Telefonia ed evoluzioni

Presentazione sul tema: "Telefonia ed evoluzioni"— Transcript della presentazione:

1 Telefonia ed evoluzioni

2 Contenuti Introduzione Elementi di telefonia Telefonia cellulare 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 Fine ‘800 – inizio ‘900:
1876: brevetto del telefono di Bell Trasmissione analogica e commutazione manuale Architettura di rete non gerarchica

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

10 Telefoni inizio ‘900

11 Telefoni inizio ‘900

12 Posto operatore

13 Centrale telefonica; New York 1910

14 Cablaggi su pali

15 Selettore Strowger

16 Selettore Strowger

17 Centrale Strowger NO

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

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

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

21 Operatrici telefoniche

22 Crossbar

23 Crossbar

24 ESS – 1 Console

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

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

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

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

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

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

31 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

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 The discovery of the transmission of the human voice by electricity was made while Meucci was applying electrotherapy to a patient suffering of rheumatisms in his head.  

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

37 Il telefono di Meucci

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

39 Collegati da un circuito elettrico con una batteria in serie
Il telefono di Bell trasmettitore ricevitore Collegati da un circuito elettrico con una batteria in serie

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

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

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

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

44 Schema a blocchi complessivo
alla centrale conversione 2/4 e circuito anti-eco selettore interruttore di linea suoneria

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

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”

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

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

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

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

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

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

53 Le centrali moderne convertono immediatamente il segnale in PCM
Filtri e banda fonica Le centrali moderne convertono immediatamente il segnale in PCM 300 f [Hz] banda fonica

54 Il servizio base POTS (Plain Old Telephony Service)
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

55 Una rete telefonica centrale di commutazione segnalazione trasmissione

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
centrale internazionale centrale nazionale centrale regionale centrale locale

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

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

60 L’architettura è divisa
Il modello di riferimento L’architettura 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) informazione di utente protocolli di segnalazione (SS#7) informazione di controllo

62 Informazione e controllo “viaggiano” separati
centrale locale nodo PCM SS#7

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

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

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

66 Architettura della rete
centrale locale rete di accesso giunzione lunga distanza distrettuale

67 Uno sguardo al mercato

68 Penetrazione cellulari vs. Internet
10 20 30 40 50 25 60 70 80 Finland Norway Sweden Denmark Advanced Digital Economies Wireless Internet Oriented Digital Economies Portugal Italy Austria Japan Switzerland Netherlands UK Abbonati ai servizi cellulari % Germany France Spain US Canada Follower Digital Economies Fixed Internet Oriented Digital Economies Utenti Internet %

69 Worldwide revenues – All services
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 $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 Service revenues (SN) $x1000

70 Diffusione delle nuove tecnologie
154 244 705 475 Europa Mondo 48.4% 14% 73 113 407 230 77% 78 92 375 329 In milioni di unità e D% 2000/1999 1999 2000 PC 1999 2000 Utenze cellulari 1999 2000 Utenti Internet

71 Valori in Miliardi di lire e in %
Il mercato in Italia Valori in Miliardi di lire e in % 65.4% 34.6% 55.250 1998 39.8% 60.2% 63.290 1999 56.5% 43.5% 71.450 2000 TLC Fisse TLC Mobili

72 Wireless Penetration rates by Region, 1999-2000
70.0% 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% 1990 1992 1994 1996 1998 2000 1991 1993 1995 1997 1999 West Europe North America East Europe Latin America Caribbean Middle East Asia Pacific Africa