Tecniche di modulazione
La linea telefonica trasporta un segnale analogico (segnale portante) che viene modulato in modo da trasportare uno 0 oppure un 1
Tecniche di modulazione del segnale portante: # Frequenza # Fase # Ampiezza Modulazione di frequenza
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Segnale digitale da trasmettere
Portante
Segnale modulato in frequenza
LE RETI DI COMUNICAZIONE
Rete (network). Una rete è un mezzo per trasferire informazione tra due o più dispositivi terminali ad essa collegati; può essere di 2 tipi: punto-punto e broadcast.
Rete punto-punto (point-to-point network). È composta da linee (link) e nodi (switch o router). Il collegamento tra due utenti della rete, richiede la definizione di un percorso (path o route), generalmente composto da più linee interconnesse. Ogni linea è ad uso esclusivo dei nodi che la terminano.
Rete broadcast (broadcast network) Un unico canale di comunicazione è condiviso da tutti gli utenti della rete; è necessario stabilire un meccanismo di contesa (ad accesso casuale oppure ordinato) per evitare che due o più utenti della rete tentino di trasmettere contemporaneamente, generando una “collisione”.
Poiché la linea broadcast collega tutti gli utenti, non occorre stabilire un percorso prima di effettuare una trasmissione: ogni messaggio inviato sulla rete è sempre “ascoltato” da tutti.
LE RETI DI COMUNICAZIONE
CdL Ingegneria Gestionale n.o. Anno Accademico 2007/08 Fondamenti di Informatica – corso B Giacomo Piscitelli pag. 11/32
Dispositivo terminale (end-system) Detto anche host, la cui funzione è quella di eseguire un’applicazione oppure un servizio utile all’utente. Un end-system può essere un telefono oppure un PC, una stazione di videoconferenza, un apparecchio TV, un call center o altro ancora.
Nodo (switch o router) Se la rete non è di grandi dimensioni, essa può essere realizzata con l’uso di un mezzo broadcast, come ad esempio un bus condiviso (Rete broadcast). Quando la distanza tra gli utenti è dell’ordine delle decine di chilometri, ci si deve affidare a dei collegamenti punto-punto. Con N utenti, si può realizzare una mesh completa, cioè N(N-1)/2 linee che collegano direttamente tutti a tutti. Ma, se N è grande, è meno dispendioso connettere gli utenti ad una rete commutata (N linee), composta da linee e nodi.
(a) mesh (b) rete commutata.
Un nodo è un dispositivo di commutazione (switch) quando è chiamato a svolgere, su ogni unità informativa che lo attraversa, solamente un’operazione di commutazione prestabilita; quando invece il percorso delle unità informative viene determinato mentre la trasmissione è in corso, la denominazione più corretta è quella di router.
LE RETI DI COMUNICAZIONE
Le reti sono architetture informatiche composte da più nodi elaborativi tra loro interconnessi per lo scambio di servizi e di dati. Il singolo utilizzatore, può usufruire dei servizi offerti dalla rete, quali: ! Email ! Forum ! Consultazione cataloghi ! Teleconferenza ! Motori di ricerca
Classificazione per scala delle reti.
LE RETI DI COMUNICAZIONE
Le reti di trasmissione
Reti Locali o LAN (Local Area Network) Essendo la dimensione limitata (tra 1 m e 1 Km), è noto a priori il tempo di trasmissione nel caso peggiore; in genere adottano tecnologia trasmissiva broadcast. Velocità di trasmissione tipiche sono da 10 a 100 Mbps, con basso ritardo di propagazione del segnale da un capo all’altro del canale (qualche decina di microsecondi) e basso tasso di errore. Le LAN hanno in genere un topologia ben definita, bus o ring. Esempi di LAN: Ethernet.
Reti Metropolitane o MAN (Metropolitan Area Network) La distanza tra gli end-system, posti ad esempio in una stessa città o quartiere, è dell’ordine di 10 km. Le reti metropolitane sono generalmente pubbliche.
LE RETI DI COMUNICAZIONE
Le reti di trasmissione
Reti Geografiche o WAN (Wide Area Network) La distanza varia tra i 100÷1000 km, con una rete che copre ad esempio un’intera nazione o continente. Oltre ai mezzi trasmissivi posati a terra, costituiti da cavi fisici, le reti WAN possono utilizzare il satellite o i ponti radio. Esempi di reti geografiche sono: la rete telefonica pubblica (PSTN), le reti X.25 e Frame-Relay, progettate per la trasmissione dati, le reti ISDN e ATM, concepite invece per offrire servizi multipli.
Internet E’ un’interconnesione di due o più reti, con distanze coperte anche dell’ordine di 10000 km. Internet ne è un esempio. Essa è una federazione di reti (una inter-net, per l’appunto), che condividono un insieme di protocolli (o protocol suite), noti come TCP/IP.
LE RETI DI COMUNICAZIONE
CdL Ingegneria Gestionale n.o. Anno Accademico 2007/08 Fondamenti di Informatica – corso B Giacomo Piscitelli pag. 15/32
Topologie delle reti
$ bus, $ stella, $ anello, $ albero, $ mesh completa, $ mesh,irregolare.
Le topologie regolari sono tipiche delle LAN, le irregolari delle WAN.
TECNICHE DI COMMUTAZIONE
Tecniche di Commutazione (Switching)
Le tecniche di commutazione sono di 3 tipi: di circuito, di messaggio e di pacchetto; in particolare, nella commutazione di pacchetto è possibile distinguere tra 2 differenti approcci, a datagramma e a circuito virtuale.
Commutazione di circuito Le linee commutate, cioè le normali linee telefoniche, sono state basate per lungo tempo su tale tecnica di commutazione. Le prime centrali telefoniche funzionavano manualmente: le operatrici collegavano a richiesta la linea dell’utente che effettuava la chiamata con l’utente desiderato. Con le centrali automatiche, la stessa operazione svolta da dispositivi elettromeccanici comandati dal combinatore telefonico dell’apparecchio dell’utente (il disco dei vecchi modelli di telefono), viene svolta da dispositivi elettronici. La commutazione di circuito crea quindi un vero collegamento fisico tra i due utenti, ed esso resta stabile e riservato a loro per tutta la durata della comunicazione. La commutazione di circuito prevede tre fasi distinte: ! attivazione del circuito, in cui si stabilisce la connessione fisica fra l’unità chiamante e l’unità chiamata; nella comunicazione telefonica corrisponde all’attivazione del numero e all’attesa che il numero chiamato risponda ! utilizzo del canale trasmissivo, in cui i dati possono essere trasmessi senza necessità di particolari controlli; nella comunicazione telefonica è la parte di comunicazione tra due interlocutori ! svincolo, in cui la connessione viene chiusa; nella chiamata telefonica corrisponde a rimettere nella sede il ricevitore del telefono con la riattivazione del servizio da parte della centrale telefonica.
TECNICHE DI COMMUTAZIONE
Commutazione di messaggio
La trasmissione non richiede una preliminare fase di set up: non appena un utente ha un messaggio da spedire lo invia al nodo più vicino. Presso il nodo il messaggio viene processato con una tecnica detta “store-and-forward”: viene prima completamente memorizzato (store), poi ispezionato per individuare la sua destinazione ed infine inoltrato (forward) al nodo successivo non appena la linea d’uscita necessaria si rende disponibile. La struttura dei messaggi dipende dallo standard utilizzato ma è possibile dare una descrizione generale:
Poiché non c’è limite alla dimensione del messaggio, questa tecnica richiederebbe delle memorie di massa presso ogni nodo della rete; inoltre, un lungo messaggio potrebbe impegnare una linea tra due nodi anche per minuti. Per questo la commutazione di messaggio non è vantaggiosa: la tecnica storeand-forward è efficiente solo se i messaggi vengono frammentati in piccole unità informative.
Fine messaggio Caratteri di controllo Dati da inviare
Destinatario Mittente Inizio messaggio
Introduzione Parte utile del messaggio
Sequenza di controllo
Fine messaggio Caratteri di controllo Dati da inviare
Destinatario Mittente Inizio messaggio
Introduzione Parte utile del messaggio
Sequenza di controllo
TECNICHE DI COMMUTAZIONE
Commutazione di pacchetto
E’ un’evoluzione della commutazione di messaggio, essendo anch’essa basata sulla tecnica store-and-forward; la differenza sostanziale è nella dimensione delle unità informative che circolano nella rete: un messaggio viene infatti suddiviso (prima della trasmissione) in piccole unità informative (ad esempio 1500 byte) dette pacchetti (packets).
Ogni pacchetto contiene un’intestazione (header), seguita dai dati utili (carico o payload). Nell’intestazione sono specificati l’indirizzo del mittente e l’indirizzo del destinatario, oltre ad un numero progressivo attribuito al pacchetto specifico. Questi attributi permettono al pacchetto di essere svincolato dal percorso fisico dei dati perché, se anche i pacchetti di una stessa sequenza facessero percorsi diversi per giungere a destinazione, il destinatario avrebbe comunque gli elementi per ricostruire la sequenza.
Il funzionamento è simile a quello della commutazione di messaggio: appena un end-system è pronto per la trasmissione, invia il primo pacchetto al nodo più vicino; quest’ultimo memorizza il pacchetto temporaneamente (store), decide su quale linea d’uscita inoltrarlo ed infine lo incoda su quella linea. Non appena la linea è libera il pacchetto viene trasmesso (forward).
TECNICHE DI COMMUTAZIONE
ARTICOLO:
Giacomo Piscitelli – Fondamenti di Informatica 2007/08
Corso operatore informatica 