La Rete Telefonica di Base A.Vailati

Architettura e modi di trasferimento Rete di commutazione FAX B C A Rete di accesso D Centrali di commutazione Canali trasmissivi

Architettura e modi di trasferimento RETE DI ACCESSO E’ l’insieme di infrastrutture necessarie per il colle-gamento degli utenti alle centrali. Tipi di infrastrutture utilizzati: cavi rame; fibre ottiche; ponti radio; apparati di multiplazione e/o concentrazione.

Architettura e modi di trasferimento RETE DI ACCESSO DI BASE I due fili (doppino telefonico) provenienti dal terminale telefonico di casa , attraverso il raccordo d’abbonato arrivano al distributore (box), e da questo, attraverso la Rete Secondaria, all’armadio di distribuzione, ed infine, da questo, attraverso la Rete Primaria si arriva al Permutatore di Centrale; Il collegamento d’utente termina nell’attacco d’utente situato nella centrale di commutazione.

Architettura e modi di trasferimento Rete Secondaria Rete Primaria Armadio di distribuzione Multiplex d’abbonato Box Centrale di Commutazione Cavo in rame o fibra ottica. Cavi in rame

Architettura e modi di trasferimento Centrale di commutazione Armadio di distribuzione Box 1 100 cp doppini di utente 2 400 cp 10 2400 cp 600 cp 10 cp verso altri distributori 100 cp 10 cp verso altri armadi Rete Primaria Rete Secondaria Punto di diramazione

Architettura e modi di trasferimento RETE DI ACCESSO: TECNOLOGIE Collegamenti: Cavi in rame (Rete Primaria e Secondaria); interrati o aerei (su palo) nella Rete Secondaria; sempre interrati nella Rete Primaria. Cavi in fibra ottica (solo sulla Rete Primaria in uscita dai Multiplex d’Abbonato ad elevata capacità (MPX1)); Collegamenti radio (es. nelle reti radiomobili). Multiplex d’abbonato a bassa capacità affascia 30 abbonati: collegamento in rame (cavo a 4 fili) a 2 Mbit/s verso la centrale. ad elevata capacità (MPX1) affascia 480 abbonati: collegamento in fibra ottica a 34 Mbit/s verso la centrale.

Architettura e modi di trasferimento RETE FISICA E RETE LOGICA Rete Fisica (Rete trasmissiva, Rete di trasporto) realizza il trasporto a livello fisico dei flussi di bit derivanti dalla codifica dell’informazione. Rete Logica (Rete Commutata) collega le risorse di rete per realizzare un cammino tra due utenti e le “svincola” per renderle disponibili ad altre chiamate.

Architettura e modi di trasferimento Canali trasmissivi Collegamento Fisico Collegamento Fisico cavo in rame cavo in fibra ottica collegamento radio (ponte radio, satellite)

Architettura e modi di trasferimento Collegamenti fisici E B Centrali di Commutazione Centrali Trasmissive

Architettura e modi di trasferimento La modalità operativa per trasferire l’informazione attraverso la rete è definita dal modo di trasferimento. Le componenti che caratterizzano un modo di trasfe-rimento sono: Multiplazione permette di la condivisione di un mezzo trasmissivo tra più utenti. Commutazione Permette di stabilire, su richiesta, il collegamento tra una linea di ingresso ed una di uscita di una centrale di commutazione. Protocolli Procedure che permettono di stabilire il collegamento tra due utenti.

Architettura e modi di trasferimento MODI DI TRASFERIMENTO: Multiplazione Sincrona flussi informativi strutturati in trame; indirizzamento basato sulla posizione delle Unità Informative (UI); allocazione di banda statica; tempi di attraversamento bassi e costanti; esempio: PCM (Pulse Code Modulation) canale 1 ... ... ... IT0 IT1 IT31 IT0 IT1 ... MUX C = 2.048 kbit/s canale 31

Architettura e modi di trasferimento MODI DI TRASFERIMENTO: Multiplazione Asincrona indirizzamento con etichetta; flussi informativi strutturati; delimitazione implicita delle UI; flussi informativi non strutturati; delimitazione esplicita delle UI; allocazione dinamica della banda; tempi di attraversamento più alti e variabili. Informazione Etichetta Inf. E Inf. E Inf. E Inf. E F Inf. E F F Inf. E F F Inf. E F

Architettura e modi di trasferimento MODI DI TRASFERIMENTO: Commutazione instradamento: è la funzionalità logico/decisionale che associa un ca-nale uscente dal nodo di commutazione ad un canale entrante, in funzione delle informazioni di controllo rice-vute e della conoscenza della topologia e dello stato della rete. attraversamento: è la funzionalità fisico/attuativa che effettua il trasfe-rimento delle Unità Informative dal canale entrante a quello uscente.

Architettura e modi di trasferimento MODI DI TRASFERIMENTO: Protocolli Architettura a strati (es. nel modello di riferimento OSI 7 livelli). Funzioni di protocollo svolte nei nodi della rete: controllo di flusso; controllo di errore; recupero di errore; controllo di sequenza; ...

Architettura e modi di trasferimento MODI DI TRASFERIMENTO A CIRCUITO permette di stabilire un collegamento fisico dedicato tra due utenti; usato soprattutto nelle reti telefoniche. A C B D

Architettura e modi di trasferimento MODI DI TRASFERIMENTO A CIRCUITO multiplazione sincrona; commutazione con connessione diretta; nei nodi solo funzioni protocollari di livello fisico sen-za alcuna manipolazione dei flussi informativi (senza controllo e recupero dell’errore); allocazione di banda statica con quantum di banda di 64 kbit/s; tempi di attraversamento della rete bassi e costanti durante la comunicazione; adatto per servizi isocroni a bit rate costante.

Architettura e modi di trasferimento PHY Strato 2 Utente Terminale utente Protocolli di livello superiore Strato 1 Strato 3 Utente Terminale utente Protocolli di livello superiore Strato 3 Strato 2 Strato 1 Strato 1 Strato 1 Strato 1 PHY Nodo di accesso Nodo di transito Nodo di accesso Architettura protocollare del modo di trasferimento a circuito

Architettura e modi di trasferimento MODO DI TRASFERIMENTO A PACCHETTO flusso informativo strutturato in Unità Informative (pacchetti); multiplazione asincrona; commutazione: può essere o no orientata alla connessione (circuito virtuale o datagram); basata sull’etichetta e di tipo store and forward. 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 . . . ... 01 ... 1011 11 ... 0010 11 ... 1110 + 11 ... 0010 10 ... 11 + = DATI INTESTAZIONE PACCHETTO

Architettura e modi di trasferimento NODO NODO NODO NODO Rete a Commutazione di Pacchetto

Architettura e modi di trasferimento MODO DI TRASFERIMENTO A PACCHETTO modalità di trasferimento orientata alla connessione: ad ogni richiesta di connessione la rete definisce un percorso (circuito virtuale) seguito da tutti i pacchetti della connessione; vantaggi: mantiene la sequenzialità dei pacchetti; svantaggi: maggiore carico di pacchetti di segnalazione e minore flessibilità nella gestione degli instradamenti. N N N N N N

Architettura e modi di trasferimento MODO DI TRASFERIMENTO A PACCHETTO modalità di trasferimento senza connessione: i pacchetti di una stessa connessione vengono trasferiti dalla rete in modo indipendente l’uno dall’altro (modalità datagram); svantaggi: non mantiene la sequenzialità dei pacchetti; vantaggi: minore carico di pacchetti di segnalazione e maggiore flessibilità nella gestione degli instradamenti. N N N N N N

Architettura e modi di trasferimento PHY Strato 2 Utente Terminale utente Protocolli di livello superiore Strato 1 Strato 3 Utente Terminale utente Protocolli di livello superiore Strato 3 Strato 1 Strato 2 Strato 3 Strato 3 Strato 3 Strato 2 Strato 2 Strato 2 Strato 1 Strato 1 Strato 1 PHY Nodo di accesso Nodo di transito Nodo di accesso Architettura protocollare del modo di trasferimento a pacchetto

Architettura e modi di trasferimento RETE DI SEGNALAZIONE realizza il colloquio tra i nodi di commutazione per la costruzione, l’impegno e lo svincolo del cammino tra la coppia di utenti; nelle reti moderne l’informazione di segnalazione viaggia su una rete a commutazione di pacchetto separata dalla rete logica (segnalazione a canale comune); i protocolli di segnalazione possono essere proprietari o standard (es. ITU N. 7).

Architettura e modi di trasferimento SSP SSP SSP Messaggio di Segnalazione STP SSP=Service Switching Point STP=Signal Transfer Point

La rete telefonica di base Stadio di Gruppo Urbano (SGU) Doppia via di collegamento verso la rete a lunga distanza Stadio di Linea (SL) MUX/ CONC MUX/ CONC Area di Commutazione

La rete telefonica di base Stadio di Gruppo di Transito (SGT) SGU Area Gateway

La rete di base A.Vailati

sottosistema di bakbone Area di utente Area di accesso = unità di calcolo = terminale sottosistema di bakbone = nodo del sottosistema di comunicazione Rete locale

Gerarchia Gateway Transito Transito Urbana Urbana Stadi di linea

Aree di centrale Area 1 Area 4 Transito Area2 Area 3

Area di commutazione Host Giunzioni Stadio di linea remoto

La rete NISDN e l’integrazione dell’accesso alle reti di diversi servizi TELEFONO NISDN PAK FAX G4 NISDN NT Base VIDEOTELEFONO Internet

La rete telefonica di base MOTIVAZIONI PER LA NUOVA STRUTTURA La riduzione dei costi trasmissivi (PCM su fibra ottica) e l’impiego diffuso della commutazione numerica suggeriscono una struttura con pochi ma grandi autocommutatori; la disponibilità di MUX e Concentratori permette di eliminare le piccole centrali locali; gli SGU rappresentano il naturale punto di interconnessione tra rete locale e rete a lunga distanza.

La rete telefonica di base POLITICHE DI INSTRADAMENTO Doppio collegamento per la via SGU-SGT con suddivisione del traffico a ripartizione di carico (“load sharing”) con mutuo trabocco; rete non gerarchica tra gli SGT; possibilità di instradamenti dinamici; impiego di prestazioni avanzate: crankback; circuit directionalization; trunk reservation.

La rete telefonica di base CONSISTENZA DELLA RETE 66 SGT (divisi in 33 aree gateway); ~ 630 SGU (50-60 mila utenti per SGU); ~ 6.000 aree di centrale servite da SL.

La rete telefonica di base NUOVO PIANO REGOLATORE (LUGLIO 1997) prevede nuovi gestori entranti nella telefonia resi-denziale e stabilIsce le regole per l’interconnessione alla rete pubblica attuale; definisce il nuovo assetto della rete: 1399 settori --> 696 aree locali; stabilisce criteri di numerazione e selezione: numerazione per servizio (a regime nel 2000); carrier selection; fornisce prestazioni come la portabilità del numero.

La rete telefonica di base AREA LOCALE Sostituisce un attuale settore telefonico; Raggruppa più settori attuali e coincide pratica-mente con l’attuale rete urbana; 696 aree rispetto a 1399 settori comporta una riduzione di circa il 50%; Vede applicata una tariffazione omogenea al suo interno.

Introduzione dell’intelligenza nella rete LE NUOVE ESIGENZE DEGLI UTENTI Servizi personalizzati, cioè ritagliati sulla base delle specifiche esigenze degli utenti; personalizzazione delle funzioni di controllo dei servizi da parte degli utenti (Customer Control); UBIQUITA' (profilo di utente non più rigidamente associato ad una specifica linea fisica).

Introduzione dell’intelligenza nella rete FILOSOFIA: la logica del servizio e il data base degli utenti sono concentrati su apparecchiature centralizzate: facilità di gestione; l'esecuzione del servizio e' distribuita: accesso/distribuzione capillare dei servizi.

Introduzione dell’intelligenza nella rete ESEMPIO DI SERVIZIO Supponiamo di dover fornire un servizio che permette ai sottoscrittori di essere chiamati da tutta Italia con un medesimo numero. Ad esempio un utente di MILANO, ora raggiunto con il numero 02-7654321, se chiamato da fuori del distretto di Milano, o con il numero 7654321 se chiamato dal distretto di Milano, potrebbe essere raggiunto da tutta Italia con il numero 167-5000.

Introduzione dell’intelligenza nella rete SOLUZIONE TECNICA Occorre predisporre delle tabelle in cui a ciascun numero del tipo 167-XXXX viene fatto corrispondere il numero di rete dell'utente che si vuole raggiungere; quando il chiamante compone un numero del tipo 167-XXXX occorrerà consultare queste tabelle, ricavare il numero di rete dell'utente e instradare la chiamata verso il numero così ricavato.

Introduzione dell’intelligenza nella rete DOVE ALLOCARE LE TABELLE Ipotesi 1: Tabelle in tutti gli autocommutatori: problema: l’introduzione di un nuovo Cliente comporta l’aggiornamento di più di 600 tabelle (negli SGU); Ipotesi 2: Tabelle solo in alcuni autocommutatori: problema: maggiore complessità nella gestione degli instradamenti.

Introduzione dell’intelligenza nella rete Service Switching Point SSP SGU Rete di Segnalazione a Canale Comune SCP SMS Service Control Point Service Management System

Introduzione dell’intelligenza nella rete AUTOCOMMUTATORI CON FUNZIONE SSP identificano la richiesta di un servizio di rete intelligente; interagiscono in segnalazione con il nodo SCP: inviando informazioni relative al lato chiamante: ricevendo gli ordini relativi alla logica del servizio configurato lato chiamato; finalizzano il collegamento telefonico in termini di: instradamento annunci tassazione documentazione

Introduzione dell’intelligenza nella rete NODI INTELLIGENTI (SCP) sono i centri di servizio in cui risiedono i programmi applicativi e il data base necessari per: la gestione dei processi di comunicazione con gli altri elementi della rete; l'espletamento dei servizi (traduzione codici, validazione, ecc.); la gestione delle condizioni di sovraccarico; l'effettuazione di misure di prestazioni e di traffico;

Introduzione dell’intelligenza nella rete 167-XX...X 06 -YY...Y SCP 167-XX...X 06 -YY...Y 06 -YY...Y SGU SGU 167-XX...X SGU 06 -YY...Y utente fornitore NUMERO VERDE

Introduzione dell’intelligenza nella rete 512 CLI3 698 531 CLI1 S P Rete Intelligente S P 0862-336 06-3688 654 SSP 455 724 011-228 CLI2 SCP 424 Numero telefonico Piano di Numerazione Privato PNP RETE PRIVATA VIRTUALE 507 Calling Line Identifier

Introduzione dell’intelligenza nella rete SERVIZI DI RETE INTELLIGENTE Reti Private Virtuali Numero Verde (167 - …) numero Unico (199 - …) Televoto (0878 - …) Servizi Audiotel (144/166 - …) Carta di Chiamata (Call It Omnia) Servizi UPT (Universal Personal Telecommunications) ...

Reti e servizi per mezzi mobili HLR AUC VLR “intelligenza” PSTN/ISDN VLR MSC MSC commutazione BSC BSC BSC BSC LA_i copertura BTS LA_k BTS BTS BTS accesso