Laboratorio Informatico:
RETI E INTERNET I
Laerte Sorini
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Lezione 03
Laboratorio Informatico: Reti e Internet I
Mezzi di Trasmissione
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
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Mezzi di Trasmissione
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
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Mezzi di Trasmissione
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
guaina
Perché intrecciare i fili ???
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Mezzi di Trasmissione
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

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Mezzi di Trasmissione
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
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Mezzi di Trasmissione
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
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Mezzi di Trasmissione
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)



Classe 5 (CAT 5):  100Mbps fino a 100m (poi rigenerati con
ripetitori)




cavi di qualità superiore
meno rumore
cavi di qualità superiore
meno rumore
poco più caro di CAT 4
CAT 1-5: descrizioni solo sui singoli conduttori
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Mezzi di Trasmissione
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
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Mezzi di Trasmissione
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
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Mezzi di Trasmissione
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)
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Mezzi di Trasmissione
Cavo Coassiale
maglia
metallica
connettore
schiuma
di
plastica
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Mezzi di Trasmissione
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)
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Mezzi di Trasmissione
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)
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Mezzi di Trasmissione
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)
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Mezzi di Trasmissione
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)
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Mezzi di Trasmissione
Fibra Ottica
Sottile filo di vetro (poco più di un capello)
attraversato da un impulso luminoso

sensore ottico
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Mezzi di Trasmissione
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)




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Mezzi di Trasmissione
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
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Mezzi di Trasmissione
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
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Mezzi di Trasmissione
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”
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Mezzi di Trasmissione
Frequenze delle onde elettromagnetiche
Le frequenze sono regolate
dagli organi governativi
e sottoposte (in alcuni casi)
ad aste per l’autorizzazione
alla trasmissione
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Mezzi di Trasmissione
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
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Mezzi di Trasmissione
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
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Mezzi di Trasmissione
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
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Mezzi di Trasmissione
Tipologie di sistemi satellitari
•Sistema satellitare a 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
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Mezzi di Trasmissione
interferenze?
Telefonia Mobile
• analogico (TACS)
• digitale (GSM)
Perché “cellulare”?
R:Suddivisione del territorio
in cellule da 1 a 80 Km
antenna
della
cellula
(transceiver)
Mobile ID No.
canale di aggancio
centrale di
smistamento
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Mezzi di Trasmissione
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