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© 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 M ODULO 8 T IPOLOGIE DI R ETI E DI M EZZI TRASMISSIVI Tecnico delle attività di installazione, configurazione,

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1 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 M ODULO 8 T IPOLOGIE DI R ETI E DI M EZZI TRASMISSIVI Tecnico delle attività di installazione, configurazione, manutenzione e riparazione reti informatiche

2 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/ M ODULO S OMMARIO T IPOLOGIE DI R ETI E DI M EZZI TRASMISSIVI 2 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi Reti di computer Reti di computer Applicazioni delle reti Applicazioni delle reti Risvolti sociali delle reti Risvolti sociali delle reti Classificazione delle reti Classificazione delle reti Dispositivi di rete Dispositivi di rete Basi teoriche della comunicazione Basi teoriche della comunicazione Mezzi trasmissivi vincolati Mezzi trasmissivi vincolati Mezzi trasmissivi non vincolati Mezzi trasmissivi non vincolati

3 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Reti di computer Definizione Rete di computer Insieme di elaboratori (computer, host) interconnessi da una singola tecnologia per: comunicazione condivisione risorse 3 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

4 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Reti di computer Rappresentazione grafica Rappresentazione di una Rete di computer Grafo costituito da Nodi: i singoli host, computer o dispositivi elettronici connessi alla rete Archi: i mezzi fisici di trasmissione che consentono la comunicazione tra computer 4 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

5 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Applicazioni delle reti Ambiti di utilizzo I tipici ambiti di utilizzo delle reti odierne sono raggruppabili in tre categorie: Applicazioni aziendali Applicazioni domestiche Utenti mobili 5 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

6 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Applicazioni delle reti Ambiti di utilizzo Applicazioni aziendali Condivisione risorse: programmi, dispositivi ma soprattutto dati e informazioni Comunicazione e collaborazione: , VoIP, Audio/Video, Desktop condiviso E-Commerce: acquisto e vendita beni e servizi online Uso VPN (Virtual Private Network) per connettere reti locali situate in luoghi diversi in ununica rete 6 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

7 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Applicazioni delle reti Ambiti di utilizzo 7 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi Applicazioni domestiche Connessione a Internet: accesso a servizi e informazioni su rete globale Condivisione risorse locali: dispositivi e dati Comunicazione: , Messaggistica istantanea, Social Network, Wiki, Forum specialistici Intrattenimento: fruizione e distribuzione Audio/Video (MP3, IPTV, Streaming), Videogiochi in rete, Casino online

8 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Applicazioni delle reti Ambiti di utilizzo 8 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi Applicazioni domestiche E-Commerce: acquisto e vendita beni, aste Domotica: Monitoraggio e controllo remoto di dispositivi elettronici, elettrodomestici

9 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Applicazioni delle reti Ambiti di utilizzo 9 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi Utenti mobili Connessione a Internet: accesso a rete globale e suoi servizi, attraverso dispositivi portatili (mobili) e reti wireless In generale Wireless Mobilità: la tecnologia senza fili può essere usata anche da dispositivi fissi e dispositivi mobili possono comunicare anche via cavo! Telefonia cellulare: Comunicazione audio, SMS Smartphone: Connessione Internet, Utilizzo applicazioni in rete

10 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Applicazioni delle reti Ambiti di utilizzo 10 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi Utenti mobili GPS: Georeferenziazione applicata a servizi M-commerce: Pagamento tramite SMS o applicazione su smartphone per importi di piccola entità in negozi dotati di apposita tecnologia Reti di sensori: sensori su oggetti di uso comune che raccolgono e scambiano informazioni Wearable computer: computer da indossare che forniscono servizi su dispositivi miniaturizzati

11 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Risvolti sociali delle reti Tematiche Le reti di computer consentono pressochè a chiunque di distribuire contenuti di ogni genere e renderli disponibili in tempi brevissimi a una moltitudine di persone. Tale considerazione è valida soprattutto considerando lampia diffusione della rete globale Internet e dei suoi servizi: Siti, , Forum, Chat, Social network. Ciò ha determinato una serie di risvolti sociali e relative problematiche di non semplice risoluzione. 11 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

12 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Risvolti sociali delle reti Tematiche Opinioni personali Responsabilità degli operatori di rete o dellautore? Violazione diritti dautore Responsabilità dei programmi peer-to-peer, dei provider o di chi scarica materiale protetto da copyright? Politica dei provider di rete e della legislazione E lecito bloccare servizi potenzialmente utilizzabili per infrangere i diritti dautore? E lecito censurare opinioni scomode? E lecito bloccare laccesso di singoli utenti? 12 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

13 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Risvolti sociali delle reti Tematiche Sorveglianza / Traffico dati E lecito che i datori di lavoro o lo Stato controllino i contenuti di e Dati di dipendenti e cittadini? Diritto privacy: cookie, raccolta informazioni personali senza autorizzazione esplicita Informazioni non veritiere: pubblicazione di notizie (volutamente o inconsapevolmente) false Contenuti indesiderati: spam Contenuti dannosi: virus, malware Contenuti criminali: phishing, truffe 13 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

14 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Risvolti sociali Tematiche Distinzione utente umano/programma Come stabilire con certezza che laccesso a un servizio in rete è eseguito da un utente umano e non da un programma, magari a scopi malevoli? Scommesse e Casino online Sono eticamente corretti? Sono legali? Legislazioni differenti Ogni paese ha leggi diverse sulluso dei servizi di rete: come conciliarle? 14 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

15 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Modalità E possibile classificare le reti in diversi modi, tenendo conto di alcuni parametri: Per tecnologia di trasferimento dati Per modello di trasmissione dati Per topologia Per dimensione Per tipologia di commutazione 15 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

16 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per tecnologia di trasferimento Reti broadcast Comunicazione uno-tutti Reti multicast Comunicazione uno-molti Reti punto a punto (unicast) Comunicazione uno-uno 16 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

17 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per tecnologia di trasferimento Reti broadcast I dati inviati da un host sono ricevuti da tutti gli altri della rete, indistintamente. Lhost che riceve un dato può verificare se non è di sua pertinenza e scartarlo. 17 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

18 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per tecnologia di trasferimento Reti multicast I dati inviati da un host sono ricevuti da un sottoinsieme degli host della rete 18 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

19 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per tecnologia di trasferimento Reti punto a punto (unicast) La comunicazione avviene tra coppie di host: sorgente e destinazione. Possono esistere punti (dispositivi) intermedi di passaggio delle informazioni lungo il cammino. 19 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

20 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per modello di trasmissione Modello Client-Server Lhost Client richiede servizi, lhost Server li offre Modello Peer-to-Peer (P2P) Ogni host offre e riceve servizi in contemporanea 20 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

21 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per modello di trasmissione Modello Client-Server Tra due host in comunicazione sulla rete: Chi richiede servizi (dati, informazioni) è detto Client Chi offre servizi (dati, informazioni) è detto Server In un singolo istante ciascun host può agire da Client o da Server a seconda che richieda o offra servizi Nellaccezione più tipica un host è definito in generale Client o Server se nel suo uso tipico nel tempo agisce come fruitore o datore di servizi 21 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

22 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per modello di trasmissione Modello Peer-to-Peer (P2P) Due host comunicano in modo paritario sulla rete, inviando e ricevendo informazioni in contemporanea. In altri termini non è possibile, nel tempo, individuare tra i due un Client e un Server. 22 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

23 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per topologia Reti ad anello Reti a bus Reti a stella Grafo completo (Maglia) 23 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

24 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per topologia: ad anello Reti ad anello Gli host condividono un unico mezzo trasmissivo di forma circolare o sono collegati in serie ad anello. Linvio dei dati avviene generalmente in unico senso 24 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

25 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per topologia: a bus Reti a bus Gli host condividono un unico mezzo trasmissivo lineare (bus) con dispositivi terminatori agli estremi o sono collegati in serie lineare. 25 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

26 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Bus/Anello: uso e problemi Le topologie a bus e ad anello sono state utilizzate per realizzare fisicamentele prime LAN. Ogni host era collegato a un unico cavo di rame mediante un interfaccia di rete con spina a vampiro. Presentano un grosso svantaggio: se un host o uninterfaccia si guasta, la rete globale è inutilizzabile. 26 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

27 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per topologia: a stella Reti a stella Ogni host è collegato a un dispositivo concentratore (hub o switch nelle reti cablate, access point nelle reti wireless) che gestisce la comunicazione. 27 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

28 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Stella: uso e vantaggi La topologia a stella è oggi la più utilizzata fisicamente per costruire LAN. A differenza delle reti ad anello e bus, il concentratore centralizzato ha il vantaggio di garantire la funzionalità della rete anche in caso di guasto dei singoli host. 28 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

29 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per topologia: grafo completo Grafo completo (maglia) Ogni host è collegato direttamente a ciascun altro host della rete con un cavo (o altro canale trasmissivo) dedicato. 29 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi E la topologia migliore per prestazioni, ma rimane teorica (irrealizzabile per costi e limiti fisici) se il numero di host è maggiore di poche unità.

30 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Topologia: fisica, logica e astrazione Le topologie elencate sinora sono usate per classificare le reti sia in termini fisici che a livello logico. Alcune (ES: bus/anello) sono infatti obsolete nella realizzazione fisica, ma utili per spiegarne la logica di funzionamento in alcuni standard di comunicazione. Inoltre, se nei grafi utilizziamo i nodi per designare intere reti invece di singoli host, possiamo sfruttare i modelli topologici per descrivere a livello astratto la struttura generale di reti complesse (le cosiddette reti interconnesse). 30 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

31 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per dimensione PAN LAN MAN WAN Internetworking (internet) Internet 31 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

32 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per dimensione Introduciamo unimportante definizione preliminare: Rete = Host + Sottorete Host Dispositivi fisici di elaborazione (Computer) connessi alla rete. Sottorete Insieme delle linee di comunicazione e degli elementi di commutazione della rete (infrastruttura). 32 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

33 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per dimensione : PAN PAN Personal Area Network Rete personale di piccole dimensioni (pochi metri). Connette dispositivi tipicamente utilizzati e posseduti da un unico utente. Utilizza spesso collegamenti wireless (Bluetooth, IrDA…). 33 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

34 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per dimensione : LAN LAN Local Area Network Rete locale, di dimensioni contenute (stanza, laboratorio, singolo edificio). Utilizza solitamente una topologia a stella con hub o switch. Si interfaccia allesterno con un router. Se la rete esterna è analogica necessita per linterfaccia anche di un modem. In una LAN Host e Sottorete appartengono allo stesso proprietario. 34 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

35 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per dimensione : LAN Se la LAN utilizza mezzi trasmissivi wireless si chiama WLAN (Wireless LAN) e il concentratore prende il nome di Access Point. ES:Rete Domestica composta da PC e periferiche collegate tra loro da uno switch (mediante cavi) o un Access Point (connessione senza fili), connessa a Internet tramite ISP con un modem/router 35 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

36 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per dimensione : MAN MAN Metropolitan Area Network Rete metropolitana, delle dimensioni di una città. ES:Rete TV via cavo negli USA. Molte città statunitensi sfruttano ununica antenna perricevere i canali televisivi; i segnali A/V sono inviati via cavo alle singole abitazioni. Sulla stessa rete è possibile fornire servizi Internet sfruttando linfrastruttura preesistente. 36 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

37 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per dimensione : WAN WAN Wide Area Network Rete di ampie dimensioni (nazione, continente). In una WAN Host e Sottorete hanno proprietari diversi: la Sottorete è gestita da un provider, gli Host appartengono a privati o aziende. Se la WAN è gestita da un provider di servizi che fornisce connettività Internet ai clienti è detta anche Rete ISP. 37 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

38 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per dimensione : internet Internetworking (internet) Insieme generico di reti interconnesse. Se le reti utilizzano regole di comunicazione HW/SW (protocolli) differenti, è necessario un dispositivo intermedio detto gateway per adattarle. 38 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

39 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per dimensione : Internet Internet Interconnessione di WAN e Reti ISP a livello globale per fornire servizi specifici (WWW, … ) 39 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

40 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Gerarchia di reti E utile immaginare le varie PAN, LAN, MAN, WAN come una gerarchia di reti che, connettendosi tra loro a vari livelli mediante router e dispositivi intermedi, creano internet più grandi sino alla rete globale Internet. 40 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi LAN 1 LAN 2 LAN 3 WAN 1 MAN 1 WAN 2 PAN 1

41 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Gerarchia di reti Questo significa che la struttura portante (sottorete globale) di Internet è un insieme di mezzi trasmissivi e router a vari livelli gerarchici che veicolano i dati. 41 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

42 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per tipologia di commutazione Commutazione di circuito Circuito virtuale tra sorgente e destinatario Commutazione di pacchetto Pacchetti instradati singolarmente tramite router 42 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

43 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per tipologia di commutazione Commutazione di circuito Tra Sorgente e Destinatario è stabilito un percorso dati prefissato detto circuito virtuale. Tutte le comunicazioni seguono tale percorso. ES:Rete telefonica analogica PSTN. Tra chiamante e il ricevente si stabilisce, mediante le centrali di commutazione, un percorso fisico per la chiamata. 43 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

44 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Classificazione delle reti Per tipologia di commutazione Commutazione di pacchetto I dati inviati per la comunicazione sono scomposti in piccoli blocchi ordinati detti pacchetti. Ogni pacchetto è instradato separatamente e segue percorsi anche diversi attraverso router intermedi. I pacchetti possono giungere a destinazione anche in ordine diverso dallinvio; sono riassemblati dallhost ricevente nella sequenza originale. ES:Rete Internet 44 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

45 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Dispositivi di rete Principali dispositivi Riepiloghiamo i principali dispositivi di rete incontrati sinora e le loro caratteristiche: Host Generico dispositivo (computer) connesso a una rete Hub Dispositivo concentratore passivo connesso a n host. Inoltra i dati ricevuti da un host a tutti gli altri cui è collegato. Utilizzato nelle LAN; è oramai superato dagli switch. 45 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

46 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Dispositivi di rete Principali dispositivi Switch Concentratore intelligente connesso a n host. Inoltra i dati ricevuti da un host direttamente al solo host destinazione. Utilizzato nelle LAN. Router Dispositivo instradatore. Invia i pacchetti ricevuti al router successivo sul percorso ritenuto migliore per raggiungere la destinazione. Verifica dinamicamente la situazione della rete. Utilizzato da una rete per interfacciarsi allesterno. 46 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

47 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Dispositivi di rete Principali dispositivi Gateway Dispositivo intermedio di connessione tra reti con differenti tecnologie di comunicazione (protocolli). Modem Dispositivo di comunicazione tra una rete digitale e una analogica. Converte il segnale analogico in digitale e viceversa. 47 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

48 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Aspetti fondamentali Modello generale di comunicazione Segnali analogici e digitali Analisi di Fourier 48 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

49 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Modello di comunicazione Modello generale di comunicazione Descrive le entità coinvolte in una generica comunicazione: la Sorgente invia Informazione al Destinatario sfruttando un Canale (o Mezzo trasmissivo) sul quale è presente un Disturbo. 49 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi SorgenteDestinatario DISTURBO Canale Informazione

50 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Modello di comunicazione Modello generale di comunicazione E adatto a descrivere in generale qualunque forma di comunicazione. Nel caso di telecomunicazioni (comunicazioni a lunga distanza attuate con dispositivi elettronici) viene adattato per considerare le varie tecnologie di trasformazione dellinformazione attuate prima dellinvio e dopo la ricezione. Si giunge così al modello della pagina successiva. 50 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

51 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Modello di telecomunicazione Modello generale di telecomunicazione 51 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi Trasduttore Blocco Trasmittente Blocco Ricevente Sorgente Demodulazione Demodulatore Decodifica Decodificatore Demultiplazione Demultiplexer Destinatario Modulazione Modulatore Codifica Codificatore Multiplazione Multiplexer Attuatore Conversione ADC Conversione DAC DISTURBO Canale Informazione

52 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Segnali Segnale Informazione rappresentata mediante una grandezza fisica. Nelle telecomunicazioni si usano soprattutto: Segnali elettrici Segnali elettromagnetici Segnali ottici 52 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

53 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Segnali elettrici ed Elettricità Segnale elettrico Segnale che utilizza una grandezza elettrica (solitamente la tensione) per rappresentare linformazione Elettricità Insieme dei fenomeni fisici riguardanti le forze elettromagnetiche. Nelle telecomunicazioni si usa: Come Energia per il funzionamento dei dispositivi Come Segnale per veicolare linformazione 53 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

54 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Rappresentare un Segnale nel tempo Grafico tensione/tempo Rappresentazione della variazione di un segnale elettrico nel tempo. 54 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi v t Tensione V Tempo t

55 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Segnale Analogico Segnale analogico Segnale che può assumere infiniti valori nel tempo. Nei segnali elettrici è solitamente rappresentato da un onda. La sua forma più tipica è detta sinusoide: 55 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi v t Infiniti valori di tensione V

56 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Segnale Digitale Segnale digitale Segnale che assume nel tempo un numero finito (determinato) di valori. 56 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi v t Valori finiti di tensione V

57 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Segnale Binario Segnale binario Segnale digitale che assume nel tempo soltanto due valori, rappresentati logicamente da 0 (valore basso o Low) e 1 (valore alto o High). 57 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi v t 2 Valori di tensione V 0 1

58 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Segnale periodico Segnale periodico Segnale (Analogico o Digitale) che si ripete uguale nel tempo a un intervallo regolare detto periodo. La sinusoide è un tipico segnale periodico analogico. 58 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi v t Periodo

59 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Periodo, Frequenza Periodo T Intervallo di tempo nel quale un segnale periodico si esprime completamente. Si misura in secondi [s]. Frequenza f Numero di volte in cui un segnale si esprime completamente nellunità di tempo (secondo). Si misura in Hertz [Hz]. Periodo e frequenza sono inversamente proporzionali: 59 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

60 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Analisi di Fourier Teorema di Fourier Fourier dimostrò il seguente teorema, risultato di fondamentale importanza pratica nel campo delle telecomunicazioni: Ogni segnale periodico può essere scomposto nella somma di infinite sinusoidi a frequenze diverse, multiple intere di quella del segnale originario. Le sinusoidi che, sommate, ricostruiscono il segnale originario sono dette armoniche. 60 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

61 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Analisi di Fourier Teorema di Fourier generalizzato I segnali possono essere non periodici, ma nella pratica delle telecomunicazioni hanno sempre una durata finita nel tempo. Immaginiamo che un segnale non periodico di durata finita si ripeta allinfinito sempre uguale a se stesso: risulterà periodico di periodo pari alla sua durata. Con questo accorgimento il teorema di Fourier è applicabile a tutti i segnali. 61 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

62 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Analisi di Fourier Teorema di Fourier: interpretazione grafica 62 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi Segnale originario frequenza f = Armonica 1 frequenza f 1 Armonica 2 frequenza f 2 Armonica 3 frequenza f …

63 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Analisi di Fourier Analisi nel dominio della frequenza Applicando il Teorema di Fourier possiamo disegnare un diagramma delle armoniche in cui è scomposto ciascun segnale: nellasse orizzontale riportiamo le frequenze, nellasse verticale lampiezza di ciascuna armonica. La sua valutazione prende il nome di analisi nel dominio della frequenza. Linsieme delle componenti armoniche è detto spettro del segnale ed è virtualmente infinito. 63 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

64 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Analisi di Fourier Analisi nel dominio della frequenza 64 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi f A Armoniche Spettro f1f1 f2f2 f3f3 …

65 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Conseguenze dellAnalisi di Fourier Ogni segnale per la telecomunicazione deve essere analizzato nel tempo e nella frequenza Armoniche appartenenti a segnali diversi nello stesso spazio e nelle stesse frequenze creano interferenza Ogni mezzo trasmissivo taglia o filtra parte delle armoniche di un segnale 65 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

66 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Basi teoriche della comunicazione Conseguenze dellAnalisi di Fourier Posso approssimare un segnale eliminando alcune armoniche purchè non venga perso contenuto informativo, ovvero il destinatario lo sappia ricostruire correttamente Il mezzo trasmissivo e il rumore su esso distorcono e approssimano il segnale; ciò è inevitabile ma devo trovare il modo di ridurre al minimo la distorsione per non perdere il contenuto informativo. 66 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

67 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Mezzi trasmissivi vincolati Definizione 67 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi

68 © 2012 Giorgio Porcu – Aggiornamennto 12/10/2012 Mezzi trasmissivi non vincolati Definizione 68 Giorgio Porcu - Tipologie di Reti e di Mezzi trasmissivi


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