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Reti ISDN. RETI ISDN Acronimo di Integrated Services Digital Network (Rete Numerica Integrata nei Servizi). Sono previste due diverse modalità: narrowband.

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Presentazione sul tema: "Reti ISDN. RETI ISDN Acronimo di Integrated Services Digital Network (Rete Numerica Integrata nei Servizi). Sono previste due diverse modalità: narrowband."— Transcript della presentazione:

1 Reti ISDN

2 RETI ISDN Acronimo di Integrated Services Digital Network (Rete Numerica Integrata nei Servizi). Sono previste due diverse modalità: narrowband (N-ISDN) broadband (B-ISDN)

3 ISDN Acronimo di Integrated Services Digital Network La rete è integrata: fornisce agli utenti diversi tipi di servizio utilizzando le stesse risorse di rete.

4 ISDN Acronimo di Integrated Services Digital Network La rete è numerica: le informazioni sono trasferite in forma numerica, indipendentemente dalla loro origine, fino al terminale dutente.

5 ISDN definizione CCITT ISDN definizione CCITT E una rete che evolvendo dalla IDN telefonica è in grado di offrire una completa connettività numerica da utente a utente per la fornitura di unampia gamma di servizi, vocali e non vocali, ai quali è possibile accedere attraverso un insieme ristretto di interfacce utente-rete normalizzate.

6 Aspetti chiave alla base dellISDN Aspetti chiave alla base dellISDN la completa connettività numerica da utente a utente la capacità di fornire una molteplicità di servizi di telecomunicazione la normalizzazione di un ristretto numero di interfacce utente-rete

7 Caratteristiche principali di ISDN orientata alla connessione pubblica e/o privata numerica end-to-end sincrona offre servizi a circuito e pacchetto consente la coesistenza di diversi operatori sulla stessa rete in regime di concorrenza

8 Origine di ISDN ISDN nasce dallesigenza di estendere i servizi di TLC oltre la telefonia predisporre una rete uniforme e standardizzata fornire uninterfaccia utente semplice ed unificata per tutti i servizi

9 Evoluzione di ISDN ISDN si evolve dal 1980 al 1988 in ambito CCITT (ITU-T) standardizzata fra fine anni '70 ed inizio anni '90 offerta agli utenti a partire dalla fine anni '80

10 Servizi di ISDN allutente telefono fax terminale PBX telecontrollo interconnessione LAN

11 Integrazione dei vari servizi Per raggiungere una completa integrazione di trattamento dei vari servizi il passo essenziale è la normalizzazione di un numero limitato di interfacce utente-rete. Lo scopo è superare la situazione offerta dalle reti dedicate in cui laccesso a singoli servizi (o a limitati insiemi di questi) richiede interfacce diverse da rete a rete.

12 Struttura di trasmissione allinterfaccia utente- rete È organizzata in due tipi di flussi: Canale B - Bearer - 64 kb/s voce, dati, fax, video bassa risoluzione Canale D - Data - 16 kb/s (o 64 kb/s) segnalazione, dati, telecontrollo

13 Struttura di trasmissione allinterfaccia utente- rete In linea di principio un accesso ISDN è del tipo nB + mD con n ed m arbitrari. In pratica sono ammesse solo alcune combinazioni di m ed n.

14 Narrowband ISDN

15 N-ISDN Definisce alcune interfacce utente: BRI - Basic Rate Interface 2B + D PRI - Primary Rate Interface 30B + D (EU) 23B + D (USA)

16 Basic Rate Interface Utilizzata per utenza domestica o piccoli uffici. Mantiene la compatibilità con pre-esistenti impianti analogici per mezzo di adattatori. Distribuzione del segnale numerico per mezzo del cosiddetto S-bus.

17 Primary Rate Interface Utilizzata per utenza affari. Permette di raggruppare diversi canali B in un unico canale H. Sono stati normalizzati per ora i canali : H0 - 6B kb/s H B kb/s H B kb/s Questi ultimi due rappresentano le varianti del canale H1 : H11 per il Nord America e H12 per lEuropa H1 : H11 per il Nord America e H12 per lEuropa

18 Raggruppamenti funzionali Insiemi di dispositivi che eseguono una o più precise funzioni. Assimilabili alle entità del modello OSI. Identificati come: NT1, NT2 (Terminazioni di rete) TE1, TE2 (Apparecchio terminale) TA (Adattatore di terminale)

19 Punti di Riferimento Individuano le separazioni fra raggruppamenti funzionali. Assimilabili alle interfacce del modello OSI. Identificati come: R, S, T, U R è la delimitazione tra TE2 e TA S è la delimitazione tra TE1 e NT2 T è la delimitazione tra NT1 e NT2 U è la delimitazione tra NT1 e LT (Terminazione di linea)

20 Raggruppamenti Funzionali e Punti di Riferimento TE2TE1 TA NT2NT1 R UT SS S-bus In figura è indicata una configurazione di riferimento con cinque tipi Di gruppi funzionali e quattro tipi di punti di riferimento.

21 NT1 - Network Termination 1 TE2TE1 TA NT2NT1 R UT SS S-bus

22 NT1 - Network Termination 1 Confine fra utente e rete Controllato dal fornitore di servizio Espleta le funzioni del livello 1 del modello OSI Esegue monitoraggio della linea trasmissiva e segnala eventuali malfunzionamenti Multipla i canali dutente sul mezzo trasmissivo Risolve laccesso al canale in presenza di più canali logici multiplati a pacchetto

23 TE2TE1 TA NT2NT1 R UT SS NT2 - Network Termination 2 S-bus

24 NT2 - Network Termination 2 Dispositivo intelligente per gestione servizio o per estensione del servizio su rete privata Esempi: PBX, Bridge, Gateway, … Espleta funzioni del livello 1 e talvolta 2 e 3 dellOSI Può includere capacità di commutazione per gestione di reti private virtuali su ISDN

25 TE2TE1 TA NT2NT1 R UT SS TE1 - Terminal Equipment - type 1 S-bus

26 TE1 - Terminal Equipment - type 1 Terminale utente fornito di interfaccia ISDN Esempi: Telefono, Fax, Segreteria telefonica, … Più TE1 possono essere collegati allo stesso NT2 (in Italia fino ad 8 TE1) Il collegamento verso lo NT2 è fatto tramite un cavo a quattro fili (S-bus) Comprende funzioni appartenenti a tutti e sette gli strati del modello OSI

27 TE2TE1 TA NT2NT1 R UT SS TE2 - Terminal Equipment - type 2 S-bus

28 TE2 - Terminal Equipment - type 2 Terminale utente NON fornito di interfaccia ISDN Esempi: Telefono analogico, Fax analogico, terminali con RS-232, … Il collegamento verso lo S-bus è fatto tramite un adattatore (TA) In Italia si possono collegare fino a 2 telefoni analogici ad un S-bus

29 TE2TE1 TA NT2NT1 R UT SS TA - Terminal Adapter S-bus

30 TA - Terminal Adapter Adatta i terminali non ISDN ai servizi ISDN Fornisce le funzioni di livello OSI

31 TE2TE1 TA NT2NT1 R UT SS Punti di Riferimento S-bus

32 Punti di Riferimento R - Rate + +compatibile con raccomandazione X O V S - System + +compatibile con standard ISDN T - Terminal + +separa rete da estensione utente U - User + +NO standard ISDN - CONCORRENZA

33 (Raccomandazioni CCITT I.112 e I.211) (Raccomandazioni CCITT I.112 e I.211) Servizi di Telecomunicazione

34 Servizi di telecomunicazione: servizi portanti servizi portanti teleservizi teleservizi

35 Esempio: circuito diretto numerico punto - punto Servizio portante: un tipo di servizio di telecomunicazione che fornisce la possibilità di trasmissione di segnali tra interfacce utente - rete

36 Esempi: telefonia, telefax Teleservizio: un tipo di servizio di telecomunicazione che fornisce la completa possibilità di comunicazione tra utenti, includendo le funzioni degli apparati di utente, secondo protocolli concordati da gestori pubblici o privati

37 I servizi supplementari modificano o integrano uno o più servizi di base Possono essere offerti solo in associazione a un servizio di telecomunicazione di base Esempio: avviso di chiamata

38 Le reti di telecomunicazione possono essere dedicate ( un unico servizio) dedicate ( un unico servizio) integrate (una molteplicità di servizi) integrate (una molteplicità di servizi) + ISDN a banda stretta (narrowband ISDN o N - ISDN) (narrowband ISDN o N - ISDN) + ISDN a banda larga (broadband ISDN o B - ISDN) (broadband ISDN o B - ISDN)

39 Broadband ISDN

40 I servizi in B - ISDN: interattivi interattivi diffusivi diffusivi

41 I servizi in B - ISDN: interattivi (+ bidirezionali) interattivi (+ bidirezionali) - conversazionali - messaggistica - consultazione / reperimento diffusivi (+ unidirezionali) diffusivi (+ unidirezionali) - senza controllo di presentazione allutente allutente - con controllo di presentazione allutente allutente

42 I servizi interattivi conversazionali permettono la comunicazione con trasferimento di informazioni da estremo a estremo in tempo reale

43 I servizi interattivi conversazionali permettono la comunicazione con trasferimento di informazioni da estremo a estremo in tempo reale Il flusso di informazioni può essere: bidirezionale simmetrico bidirezionale simmetrico bidirezionale asimmetrico bidirezionale asimmetrico unidirezionale unidirezionale

44 I servizi interattivi conversazionali permettono la comunicazione con trasferimento di informazioni da estremo a estremo in tempo reale Il flusso di informazioni può essere: punto - punto punto - punto punto - multipunto punto - multipunto multipunto - multipunto multipunto - multipunto

45 I servizi interattivi conversazionali permettono la comunicazione con trasferimento di informazioni da estremo a estremo in tempo reale Esempi:VIDEO e SUONO - videotelefono - videoconferenza - videosorvegliana

46 I servizi interattivi conversazionali permettono la comunicazione con trasferimento di informazioni da estremo a estremo in tempo reale Esempi:DATI - trasferimento di file - interconnessione di calcolatori - interconnessione di LAN - controllo in tempo reale

47 I servizi interattivi conversazionali permettono la comunicazione con trasferimento di informazioni da estremo a estremo in tempo reale Esempi:DOCUMENTI - facsimile ad alta velocità - trasferimento di immagini ad alta risoluzione risoluzione

48 I servizi interattivi di messaggistica permettono la comunicazione da estremo a estremo tramite apparati per la memorizzazione di informazioni

49 Esempi: - VIDEO E SUONO - casella postale elettronica per immagini - casella postale elettronica per immagini in movimento e suono associato in movimento e suono associato - DOCUMENTI - casella postale elettronica per documenti - casella postale elettronica per documenti misti misti

50 I servizi interattivi di consultazione e reperimento permettono la consultazione e il reperimento di informazioni immagazzinate in centri di informazione di uso pubblico

51 Esempi: reperimento di immagini fisse reperimento di immagini fisse reperimento di immagini in movimento reperimento di immagini in movimento video on demand (VOD) video on demand (VOD) teledidattica teledidattica telesoftware telesoftware teleshopping teleshopping

52 I servizi diffusivi senza controllo di presentazione allutente permettono la diffusione di un flusso continuo di informazioni da una sorgente a un numero qualsiasi di ricevitori autorizzati collegati alla rete

53 Gli utenti NON POSSONO controllare linizio e lordine della presentazione delle informazioni I servizi diffusivi senza controllo di presentazione allutente permettono la diffusione di un flusso continuo di informazioni da una sorgente a un numero qualsiasi di ricevitori autorizzati collegati alla rete

54 Esempi: - diffusione di programmi TV, pay TV, HDTV - diffusione di programmi sonori - diffusione di documenti

55 I servizi diffusivi con controllo di presentazione allutente permettono la diffusione di un flusso continuo di informazioni da una sorgente a un numero qualsiasi di ricevitori autorizzati collegati alla rete

56 Le informazioni sono organizzate in sequenze di entità che si ripetono ciclicamente e gli utenti POSSONO controllare linizio e lordine della presentazione delle informazioni I servizi diffusivi con controllo di presentazione allutente permettono la diffusione di un flusso continuo di informazioni da una sorgente a un numero qualsiasi di ricevitori autorizzati collegati alla rete

57 Esempio: televideo ad alta velocità

58 Per il progetto di una rete si devono definire le caratteristiche secondo le quali le informazioni vengono emesse dalle sorgenti nellambito di un servizio di telecomunicazione

59 Sorgenti : - analogiche Sorgenti : - analogiche - numeriche - numeriche N.B. Durante la trasmissione i segnali vengono attenuati e si aggiunge il rumore; nel caso di segnali analogici si usano dei ripetitori che amplificano il segnale ricevuto per poi ritrasmetterlo amplificato. Il problema è che viene amplificato sia il segnale che il rumore. Nel caso di segnali digitali si usano dei rigeneratori per ricostruire lesatta sequenza di bit prima che il segnale degradi al punto da non distinguere un bit 1 da un bit 0.

60 Sorgenti numeriche a velocità costante a velocità costante a velocità variabile a velocità variabile

61 Sorgenti numeriche a velocità costante (CBR - continuous bit rate) a velocità costante (CBR - continuous bit rate) a velocità variabile (VBR - variable bit rate) a velocità variabile (VBR - variable bit rate)

62 Caratterizzazione sorgenti CBR sorgenti CBR - velocità (bit/s) - durata (s)

63 Caratterizzazione sorgenti VBR sorgenti VBR - velocità di picco (bit/s) - durata (s) - velocità media (bit/s) (o grado di intermittenza = (o grado di intermittenza = velocità di picco / velocità media)

64 Caratteristiche di alcuni servizi ora 1 min telemetria telemetria hi-fi audio video video video conferenza video conferenza dati ad alta velocità dati a bassa velocità facsimile facsimile voce videotelefonia durata collegamento [s] 1 velocità[bit/s] 1 kbit/s 1 Mbit/s

65 Caratteristiche di alcuni servizi SERVIZIO E[v(t)] B Voce32 kbit/s 2 Dati interattivi kbit/s 10 Trasferimento di file Mbit/s TV standard Mbit/s2 - 3 TV ad alta definizione Mbit/s1 - 2 Video telefonia di qualità ~ 2 Mbit/s 5 n.b. B larghezza di banda in khz

66 Indici di qualità ritardo (valor medio, percentile, ritardo (valor medio, percentile, tempo reale) tempo reale) velocità velocità probabilità di errore probabilità di errore probabilità di blocco probabilità di blocco Servizi diversi richiedono alla rete prestazioni diverse

67 Esempio: la telefonia ritardo massimo pari a qualche decimo ritardo massimo pari a qualche decimo di secondo - tempo reale di secondo - tempo reale velocità 64 kbit/s (o meno) velocità 64 kbit/s (o meno) probabilità di errore non superiore a probabilità di errore non superiore a qualche % qualche % probabilità di blocco bassa probabilità di blocco bassa

68 Esempio: la posta elettronica ritardo massimo fino a diversi minuti ritardo massimo fino a diversi minuti velocità bassa velocità bassa probabilità di errore trascurabile probabilità di errore trascurabile probabilità di blocco trascurabile probabilità di blocco trascurabile

69 Esempio: il video su richiesta ritardo massimo fino a qualche ritardo massimo fino a qualche secondo - tempo reale secondo - tempo reale velocità di decine di Mbit/s velocità di decine di Mbit/s probabilità di errore non superiore a probabilità di errore non superiore a qualche % qualche % probabilità di blocco molto bassa probabilità di blocco molto bassa

70 Caratteristiche di alcuni servizi (kilo stream) TIPO DI VELOCITA CONTROLLO RITARDO DISPONIBILITA CONTINUITA SERVIZIO DI TX DI ERRORE LIMITE VOCE FAX IMMAGINI VIDEO consegna continua per voce e video discontinua per il fax blocco < 100 ms nessuno possibile FEC da 9.6 a 64 kbit/s

71 Caratteristiche di alcuni servizi (kilo burst) TIPO DI VELOCITA CONTROLLO RITARDO DISPONIBILITA CONTINUITA SERVIZIO DI TX DI ERRORE LIMITE ELAB. TESTI DATI INTERATT. CONTROL. da 1.2 a 64 kbit/s ARQ qualche s senza blocco possibili ritardi consegna discontinua

72 Caratteristiche di alcuni servizi (mega stream) TIPO DI VELOCITA CONTROLLO RITARDO DISPONIBILITA CONTINUITA SERVIZIO DI TX DI ERRORE LIMITE VIDEO COMPR. IMMAGINI AD ALTA. RISOLUZ. da 2 a 8 Mbit/s possibile FEC < 100 ms s blocco blocco per ritardo consegna continua discontinua

73 Caratteristiche di alcuni servizi (mega burst) TIPO DI VELOCITA CONTROLLO RITARDO DISPONIBILITA CONTINUITA SERVIZIO DI TX DI ERRORE LIMITE ACCESSO DATA BASE FILE TRASF. consegna discontinua senza blocco possibili ritardi possibile FEC o ARQ alcuni s da 0,2 a 2 Mbit/s

74 Caratteristiche di alcuni servizi (giga stream) TIPO DI VELOCITA CONTROLLO RITARDO DISPONIBILITA CONTINUITA SERVIZIO DI TX DI ERRORE LIMITE VIDEO AD ALTA RISOLUZ. consegna continua blocco < 100 ms possibile FEC > 140 Mbit/s

75 Risorse di rete risorse di trasferimento risorse di trasferimento risorse di elaborazione risorse di elaborazione

76 Risorse di rete risorse di trasferimento risorse di trasferimento nei nodi e nei canali nei nodi e nei canali risorse di elaborazione risorse di elaborazione

77 Risorse di rete risorse di trasferimento risorse di trasferimento nei nodi e nei canali nei nodi e nei canali risorse di elaborazione risorse di elaborazione nei nodi nei nodi

78 Le risorse di trasferimento sono usate per trasferire informazioni da un punto a uno o più altri punti della rete

79 Le risorse di elaborazione sono usate per trattamento di chiamata trattamento di chiamata controllo del trasferimento di controllo del trasferimento di informazioni informazioni gestione della rete gestione della rete

80 Le risorse di rete possono essere indivise indivise condivise condivise

81 Le risorse di rete possono essere indivise indivise assegnate in modo permanente a una assegnate in modo permanente a una attività attività condivise condivise

82 Le risorse di rete possono essere indivise indivise assegnate in modo permanente a una assegnate in modo permanente a una attività attività condivise condivise utilizzabili da più attività (in tempi utilizzabili da più attività (in tempi distinti) distinti)

83 Esempio di risorse di rete indivise nella rete telefonica doppino dutente doppino dutente attacco dutente attacco dutente

84 Esempio di risorse di rete condivise nella rete telefonica linee di giunzione linee di giunzione processori per il trattamento di chiamata processori per il trattamento di chiamata

85 La disponibilità di risorse nella rete e le tecniche di allocazione delle risorse alle attività determinano la qualità del servizio fornito allutente

86 La disponibilità di risorse nella rete e le tecniche di allocazione delle risorse alle attività determinano la qualità del servizio fornito allutente

87 Lanalisi e il progetto di una rete di telecomunicazione si basano su modelli quantitativi che permettono di stimare la qualità del servizio fornito a partire da ipotesi relative alle risorse e alle attività

88 Problema di analisi: Date- richieste di servizio - risorse disponibili Determinare:- qualità del servizio

89 Problema di progetto: Date- richieste di servizio - qualità del servizio Determinare:- risorse necessarie

90 Servono modelli matematici per caratterizzare le richieste di servizio caratterizzare le richieste di servizio descrivere linterazione tra attività e descrivere linterazione tra attività e risorse risorse calcolare la qualità del servizio calcolare la qualità del servizio

91 Servono modelli matematici per caratterizzare le richieste di servizio caratterizzare le richieste di servizio descrivere linterazione tra attività e descrivere linterazione tra attività e risorse risorse calcolare la qualità del servizio calcolare la qualità del servizio

92 Servono modelli matematici per caratterizzare le richieste di servizio caratterizzare le richieste di servizio descrivere linterazione tra attività e descrivere linterazione tra attività e risorse risorse calcolare la qualità del servizio calcolare la qualità del servizio

93 Servono modelli matematici per caratterizzare le richieste di servizio caratterizzare le richieste di servizio descrivere linterazione tra attività e descrivere linterazione tra attività e risorse risorse calcolare la qualità del servizio calcolare la qualità del servizio

94 Traffico nelle reti di telecomunicazione La caratterizzazione delle richieste di servizio corrisponde alla definizione del traffico nella rete

95 La caratterizzazione delle richieste di servizio corrisponde alla definizione del traffico

96 La caratterizzazione delle richieste di servizio corrisponde alla definizione del traffico

97 La caratterizzazione delle richieste di servizio corrisponde alla definizione del traffico traffico di telecomunizazione traffico di telecomunizazione = = teletraffico teletraffico

98 Modelli di traffico istanti di richiesta di servizio istanti di richiesta di servizio durata di ciascun servizio richiesto durata di ciascun servizio richiesto

99 istanti di richiesta di servizio istanti di richiesta di servizio durata di ciascun servizio richiesto durata di ciascun servizio richiestotX X XX XX

100 istanti di richiesta di servizio istanti di richiesta di servizio durata di ciascun servizio richiesto durata di ciascun servizio richiesto t X X XX XX s(t) s1s1s1s1 s2s2s2s2 s3s3s3s3 s4s4s4s4 s5s5s5s5 s6s6s6s6

101 istanti di richiesta di servizio istanti di richiesta di servizio durata di ciascun servizio richiesto durata di ciascun servizio richiesto t X SiSiSiSi SiSiSiSi i i i i +

102 istanti di richiesta di servizio istanti di richiesta di servizio durata di ciascun servizio richiesto durata di ciascun servizio richiesto t X X X X X X s s

103 istanti di richiesta di servizio istanti di richiesta di servizio durata di ciascun servizio richiesto durata di ciascun servizio richiesto s1s1s1s1 s2s2s2s2 s3s3s3s3 s4s4s4s4 s5s5s5s5 s6s6s6s6 t

104 Si usano modelli probabilistici - successione degli istanti di arrivo processo stocastico processo stocastico - tempi di servizio t XXXXXX

105 Si usano modelli probabilistici - successione degli istanti di arrivo processo stocastico processo stocastico - tempi di servizio variabili casuali variabili casuali t X X XX X X s(t) s1s1s1s1 s2s2s2s2 s3s3s3s3 s4s4s4s4 s5s5s5s5 s6s6s6s6

106 La disciplina matematica su cui si basano la costruzione e la soluzione di modelli per lanalisi e il progetto di una rete di telecomunicazione prende il nome di TEORIA DEL TELETRAFFICO


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