Gbps senza cavi • costi elevati • attenuazione del segnale con la distanza • diafonia con altri segnali • telecomunicazioni telefoniche e aziendali

24. MicroOnde Satellitari • Simili alle terrestri con due trasmissioni: • Terra-Satellite (uplink) • Satellite-Terra (downlink) • maggior distanza di trasmissione(fino a 1/3 della circonferenza terrestre) • Maggiore è la distanza Terra-satellite: • maggiore è il ritardo di propagazione • il satellite è più fermo sopra un punto della Terra • per il trasferimento di dati ad alta velocità e per lungo periodo

25. Classificazione dei sistemi Satellitari • Geostationary Earth Orbit (36000 Km) • fissi a lungo sulla verticale • emissioni televisive • meteorologia • spionaggio • telefonia marittima mobile • Middle Earth Orbit (1600-36000 Km) • Global Positioning System GPS • Low Earth Orbit (150-1500 Km) • posta elettronica • telefonia • spionaggio • rilevazioni a distanza • videoconferenze

26. Tipologie di sistemi satellitari • Sistema satellitarea vettore di massa: • tutte le frequenze per un unico utente • Sistema satellitare a stazioni terrestri condivise: • un stazione a Terra collegata a più utenti • assegnazione di frequenze diverse per ogni utente • impiego alterno delle diverse frequenze • Sistema satellitare a stazione terrestre a singolo utente • ogni utente ha una propria stazione a Terra

27. interferenze? antennadellacellula (transceiver) centrale di smistamento Mobile ID No. canale di aggancio Telefonia Mobile • analogico (TACS) • digitale (GSM) • Perché “cellulare”? • R:Suddivisione del territorio • in cellule da 1 a 80 Km

28. Tecniche di telefonia • Advanced Mobile Phone Service (AMPS): • analogico • condivisione a ripartizione delle frequenze • Personal Communications Systems (PCS): • digitale • tecnologie incompatibili • Time Division Multiple Access (TDMA), ripartizione del tempo • Code Division Multiple Access (CDMA), ripartizione del codice • Global System for Mobile (GSM), ripartizione del tempo • Digital-AMPS (D-AMPS): • digitale • condivisione a ripartizione delle frequenze • condivisione a ripartizione del tempo