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Telefonia ed evoluzioni. Contenuti Telefonia cellulare Introduzione Elementi di telefonia GSM.

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Presentazione sul tema: "Telefonia ed evoluzioni. Contenuti Telefonia cellulare Introduzione Elementi di telefonia GSM."— Transcript della presentazione:

1 Telefonia ed evoluzioni

2 Contenuti Telefonia cellulare Introduzione Elementi di telefonia GSM

3 Contenuti Introduzione Evoluzione delle reti telefoniche Uno sguardo al mercato Il segnale vocale e le tecniche di codifica numerica della voce: da PCM a CELP

4 Contenuti Elementi di telefonia Segnalazione (SS7) Instradamento

5 Contenuti Telefonia cellulare Generalità sulle reti cellulari Le generazioni della telefonia mobile Il canale radiomobile; codifica e modulazione

6 Contenuti GSM Architettura Terminali mobili, BTS, BSC, MSC, HLR, VLR, AuC Canali fisici Canali logici Autenticazione e cifratura

7 Contenuti GSM Registrazione, roaming e location update Chiamata da e verso terminale mobile Handover Trasmissione di dati: GPRS

8 Evoluzione delle reti telefoniche Evoluzione delle reti telefoniche 1876: brevetto del telefono di Bell Trasmissione analogica e commutazione manuale Architettura di rete non gerarchica Fine 800 – inizio 900:

9 Evoluzione delle reti telefoniche Evoluzione delle reti telefoniche 1891: brevetto del selettore Strowger 1895: esperimenti di Marconi 1894: prima centrale elettromeccanica Fine 800 – inizio 900:

10 Telefoni inizio 900

11

12 Posto operatore

13 Centrale telefonica; New York 1910

14 Cablaggi su pali

15 Selettore Strowger

16

17 Centrale Strowger NO

18 Evoluzione delle reti telefoniche Evoluzione delle reti telefoniche Autocommutatori elettromeccanici (1938: relè) Prima teleselezione (coinvolge più centrali) Anni 40 e 50:

19 Evoluzione delle reti telefoniche Evoluzione delle reti telefoniche Introduzione della trasmissione e della commutazione numerica PCM (Pulse Code Modulation) Anni 60:

20 Evoluzione delle reti telefoniche Evoluzione delle reti telefoniche Elaboratori elettronici per il controllo delle centrali (programma registrato) Anni 60: 1965: prima centrale elettronica (Saccasunna - USA - ESS1)

21 Operatrici telefoniche

22 Crossbar

23 Crossbar

24 ESS – 1 Console

25 Evoluzione delle reti telefoniche Evoluzione delle reti telefoniche Diffusione delle reti PCM Introduzione dei sistemi di segnalazione a canale comune (SS7) Anni 70:

26 Evoluzione delle reti telefoniche Evoluzione delle reti telefoniche 1975: prima centrale interamente elettronica (Chicago - ESS4) Anni 70:

27 Evoluzione delle reti telefoniche Evoluzione delle reti telefoniche Definizione e prime installazioni di ISDN (Integrated Services Digital Network) Anni 80: Completamento (??) della IDN (Integrated Digital Network)

28 Evoluzione delle reti telefoniche Evoluzione delle reti telefoniche Diffusione delle reti cellulari analogiche Anni 80:

29 Evoluzione delle reti telefoniche Evoluzione delle reti telefoniche Diffusione (??) di ISDN Anni 90: Introduzione delle reti intelligenti

30 Evoluzione delle reti telefoniche Evoluzione delle reti telefoniche Anni 90: Definizione della Broadband- ISDN (ATM) Diffusione delle reti cellulari numeriche

31 Evoluzione delle reti telefoniche Evoluzione delle reti telefoniche 2000: Trasporto della voce su reti a pacchetto (Internet telephony) Reti cellulari a commutazione di pacchetto (GPRS) e a larga banda (UMTS)

32 Centrale ISDN

33 Il telefono di Bell Fino alla metà degli anni 60 il telefono è rimasto sostanzialmente uguale al brevetto di Bell; ancora oggi i telefoni analogici sono molto simili Fino alla metà degli anni 60 il telefono è rimasto sostanzialmente uguale al brevetto di Bell; ancora oggi i telefoni analogici sono molto simili

34 Il telefono di Bell Alexander Graham Bell depositò il brevetto il 14 febbraio qualche ora prima di Elisha Gray...mentre Meucci sperimentava un sistema analogo

35 Il telefono di Meucci

36 Il telefono di Bell Il 10 marzo 1876 Bell presenta il primo telefono funzionante Il 10 marzo 1876 Bell presenta il primo telefono funzionante

37 Il telefono di Meucci

38 un microfono (trasmettitore) Il telefono di Bell un altoparlante (ricevitore) Comprende

39 Il telefono di Bell trasmettitoretrasmettitore ricevitorericevitore Collegati da un circuito elettrico con una batteria in serie Collegati da un circuito elettrico con una batteria in serie

40 trasmettitoretrasmettitore ricevitorericevitore Il telefono di Bell Il trasmettitore è una resistenza variabile che trasforma le onde di pressione sonore in un segnale elettrico

41 Il telefono di Bell trasmettitoretrasmettitore ricevitorericevitore Il ricevitore opera la trasformazione inversa, vibrando al variare della corrente

42 Attivazione e selezione selettoreselettore alla centrale alla centrale interruttore di linea interruttore di linea La linea viene attivata sganciando il micro-telefono, che chiude linterruttore di linea La linea viene attivata sganciando il micro-telefono, che chiude linterruttore di linea

43 Attivazione e selezione Il selettore (disco o tastiera) è inserito in serie al circuito del telefono Il selettore (disco o tastiera) è inserito in serie al circuito del telefono selettoreselettore alla centrale alla centrale interruttore di linea interruttore di linea

44 Schema a blocchi complessivo alla centrale alla centrale conversione2/4 e circuito anti-eco selettore interruttore di linea suoneria

45 La centrale e il local loop centrale di attestazione local loop batteria di alimentazione a 48 V batteria di alimentazione a 48 V sensore di sgancio sensore di sgancio Alla forchetta, al convertitore A/D e ai sistemi di commutazione Alla forchetta, al convertitore A/D e ai sistemi di commutazione trasform. di linea trasform. di linea

46 La centrale e il local loop Il sensore di sgancio è un relè a induttanza che sente il passaggio della corrente di alimentazione e abilita la porta di ingresso in centrale dedicando un convertitore A/D e una posizione di commutazione alla linea attiva Il sensore di sgancio è un relè a induttanza che sente il passaggio della corrente di alimentazione e abilita la porta di ingresso in centrale dedicando un convertitore A/D e una posizione di commutazione alla linea attiva

47 Toni di centrale Squillo: Sinusoide a 20Hz, 75V rms, duty cycle [On/Off s - D.C.] ~1/1 La centrale invia diversi segnali allutente: La centrale invia diversi segnali allutente:

48 Toni di centrale Selezione: (350)+(440)Hz, tono continuo (USA) (440)+(480)Hz, D.C. complesso tu.. tuuu (EU) La centrale invia diversi segnali allutente: La centrale invia diversi segnali allutente:

49 Toni di centrale Linea disponibile: (440)+(480)Hz, D.C. 2/4 La centrale invia diversi segnali allutente: La centrale invia diversi segnali allutente:

50 Toni di centrale Linea occupata: (480)+(620)Hz, D.C. 0.5/0.5 La centrale invia diversi segnali allutente: La centrale invia diversi segnali allutente:

51 Toni di centrale Fascio occupato: (480)+(620)Hz, D.C. 0.25/0.25 La centrale invia diversi segnali allutente: La centrale invia diversi segnali allutente:

52 Filtri e banda fonica Il segnale analogico tra telefono e centrale locale viene filtrato tra 300 e 3400 Hz per consentire il passaggio della continua di alimentazione e limitare la banda passante del sistema Il segnale analogico tra telefono e centrale locale viene filtrato tra 300 e 3400 Hz per consentire il passaggio della continua di alimentazione e limitare la banda passante del sistema

53 Filtri e banda fonica Le centrali moderne convertono immediatamente il segnale in PCM f [Hz] banda fonica banda fonica

54 La rete telefonica fornisce connessioni bidirezionali e simmetriche tra coppie di utenti Il servizio base funziona secondo un modello di chiamata in 3 fasi: Fase di formazione (call setup) Fase di conversazione Fase di abbattimento Il servizio base funziona secondo un modello di chiamata in 3 fasi: Fase di formazione (call setup) Fase di conversazione Fase di abbattimento Il servizio base POTS ( Plain Old Telephony Service)

55 Una rete telefonica segnalazione trasmissione centraledicommutazione centraledicommutazione

56 Organizzazione gerarchica Il numero di livelli, la nomenclatura delle centrali e degli apparati variano da nazione a nazione. Riflettono sia le dimensioni del paese sia la storia della telefonia nella nazione

57 Organizzazione gerarchica centraleinternazionale centralelocale centralelocale centraleregionale centraleregionale centralenazionale centralenazionale

58 Lattuale rete telefonica oggi è sostanzialmente una IDN (Integrated Digital Network) Commutazione a circuito La rete PSTN ( Public Switched Telephone Network)

59 Trasmissione/commutazione numerica PCM Segnalazione a canale comune La rete PSTN

60 Il modello di riferimento Larchitettura è divisa in piano utente, piano di controllo (segnalazione) e piano di gestione (non visualizzato) Larchitettura è divisa in piano utente, piano di controllo (segnalazione) e piano di gestione (non visualizzato)

61 Il modello di riferimento bla... bla... bla protocolli di utente (PCM) (PCM) informazione di utente protocolli di segnalazione (SS#7) (SS#7) informazione di controllo

62 Informazione e controllo viaggiano separati centrale locale nodoPCM nodoSS#7 PCMSS#7 PCMSS#7 nodoSS#7 nodoPCM nodoPCM

63 Organizzazione (piano utente) Organizzazione (piano utente) Rete di accesso (da casa dellutente alla centrale locale) È tipicamente organizzato su 3 livelli:

64 Organizzazione (piano utente) Organizzazione (piano utente) Rete di giunzione (tra le centrali locali e il centro distrettuale – non necessariamente coincide con un prefisso telefonico) È tipicamente organizzato su 3 livelli:

65 Organizzazione (piano utente) Organizzazione (piano utente) Rete di lunga distanza (connette tra loro le centrali di gerarchia più elevata) È tipicamente organizzato su 3 livelli:

66 Architettura della rete centralelocale rete di accesso giunzione lunga distanza centraledistrettuale

67 Uno sguardo al mercato

68 Penetrazione cellulari vs. Internet Utenti Internet % Abbonati ai servizi cellulari % Germany France Spain Follower Digital Economies Follower Digital Economies Portugal Italy Austria Japan Switzerland Netherlands UK US Canada Finland Norway Sweden Denmark Wireless Internet Oriented Digital Economies Wireless Internet Oriented Digital Economies Fixed Internet Oriented Digital Economies Fixed Internet Oriented Digital Economies Advanced Digital Economies Advanced Digital Economies

69 Worldwide revenues – All services Service revenues (SN) $x $350 $300 $250 $200 $150 $100 $50 $ $ Simple Voice Rich Voice Location-Based Services Mobile Internet Access Multimedia Messaging Service Mobile Intranet/Extranet Access Customised Infotainment

70 Diffusione delle nuove tecnologie In milioni di unità e D% 2000/1999 Europa Mondo 14% 48.4% 77% PC Utenze cellulari Utenti Internet

71 Il mercato in Italia Valori in Miliardi di lire e in % TLC Fisse TLC Mobili 65.4% 34.6% % 60.2% % 43.5%

72 Wireless Penetration rates by Region, % 60.0 % 50.0 % 40.0 % 30.0 % 20.0 % 10.0 % 0.0 % West Europe North America East Europe Latin America Caribbean Middle East Asia Pacific Africa


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