Reti ISDN.

Presentazione sul tema: "Reti ISDN."— 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 d’utente.

5 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 un’ampia 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 dell’ISDN
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 dall’esigenza di estendere i servizi di TLC oltre la telefonia predisporre una rete uniforme e standardizzata fornire un’interfaccia 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 all’utente
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 l’accesso a singoli servizi (o a limitati insiemi di questi) richiede interfacce diverse da rete a rete.

12 Struttura di trasmissione all’interfaccia 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 nB + mD Struttura di trasmissione all’interfaccia 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 B + D PRI - Primary Rate Interface 30B + D (EU) B + 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 : H B 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 l’Europa

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
TE2 TE1 R TA T U S S NT2 NT1 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
TA T U S S NT2 NT1 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 d’utente sul mezzo trasmissivo Risolve l’accesso al canale in presenza di più canali logici multiplati a pacchetto

23 NT2 - Network Termination 2
TA T U S S NT2 NT1 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 dell’OSI Può includere capacità di commutazione per gestione di reti private virtuali su ISDN

25 TE1 - Terminal Equipment - type 1
TA T U S S NT2 NT1 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 TE2 - Terminal Equipment - type 2
TA T U S S NT2 NT1 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 TA - Terminal Adapter TE2 TE1 R TA T U S S NT2 NT1 S-bus

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

31 Punti di Riferimento TE2 TE1 R TA T U S S NT2 NT1 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 Servizi di Telecomunicazione
(Raccomandazioni CCITT I.112 e I.211)

34 Servizi di telecomunicazione:
servizi portanti teleservizi

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

36 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 Esempi: telefonia, telefax

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) integrate (una molteplicità di servizi) + ISDN a banda stretta (narrowband ISDN o N - ISDN) + ISDN a banda larga (broadband ISDN o B - ISDN)

39 Broadband ISDN

40 I servizi in B - ISDN: interattivi diffusivi

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

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 asimmetrico 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 - 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

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 in movimento e suono associato - DOCUMENTI - casella postale elettronica per documenti 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 in movimento video on demand (VOD) teledidattica telesoftware teleshopping

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

53 I servizi diffusivi senza controllo
di presentazione all’utente permettono la diffusione di un flusso continuo di informazioni da una sorgente a un numero qualsiasi di ricevitori autorizzati collegati alla rete Gli utenti NON POSSONO controllare l’inizio e l’ordine della presentazione delle informazioni

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

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

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

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 nell’ambito di un servizio di telecomunicazione

59 Sorgenti : - analogiche - 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 l’esatta 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 variabile

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

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

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

64 durata collegamento [s]
Caratteristiche di alcuni servizi 105 104 103 102 101 1 ora 1 min telemetria hi-fi audio video video conferenza dati ad alta velocità dati a bassa facsimile voce telefonia durata collegamento [s] 1 [bit/s] 1 kbit/s 1 Mbit/s

65 Caratteristiche di alcuni servizi
n.b. B larghezza di banda in khz SERVIZIO E[v(t)] B Voce kbit/s 2 Dati interattivi kbit/s 10 Trasferimento di file Mbit/s TV standard Mbit/s TV ad alta definizione Mbit/s 1 - 2 Video telefonia di qualità ~ 2 Mbit/s 5

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

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

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

69 Esempio: il video su richiesta
ritardo massimo fino a qualche secondo - tempo reale velocità di decine di Mbit/s probabilità di errore non superiore a qualche % 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 nessuno da 9.6 a 64 kbit/s < 100 ms blocco possibile FEC discontinua per il fax

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. senza blocco da 1.2 a 64 kbit/s qualche s ARQ consegna discontinua possibili ritardi

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. consegna continua < 100 ms blocco da 2 a 8 Mbit/s possibile FEC blocco per ritardo 1 - 2 s 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. senza blocco possibile FEC o ARQ da 0,2 a 2 Mbit/s consegna discontinua alcuni s possibili ritardi

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

75 Risorse di rete risorse di trasferimento risorse di elaborazione

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

77 Risorse di rete risorse di trasferimento nei nodi e nei canali risorse di elaborazione 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 controllo del trasferimento di informazioni gestione della rete

80 Le risorse di rete possono essere
indivise condivise

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

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

83 Esempio di risorse di rete indivise
nella rete telefonica doppino d’utente attacco d’utente

84 Esempio di risorse di rete condivise
nella rete telefonica linee di giunzione 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 all’utente

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

87 L’analisi 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 descrivere l’interazione tra attività e risorse calcolare la qualità del servizio

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

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

93 Servono modelli matematici per
caratterizzare le richieste di servizio descrivere l’interazione tra attività e risorse 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 = teletraffico La caratterizzazione delle richieste di
servizio corrisponde alla definizione del traffico traffico di telecomunizazione = teletraffico

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

99 t X t1 t2 t3 t4 t5 t6 istanti di richiesta di servizio
durata di ciascun servizio richiesto t X t t2 t3 t4 t t6

100 s(t) t X t1 t2 t3 t4 t5 t6 istanti di richiesta di servizio
durata di ciascun servizio richiesto t X t t2 t3 t4 t t6 s(t) s1 s2 s3 s4 s5 s6

101 ti ti Si X t istanti di richiesta di servizio
durata di ciascun servizio richiesto Si X t ti ti + Si

102 t2 t2 + s2 t1 t1 + s1 X X X X X X t istanti di richiesta di servizio
durata di ciascun servizio richiesto t t2 + s2 X X X X X X t t t1 + s1

103 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t istanti di richiesta di servizio
durata di ciascun servizio richiesto s2 s5 s1 s4 s6 s3 t t1 t t3 t4 t t6

104 t X t1 t2 t3 t4 t5 t6 Si usano modelli probabilistici
- successione degli istanti di arrivo processo stocastico - tempi di servizio t X t t2 t3 t4 t t6

105 t1 t2 t3 t4 t5 t6 s(t) t X Si usano modelli probabilistici
- successione degli istanti di arrivo processo stocastico - tempi di servizio variabili casuali t X t1 t t3 t4 t t6 s(t) s1 s2 s3 s4 s5 s6

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