MEZZI DI TRASMISSIONE A GRANDE CAPACITA (1) I CAVI A COPPIE NON SONO IDONEI A TRASMETTERE IL SEGNALE VOCALE A DISTANZE MAGGIORI DI CIRCA 3 Km (diametro.

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1 MEZZI DI TRASMISSIONE A GRANDE CAPACITA (1) I CAVI A COPPIE NON SONO IDONEI A TRASMETTERE IL SEGNALE VOCALE A DISTANZE MAGGIORI DI CIRCA 3 Km (diametro del conduttore 4mm) o 6Km (diametro 6mm), SE NON CON OPPORTUNI COSTOSI ACCORGIMENTI I CAVI A COPPIE NON SONO IDONEI A TRASMETTERE IL SEGNALE VOCALE A DISTANZE MAGGIORI DI CIRCA 3 Km (diametro del conduttore 4mm) o 6Km (diametro 6mm), SE NON CON OPPORTUNI COSTOSI ACCORGIMENTI PER LA RETE DI GIUNZIONE ED ANCOR DI PIU PER LA RETE DI TRASMISSIONE A LUNGA DISTANZA, SI UTIZZANO ALTRI MEZZI TRASMISSIVI CHE ATTENUANO MENO I SEGNALI E SOPRATTUTTO CHE HANNO UNA MAGGIORE CAPACITÀ PER LA RETE DI GIUNZIONE ED ANCOR DI PIU PER LA RETE DI TRASMISSIONE A LUNGA DISTANZA, SI UTIZZANO ALTRI MEZZI TRASMISSIVI CHE ATTENUANO MENO I SEGNALI E SOPRATTUTTO CHE HANNO UNA MAGGIORE CAPACITÀ SI INTENDE PER CAPACITA LIDONEITA A TRASPORTARE UN NUMERO ELEVATO DI SEGNALI VOCALI O DI ALTRO TIPO OPPORTUNAMENTE AFFASCIATI E RESI COMPATIBILI CON LA CARATTERISTICHE DEL MEZZO TRASMISSIVO SI INTENDE PER CAPACITA LIDONEITA A TRASPORTARE UN NUMERO ELEVATO DI SEGNALI VOCALI O DI ALTRO TIPO OPPORTUNAMENTE AFFASCIATI E RESI COMPATIBILI CON LA CARATTERISTICHE DEL MEZZO TRASMISSIVO

2 MEZZI DI TRASMISSIONE A GRANDE CAPACITA (2) I Mezzi trasmissivi piu comunemente utilizzati nelle reti di trasporto, di giunzione, come anche nella rete di distribuzione primaria ed oggi fino alle sedi di alcuni utenti che richiedono capacita elevate sono: I Mezzi trasmissivi piu comunemente utilizzati nelle reti di trasporto, di giunzione, come anche nella rete di distribuzione primaria ed oggi fino alle sedi di alcuni utenti che richiedono capacita elevate sono: I cavi coassialiI cavi coassiali I cavi otticiI cavi ottici I ponti radioI ponti radio I collegamenti via satelliteI collegamenti via satellite I cavi coassiali, i ponti radio ed i satelliti, inizialmente utilizzati per la trasmissione di segnali analogici, come quelli vocali e tv, trasportano oggi prevalentemente segnali I cavi coassiali, i ponti radio ed i satelliti, inizialmente utilizzati per la trasmissione di segnali analogici, come quelli vocali e tv, trasportano oggi prevalentemente segnali i cavi in fibra ottica (cavi ottici) sono stati prevalentemente utilizzati, sin dalla loro introduzione in rete, per trasmissioni numeriche e costituiscono oggi il mezzo trasmissivo di gran lunga piu diffuso al mondo i cavi in fibra ottica (cavi ottici) sono stati prevalentemente utilizzati, sin dalla loro introduzione in rete, per trasmissioni numeriche e costituiscono oggi il mezzo trasmissivo di gran lunga piu diffuso al mondo I Mezzi trasmissivi piu comunemente utilizzati nelle reti di trasporto, di giunzione, come anche nella rete di distribuzione primaria ed oggi fino alle sedi di alcuni utenti che richiedono capacita elevate sono: I Mezzi trasmissivi piu comunemente utilizzati nelle reti di trasporto, di giunzione, come anche nella rete di distribuzione primaria ed oggi fino alle sedi di alcuni utenti che richiedono capacita elevate sono: I cavi coassialiI cavi coassiali I cavi otticiI cavi ottici I ponti radioI ponti radio I collegamenti via satelliteI collegamenti via satellite I cavi coassiali, i ponti radio ed i satelliti, inizialmente utilizzati per la trasmissione di segnali analogici, come quelli vocali e tv, trasportano oggi prevalentemente segnali I cavi coassiali, i ponti radio ed i satelliti, inizialmente utilizzati per la trasmissione di segnali analogici, come quelli vocali e tv, trasportano oggi prevalentemente segnali i cavi in fibra ottica (cavi ottici) sono stati prevalentemente utilizzati, sin dalla loro introduzione in rete, per trasmissioni numeriche e costituiscono oggi il mezzo trasmissivo di gran lunga piu diffuso al mondo i cavi in fibra ottica (cavi ottici) sono stati prevalentemente utilizzati, sin dalla loro introduzione in rete, per trasmissioni numeriche e costituiscono oggi il mezzo trasmissivo di gran lunga piu diffuso al mondo

3 ESEMPI DI CAVI COASSIALI NELLE COPPIE COASSIALI UNO DEI DUE CONDUTTORI E POSTO ALLINTERNO DELLALTRO CHE HA FORMA TUBOLARE E FUNZIONA DA SHERMO NEI CONFRONTI DELLE INTERFERENZE ESTERNE I DUE CONDUTTORI SONO TRA LORO ISOLATI, COME MOSTRATO IN FIG 1 I CAVI COASSIALI CONTENGONO UN FASCIO DI COPPIE COASSIALI DI DIVERSE DIMENSIONI. IL CAVO DI FIG.2 CONTIENE 24 COPPIE COASSIALI 1,2/4,4 mm (COASSIALINO) IL CAVO DI FIG.3 CONTIENE 48 COPPIE DA 0,7/2,9 mm (MICROCOASSALE) NELLE COPPIE COASSIALI UNO DEI DUE CONDUTTORI E POSTO ALLINTERNO DELLALTRO CHE HA FORMA TUBOLARE E FUNZIONA DA SHERMO NEI CONFRONTI DELLE INTERFERENZE ESTERNE I DUE CONDUTTORI SONO TRA LORO ISOLATI, COME MOSTRATO IN FIG 1 I CAVI COASSIALI CONTENGONO UN FASCIO DI COPPIE COASSIALI DI DIVERSE DIMENSIONI. IL CAVO DI FIG.2 CONTIENE 24 COPPIE COASSIALI 1,2/4,4 mm (COASSIALINO) IL CAVO DI FIG.3 CONTIENE 48 COPPIE DA 0,7/2,9 mm (MICROCOASSALE) 1 2 3

4 LE TECNICHE AVANZATE DI TRASMISSIONE CENNI STORICI SULLE FIBRE OTTICHE 1917: I PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEL LASER - LIGHT AMPLIFICATOR BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION- VENGONO DEFINITI DA A. EINSTEIN 1917: I PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEL LASER - LIGHT AMPLIFICATOR BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION- VENGONO DEFINITI DA A. EINSTEIN 1951 – 1958: LAPPLICAZOIONE DEL LASER A FREQUENZE INFRAROSSE ED OTTICHE VIENE SPERIMENTATO DA A.L. SCHAWLOW E C.H. TOWNES 1951 – 1958: LAPPLICAZOIONE DEL LASER A FREQUENZE INFRAROSSE ED OTTICHE VIENE SPERIMENTATO DA A.L. SCHAWLOW E C.H. TOWNES 1964: REALIZZAZIONE DEL LASER A RUBINO (T.H. MAIMAN) 1964: REALIZZAZIONE DEL LASER A RUBINO (T.H. MAIMAN) 1966: KAO E HOCKAM DIMOSTRANO LA POSSIBILITA DI OTTENERE 1966: KAO E HOCKAM DIMOSTRANO LA POSSIBILITA DI OTTENERE FIBRE OTTICHE A BASSA ATTENUAZIONE FIBRE OTTICHE A BASSA ATTENUAZIONE META ANNI 70: VENGONO REALIZZATI I PRIMI COLLEGAMENTI SPERIMENTALI (IN ITALIA, LABORATORI CSELT) 1979: PRIMO COLLEGAMENTO TRA CENTRALI IN ITALIA (ROMA SUD- ROMA CENTRO) 1917: I PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEL LASER - LIGHT AMPLIFICATOR BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION- VENGONO DEFINITI DA A. EINSTEIN 1917: I PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEL LASER - LIGHT AMPLIFICATOR BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION- VENGONO DEFINITI DA A. EINSTEIN 1951 – 1958: LAPPLICAZOIONE DEL LASER A FREQUENZE INFRAROSSE ED OTTICHE VIENE SPERIMENTATO DA A.L. SCHAWLOW E C.H. TOWNES 1951 – 1958: LAPPLICAZOIONE DEL LASER A FREQUENZE INFRAROSSE ED OTTICHE VIENE SPERIMENTATO DA A.L. SCHAWLOW E C.H. TOWNES 1964: REALIZZAZIONE DEL LASER A RUBINO (T.H. MAIMAN) 1964: REALIZZAZIONE DEL LASER A RUBINO (T.H. MAIMAN) 1966: KAO E HOCKAM DIMOSTRANO LA POSSIBILITA DI OTTENERE 1966: KAO E HOCKAM DIMOSTRANO LA POSSIBILITA DI OTTENERE FIBRE OTTICHE A BASSA ATTENUAZIONE FIBRE OTTICHE A BASSA ATTENUAZIONE META ANNI 70: VENGONO REALIZZATI I PRIMI COLLEGAMENTI SPERIMENTALI (IN ITALIA, LABORATORI CSELT) 1979: PRIMO COLLEGAMENTO TRA CENTRALI IN ITALIA (ROMA SUD- ROMA CENTRO)

5 IMPIEGO DEI SISTEMI OTTICI NELLE TELECOMUNICAZIONI PRINCIPI DI FUINZIONAMENTO DI UN SISTEMA IN FIBRA OTTICA IL LASER E UNA SORGENTE DI LUCE COERENTE, CHE UTILIZZA IL PASSAGGIO DI ATOMI DA UNO STATO ECCITATO AD UNO STATO FONDAMENTALE, CON EMISSIONE DI FOTONI. IL FASCIO DI LUCE PRODOTTO DAL LASER VIENE MODULATO DALLINFORMAZIONE CHE SI VUOLE TRASMETTERE (TRASFORMAZIONE ELETTRO-OTTICA) ED IMMESSO IN UNA FIBRA OTTICA IN CUI SI PROPAGA A DISTANZA UN FOTORIVELATORE IN RICEZIONE (FOTODIODO) OPERA LA TRASFORMAZIONE INVERSA (OTTICO –ELETTRICA) PRINCIPI DI FUINZIONAMENTO DI UN SISTEMA IN FIBRA OTTICA IL LASER E UNA SORGENTE DI LUCE COERENTE, CHE UTILIZZA IL PASSAGGIO DI ATOMI DA UNO STATO ECCITATO AD UNO STATO FONDAMENTALE, CON EMISSIONE DI FOTONI. IL FASCIO DI LUCE PRODOTTO DAL LASER VIENE MODULATO DALLINFORMAZIONE CHE SI VUOLE TRASMETTERE (TRASFORMAZIONE ELETTRO-OTTICA) ED IMMESSO IN UNA FIBRA OTTICA IN CUI SI PROPAGA A DISTANZA UN FOTORIVELATORE IN RICEZIONE (FOTODIODO) OPERA LA TRASFORMAZIONE INVERSA (OTTICO –ELETTRICA) Le fibre ottiche sono sottili fili di vetro a sezione circolare costituiti da : un nucleo (core) che è la parte illuminata dalla luce, un mantello (cladding) anchesso di vetro, ma con indice di rifrazione minore del core e da un rivestimento protettivo in plastica (coating)

6 CAVI A FIBRE OTTICHE VANTAGGI DEI SISTEMI OTTICI RISPETTO ALLE COPPIE COASSIALI BASSA ATTENUAZIONE MAGGIORE BANDA TRASMISSIBILE IMMUNITA ALLE INTERFERENZE RIDOTTE DIMENSIONI FLESSIBILITA DEI CAVI COSTI RIDOTTI OCCORRE PERO REALIZZARE STRUTTURE DEI CAVI CHE EVITINO SOLLECITAZIONI MECCANICHE NON SOPPORTABILI DALLE FIBRE 1 3 2 4 Nelle figure 1 e 2 sono riportate rispettivamente Una foto ed una sezione di un cavo a fibre ottiche disposte ciascuna in un tubetto lasco Al centro del cavo vi e un elemento di resistenza metallico che serve per tirare il cavo durante la posa. Il cavo di figura 3 e del tipo a nastri con elevato Numero di fibre ed elementi di resistenza posti vicino al rivestimento esterno Il cavo di figura 4 e del tipo a fibre libere

7 I PONTI RADIO I PONTI RADIO HANNO RAPPRESENTATO E RAPPRESENTANO ANCORA OGGI, PER DIVERSE APPLICAZIONI (RETI PUBBLICHE DI ACCESSO, RETE A LUNGA DISTANZA, RETI PRIVATE) UN MEZZO DI TRASMISSIONE COMPETITIVO RISPETTO ALLE FIBRE OTTICHE PER AFFIDABILITA E COSTI. I PONTI RADIO OFFRONO PRESTAZIONI INFERIORI ALLE FIBRE PER QUALITA E CAPACITA DEI COLLEGAMENTI. 12 IN FIG. 1 E RAPPRESENTATO IL TERMINALE DI UN PONTE RADIO MONTATO ALLESTERNO CON RELATIVA ANTENNA PARABOLICA. LA FIG. 2 E LA FOTO DI UNA STAZIONE RIPETITRICE PER PONTE RADIO A GRANDE DISTANZA CON ANTENNE DEL TIPO A TROMBA

8 TRASMISSIONE ANALOGICA DEI SEGNALI I MEZZI TRASMISSIVI SOPRA ILLUSTRATI HANNO LA CAPACITA DI TRASMETTERE CONTEMPORANEAMENTE MOLTI SEGNALI VOCALI O DI ALTRO TIPO, OPPORTUNAMENTE AFFASCIATI (MULTIPLATI) I MEZZI TRASMISSIVI SOPRA ILLUSTRATI HANNO LA CAPACITA DI TRASMETTERE CONTEMPORANEAMENTE MOLTI SEGNALI VOCALI O DI ALTRO TIPO, OPPORTUNAMENTE AFFASCIATI (MULTIPLATI) NEL CASO DI TRASMISSIONE ANALOGICA, LOPERAZIONE DI MULTIPLAZIONE AVVIENE IN FREQUENZA ED E DENOMINATA MULTIPLAZIONE DI FREQUENZA OVVERO FDM (FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING) NEL CASO DI TRASMISSIONE ANALOGICA, LOPERAZIONE DI MULTIPLAZIONE AVVIENE IN FREQUENZA ED E DENOMINATA MULTIPLAZIONE DI FREQUENZA OVVERO FDM (FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING) IN RICEZIONE SI EFFETTUA LOPERAZIONE INVERSA = DEMULTIPLAZIONE IN RICEZIONE SI EFFETTUA LOPERAZIONE INVERSA = DEMULTIPLAZIONE I DISPOSITIVI USATI PER QUESTE OPERAZIONI SI CHIAMANO MULTIPLEX ANALOGICI I DISPOSITIVI USATI PER QUESTE OPERAZIONI SI CHIAMANO MULTIPLEX ANALOGICI IL PRINCIPIO DELLA MULTIPLAZIONE DI FREQUENZA E ILLUSTRATO NELLE DIAPOSITIVE SEGUENTI IL PRINCIPIO DELLA MULTIPLAZIONE DI FREQUENZA E ILLUSTRATO NELLE DIAPOSITIVE SEGUENTI

9 SEGNALI SINUSOIDALI E LORO FREQUENZA La frequenza, lampiezza e la fase sono le caratteristiche di un segnale sinusoidale, per esempio un suono puro La frequenza, lampiezza e la fase sono le caratteristiche di un segnale sinusoidale, per esempio un suono puro Nella figura sono rappresentati tre suoni puri di diversa ampiezza ed eguale frequenza Nella figura sono rappresentati tre suoni puri di diversa ampiezza ed eguale frequenza La frequenza è il numero di oscillazioni nellunità di tempo, cioè al secondo La frequenza è il numero di oscillazioni nellunità di tempo, cioè al secondo f = 1/T f = 1/T ove T= Periodo = Durata di un ciclo della sinusoide ove T= Periodo = Durata di un ciclo della sinusoide La frequenza si misura in numero di cicli al secondo o Hertz (Hz) La frequenza si misura in numero di cicli al secondo o Hertz (Hz) Si usano normalmente KHz (migliaia di Hz), MHz (Milioni di Hz), GHz (Miliardi di Hz), ecc. ; Si usano normalmente KHz (migliaia di Hz), MHz (Milioni di Hz), GHz (Miliardi di Hz), ecc. ; La frequenza, lampiezza e la fase sono le caratteristiche di un segnale sinusoidale, per esempio un suono puro La frequenza, lampiezza e la fase sono le caratteristiche di un segnale sinusoidale, per esempio un suono puro Nella figura sono rappresentati tre suoni puri di diversa ampiezza ed eguale frequenza Nella figura sono rappresentati tre suoni puri di diversa ampiezza ed eguale frequenza La frequenza è il numero di oscillazioni nellunità di tempo, cioè al secondo La frequenza è il numero di oscillazioni nellunità di tempo, cioè al secondo f = 1/T f = 1/T ove T= Periodo = Durata di un ciclo della sinusoide ove T= Periodo = Durata di un ciclo della sinusoide La frequenza si misura in numero di cicli al secondo o Hertz (Hz) La frequenza si misura in numero di cicli al secondo o Hertz (Hz) Si usano normalmente KHz (migliaia di Hz), MHz (Milioni di Hz), GHz (Miliardi di Hz), ecc. ; Si usano normalmente KHz (migliaia di Hz), MHz (Milioni di Hz), GHz (Miliardi di Hz), ecc. ; T t 0

10 ANALISI DEI SEGNALI: FREQUENZE COMPONENTI UN SEGNALE Si dimostra che un segnale analogico complesso è costituito da molte frequenze di diversa ampiezza e fase Si dimostra che un segnale analogico complesso è costituito da molte frequenze di diversa ampiezza e fase Si definisce larghezza di banda del segnale lintervallo occupato in frequenza cioè la differenza tra le frequenze massima e minima comprese nel segnale Si definisce larghezza di banda del segnale lintervallo occupato in frequenza cioè la differenza tra le frequenze massima e minima comprese nel segnale B = F max - F min B = F max - F min Anche la larghezza di banda si misura in Hz, in KHz (migliaia di Hz), in MHz (Milioni di Hz) in GHz (Miliardi di Hz), ecc. ; Anche la larghezza di banda si misura in Hz, in KHz (migliaia di Hz), in MHz (Milioni di Hz) in GHz (Miliardi di Hz), ecc. ; La banda del segnale vocale viene limitata allintervallo: La banda del segnale vocale viene limitata allintervallo: Fmin = 300Hz Fmax= 3400Hz Fmin = 300Hz Fmax= 3400Hz La banda del segnale TV si estende fino a 6MHz La banda del segnale TV si estende fino a 6MHz Si dimostra che un segnale analogico complesso è costituito da molte frequenze di diversa ampiezza e fase Si dimostra che un segnale analogico complesso è costituito da molte frequenze di diversa ampiezza e fase Si definisce larghezza di banda del segnale lintervallo occupato in frequenza cioè la differenza tra le frequenze massima e minima comprese nel segnale Si definisce larghezza di banda del segnale lintervallo occupato in frequenza cioè la differenza tra le frequenze massima e minima comprese nel segnale B = F max - F min B = F max - F min Anche la larghezza di banda si misura in Hz, in KHz (migliaia di Hz), in MHz (Milioni di Hz) in GHz (Miliardi di Hz), ecc. ; Anche la larghezza di banda si misura in Hz, in KHz (migliaia di Hz), in MHz (Milioni di Hz) in GHz (Miliardi di Hz), ecc. ; La banda del segnale vocale viene limitata allintervallo: La banda del segnale vocale viene limitata allintervallo: Fmin = 300Hz Fmax= 3400Hz Fmin = 300Hz Fmax= 3400Hz La banda del segnale TV si estende fino a 6MHz La banda del segnale TV si estende fino a 6MHz f A B

11 MULTIPLAZIONE DEI SEGNALI VOCALI 1 2 Nella figura 1 sono rappresentati due segnali elettrici prodotti da due diversi microfoni ed, accanto a questi, gli stessi segnali che modulano lampiezza di due portanti (sinusoidi pure) di diversa frequenza (f1 ed f2). Il risultato di tale operazione rappresentato in fig.2 e che la banda dei segnali elettrici viene traslata in frequenza di unintervallo eguale alle frequenze delle portanti. Nella figura 1 sono rappresentati due segnali elettrici prodotti da due diversi microfoni ed, accanto a questi, gli stessi segnali che modulano lampiezza di due portanti (sinusoidi pure) di diversa frequenza (f1 ed f2). Il risultato di tale operazione rappresentato in fig.2 e che la banda dei segnali elettrici viene traslata in frequenza di unintervallo eguale alle frequenze delle portanti. I mezzi trasmissivi descritti in precedenza hanno larghezza di banda, cioe capacita di trasmettere i segnali in modo ottimale, molto maggiore del segnale vocale. Per sfruttare tale capacita, e necessario Multiplare i canali vocali, traslandone la banda mediante dispositivi modulatori e poi sommando insieme i segnali risultanti. Loperazione inversa (demodulazione) viene effettuata in ricezione.

12 LA RETE TELEFONICA COMMUTATA (PSTN) INDICE DEFINIZIONI E CENNI STORICI DEFINIZIONI E CENNI STORICI FONDAMENTI DI TELEFONIA FONDAMENTI DI TELEFONIA LE RETI DI DISTRIBUZIONE LE RETI DI DISTRIBUZIONE I MEZZI TRASMISSIVI I MEZZI TRASMISSIVI LE TECNICHE NUMERICHE LE TECNICHE NUMERICHE

13 LA TRASMISSIONE NUMERICA LA TRASMISSIONE NUMERICA CONSISTE NEL TRASMETTERE SOLO SEQUENZE DI UNI E DI ZERI (RAPPRESENTATI PER ESEMPIO MEDIANTE LA PRESENZA O LASSENZA DEL SEGNALE) LA TRASMISSIONE NUMERICA CONSISTE NEL TRASMETTERE SOLO SEQUENZE DI UNI E DI ZERI (RAPPRESENTATI PER ESEMPIO MEDIANTE LA PRESENZA O LASSENZA DEL SEGNALE) TALI SIMBOLI SONO RICONOSCIBILI ANCHE IN CODIZIONI DI FORTI RUMORI ED INTERFERENZE NEL CANALE TRASMISSIVO (VANTAGGIO RISPETTO ALLA TRASMISSIONE ANALOGICA). TALI SIMBOLI SONO RICONOSCIBILI ANCHE IN CODIZIONI DI FORTI RUMORI ED INTERFERENZE NEL CANALE TRASMISSIVO (VANTAGGIO RISPETTO ALLA TRASMISSIONE ANALOGICA). OCCORRE PERO TRASFORMARE IN NUMERICI QUEI SEGNALI CHE NASCONO ANALOGICI, COME IL SEGNALE VOCALE. CIO SI ATTUA CON LA TECNICA PCM (PULSE CODE MODULATION) INVENTATA DA A.H. REEVES NEGLI ANNI 40. OCCORRE PERO TRASFORMARE IN NUMERICI QUEI SEGNALI CHE NASCONO ANALOGICI, COME IL SEGNALE VOCALE. CIO SI ATTUA CON LA TECNICA PCM (PULSE CODE MODULATION) INVENTATA DA A.H. REEVES NEGLI ANNI 40. LA NUMERIZZAZIONE O DIGITALIZZAZIONE DEL SEGNALE SI EFFETTUA MEDIANTE LE OPERAZIONI DI : LA NUMERIZZAZIONE O DIGITALIZZAZIONE DEL SEGNALE SI EFFETTUA MEDIANTE LE OPERAZIONI DI : CAMPIONAMENTOCAMPIONAMENTO QUANTIZZAZIONEQUANTIZZAZIONE CODIFICACODIFICA ILLUSTRATI NELLE DIAPOSITIVE SUCCESSIVE LA TRASMISSIONE NUMERICA CONSISTE NEL TRASMETTERE SOLO SEQUENZE DI UNI E DI ZERI (RAPPRESENTATI PER ESEMPIO MEDIANTE LA PRESENZA O LASSENZA DEL SEGNALE) LA TRASMISSIONE NUMERICA CONSISTE NEL TRASMETTERE SOLO SEQUENZE DI UNI E DI ZERI (RAPPRESENTATI PER ESEMPIO MEDIANTE LA PRESENZA O LASSENZA DEL SEGNALE) TALI SIMBOLI SONO RICONOSCIBILI ANCHE IN CODIZIONI DI FORTI RUMORI ED INTERFERENZE NEL CANALE TRASMISSIVO (VANTAGGIO RISPETTO ALLA TRASMISSIONE ANALOGICA). TALI SIMBOLI SONO RICONOSCIBILI ANCHE IN CODIZIONI DI FORTI RUMORI ED INTERFERENZE NEL CANALE TRASMISSIVO (VANTAGGIO RISPETTO ALLA TRASMISSIONE ANALOGICA). OCCORRE PERO TRASFORMARE IN NUMERICI QUEI SEGNALI CHE NASCONO ANALOGICI, COME IL SEGNALE VOCALE. CIO SI ATTUA CON LA TECNICA PCM (PULSE CODE MODULATION) INVENTATA DA A.H. REEVES NEGLI ANNI 40. OCCORRE PERO TRASFORMARE IN NUMERICI QUEI SEGNALI CHE NASCONO ANALOGICI, COME IL SEGNALE VOCALE. CIO SI ATTUA CON LA TECNICA PCM (PULSE CODE MODULATION) INVENTATA DA A.H. REEVES NEGLI ANNI 40. LA NUMERIZZAZIONE O DIGITALIZZAZIONE DEL SEGNALE SI EFFETTUA MEDIANTE LE OPERAZIONI DI : LA NUMERIZZAZIONE O DIGITALIZZAZIONE DEL SEGNALE SI EFFETTUA MEDIANTE LE OPERAZIONI DI : CAMPIONAMENTOCAMPIONAMENTO QUANTIZZAZIONEQUANTIZZAZIONE CODIFICACODIFICA ILLUSTRATI NELLE DIAPOSITIVE SUCCESSIVE

14 CAMPIONAMENTO E QUANTIZZAZIONE CAMPIONAMENTO Si rinuncia a trasmettere il segnale Nella sua integrita, ma solo campioni Del segnale rilevati in istanti poco distanziati tra loro in modo da consentire la riproduzione sufficientemente fedele Del segnale, in ricezione. Lintervallo di campionamento adottato Per un canale fonico e di 125 micro secondi. CAMPIONAMENTO Si rinuncia a trasmettere il segnale Nella sua integrita, ma solo campioni Del segnale rilevati in istanti poco distanziati tra loro in modo da consentire la riproduzione sufficientemente fedele Del segnale, in ricezione. Lintervallo di campionamento adottato Per un canale fonico e di 125 micro secondi. QUANTIZZAZIONE Viene adottato un numero sufficiente di intervalli di ampiezza, trasmettendo Per ogni campione non il suo valore reale, ma lintervallo in cui esso cade. Queste operazioni generano il segale PAM (PULSE AMPLITUDE MODULATION) QUANTIZZAZIONE Viene adottato un numero sufficiente di intervalli di ampiezza, trasmettendo Per ogni campione non il suo valore reale, ma lintervallo in cui esso cade. Queste operazioni generano il segale PAM (PULSE AMPLITUDE MODULATION)

15 LA MODULAZIONE PCM: CODIFICA I CAMPIONI QUANTIZZATI VENGONO CODIFICATI CIASCUNO MEDIANTE UNA SEQUENZA DI BIT (CIOE DI 1 E DI 0) INFATTI OGNI INTERVALLO DI QUANTIZZAZIONE SI PUÒ RAPPRESENTARE MEDIANTE UNA PAROLA DI CODICE COSTITUITA DA UNA SUCCESSIONE DI BIT. IL NUMERO DI LIVELLI DI SEGNALE CHE POSSONO VENIR RAPPRESENTATI E TANTO MAGGIORE QUANTO PIU LUNGA E LA PAROLA DI CODICE. CON UN BIT SI POSSONO RAPPRESENTARE E TRASMETTERE DUE LIVELLI, CON DUE BIT QUATTRO LIVELLI E CON I QUATTRO BIT RAPPRESENTATI IN FIGURA SEDICI LIVELLI. NELLA NORMATIVA EUROPEA PER LE COMUNICAZIONI NUMERICHE, SONO STATE ADOTTATE PAROLE DI 8 BIT (1 BYTE) A CUI CORRISPONDONO 256 INTERVALLI DI QUANTIZZAZIONE. I CAMPIONI QUANTIZZATI VENGONO CODIFICATI CIASCUNO MEDIANTE UNA SEQUENZA DI BIT (CIOE DI 1 E DI 0) INFATTI OGNI INTERVALLO DI QUANTIZZAZIONE SI PUÒ RAPPRESENTARE MEDIANTE UNA PAROLA DI CODICE COSTITUITA DA UNA SUCCESSIONE DI BIT. IL NUMERO DI LIVELLI DI SEGNALE CHE POSSONO VENIR RAPPRESENTATI E TANTO MAGGIORE QUANTO PIU LUNGA E LA PAROLA DI CODICE. CON UN BIT SI POSSONO RAPPRESENTARE E TRASMETTERE DUE LIVELLI, CON DUE BIT QUATTRO LIVELLI E CON I QUATTRO BIT RAPPRESENTATI IN FIGURA SEDICI LIVELLI. NELLA NORMATIVA EUROPEA PER LE COMUNICAZIONI NUMERICHE, SONO STATE ADOTTATE PAROLE DI 8 BIT (1 BYTE) A CUI CORRISPONDONO 256 INTERVALLI DI QUANTIZZAZIONE. PER TRASMETTERE UN SOLO SEGNALE VOCALE CODIFICATO (CIOE 8 BIT ) NELL INTERVALLO TRA DUE CAMPIONAMENTI SUCCESSIVI PARI A 125 MICROSECONDI, LA VELOCITA DI TRASMISSIONE DEL SEGNALE NUMERICO E PARI A 64 KIBIT/SEC (MIGLIAIA DI BIT AL SECONDO).

16 VELOCITA DI TRASMISSIONE DEI SEGNALI NUMERICI NELLE COMUNICAZIONI NUMERICHE LUNITA DI INFORMAZIONE E COSTITUITA DAL BIT CHE PUO ASSUMERE DUE VALORI DIVERSI (PER ESEMPIO 1 E 0). LA VELOCITA DI TRASMISSIONE DELLINFORMAZIONE SI ESPRIME IN BIT/SEC O CON I SUOI MULTIPLI KBIT/SEC, MBIT/SEC, GBIT/SEC, ECC. PER TRASMETTERE UN SEGNALE VOCALE CODIFICATO E NECESSARIO TRASMETTERE UN CAMPIONE DI 8 BIT NELL INTERVALLO TRA DUE CAMPIONAMENTI SUCCESSIVI PARI A 125 MICROSECONDI. LA VELOCITA DI TRASMISSIONE DI TALE SEGNALE NUMERICO E PARI A 64 KIBIT/SEC (MIGLIAIA DI BIT AL SECONDO). I SEGNALI NUMERICI, A FRONTE DI UNA MAGGIORE ROBUSTEZZA, OCCUPANO UNA BANDA MAGGIORE DI QUELLI ANALOGICI, A PARITA DI QUANTITA DI INFORMAZIONE TRASMESSA. I SEGNALI NUMERICI, A FRONTE DI UNA MAGGIORE ROBUSTEZZA, OCCUPANO UNA BANDA MAGGIORE DI QUELLI ANALOGICI, A PARITA DI QUANTITA DI INFORMAZIONE TRASMESSA.

17 MULTIPLAZIONE A DIVISIONE DI TEMPO: TDM (TIME DIVISION MULTIPLEXING) LA MULTIPLAZIONE NECESSARIA PER AFFASCIARE PIU SEGNALI NUMERICI SULLO STESSO MEZZO TRASMISSIVO SI EFFETTUA A DIVISIONE DI TEMPO (TDM = TME DIVISION MULTIPEXING) LA MULTIPLAZIONE TDM CONSISTE NELLO SFRUTTARE GLI INTERVALLI DI TEMPO ESISTENTI TRA DUE CAMPIONI O TRA DUE PAROLE DI CODICE RELATIVI AD UN SEGNALE, INSERENDO TRA DUE SUCCESSIVI ISTANTI DI CAMPIONAMENTO, LE INFORMAZIONI RELATIVE AD ALTRI SEGNALI. NELLA FIGURA E RAPPRESENTATA UNA TRAMA CHE COMPRENDE TRENTA SEGNALI O CANALI FONICI (PIU UN CANALE DI SINCRONISMO ED UNO DI SEGNALAZIONE), TUTTI INSERITI NELLAMBITO DI UN SOLO INTERVALLO DI CAMPIONAMENTO ( 125 MICROSECONDI). LA MULTIPLAZIONE NECESSARIA PER AFFASCIARE PIU SEGNALI NUMERICI SULLO STESSO MEZZO TRASMISSIVO SI EFFETTUA A DIVISIONE DI TEMPO (TDM = TME DIVISION MULTIPEXING) LA MULTIPLAZIONE TDM CONSISTE NELLO SFRUTTARE GLI INTERVALLI DI TEMPO ESISTENTI TRA DUE CAMPIONI O TRA DUE PAROLE DI CODICE RELATIVI AD UN SEGNALE, INSERENDO TRA DUE SUCCESSIVI ISTANTI DI CAMPIONAMENTO, LE INFORMAZIONI RELATIVE AD ALTRI SEGNALI. NELLA FIGURA E RAPPRESENTATA UNA TRAMA CHE COMPRENDE TRENTA SEGNALI O CANALI FONICI (PIU UN CANALE DI SINCRONISMO ED UNO DI SEGNALAZIONE), TUTTI INSERITI NELLAMBITO DI UN SOLO INTERVALLO DI CAMPIONAMENTO ( 125 MICROSECONDI). PER TRASMETTERE IN UN INTERVALLO DI CAMPIONAMENTO, 32 x 8 =256 BIT, E RICHIESTA UNA VELOCITA DI TRASMISSIONE PARI A 2,048 MBIT/SEC (MILIONI DI BIT AL SECONDO)

18 FLUSSI NUMERICI E LORO VELOCITA (BIT RATE) OLTRE AI BIT RATE GIA MENZIONATI DI OLTRE AI BIT RATE GIA MENZIONATI DI 64 KBIT/S PER UN CANALE TELEFONICO (56 KBIT/S CON LO STANDARD AMERICANO)64 KBIT/S PER UN CANALE TELEFONICO (56 KBIT/S CON LO STANDARD AMERICANO) 2 MBIT/s PER 30 CANALI,2 MBIT/s PER 30 CANALI, PER LA TRASMISSIONE SU MEZZI A LARGA BANDA, FLUSSI NUMERICI A VELOCITA MAGGIORE VENGONO OTTENUTI MEDIANTE DISPOSITIVI MULTIPLATORI CHE GENERANO FLUSSI A: PER LA TRASMISSIONE SU MEZZI A LARGA BANDA, FLUSSI NUMERICI A VELOCITA MAGGIORE VENGONO OTTENUTI MEDIANTE DISPOSITIVI MULTIPLATORI CHE GENERANO FLUSSI A: 8MBIT/S8MBIT/S 34 MBIT/S34 MBIT/S 140 MBIT/S140 MBIT/S LINSIEME DI QUESTI FLUSSI (SATNDARD DI MULTIPLAZIONE TDM) COSTITUISCE LA COSI DETTA GERARCHIA PLESIOCRONA (PDH = PLESIOCHRONOUS DIGITAL HIERARCY) LINSIEME DI QUESTI FLUSSI (SATNDARD DI MULTIPLAZIONE TDM) COSTITUISCE LA COSI DETTA GERARCHIA PLESIOCRONA (PDH = PLESIOCHRONOUS DIGITAL HIERARCY) NEGLI ULTIMI ANNI SI E AFFERMATO LO STANDARD DI MULTIPLAZIONE TDM SINCRONO SDH (SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY) CHE PREVEDE, TRA LALTRO, FLUSSI NUMERICI A: NEGLI ULTIMI ANNI SI E AFFERMATO LO STANDARD DI MULTIPLAZIONE TDM SINCRONO SDH (SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY) CHE PREVEDE, TRA LALTRO, FLUSSI NUMERICI A: 155 MBIT/S (STM-1)155 MBIT/S (STM-1) 2.5 GBIT/S (STM-16)2.5 GBIT/S (STM-16) 10 GBIT/S (STM-64) 10 GBIT/S (STM-64) OLTRE AI BIT RATE GIA MENZIONATI DI OLTRE AI BIT RATE GIA MENZIONATI DI 64 KBIT/S PER UN CANALE TELEFONICO (56 KBIT/S CON LO STANDARD AMERICANO)64 KBIT/S PER UN CANALE TELEFONICO (56 KBIT/S CON LO STANDARD AMERICANO) 2 MBIT/s PER 30 CANALI,2 MBIT/s PER 30 CANALI, PER LA TRASMISSIONE SU MEZZI A LARGA BANDA, FLUSSI NUMERICI A VELOCITA MAGGIORE VENGONO OTTENUTI MEDIANTE DISPOSITIVI MULTIPLATORI CHE GENERANO FLUSSI A: PER LA TRASMISSIONE SU MEZZI A LARGA BANDA, FLUSSI NUMERICI A VELOCITA MAGGIORE VENGONO OTTENUTI MEDIANTE DISPOSITIVI MULTIPLATORI CHE GENERANO FLUSSI A: 8MBIT/S8MBIT/S 34 MBIT/S34 MBIT/S 140 MBIT/S140 MBIT/S LINSIEME DI QUESTI FLUSSI (SATNDARD DI MULTIPLAZIONE TDM) COSTITUISCE LA COSI DETTA GERARCHIA PLESIOCRONA (PDH = PLESIOCHRONOUS DIGITAL HIERARCY) LINSIEME DI QUESTI FLUSSI (SATNDARD DI MULTIPLAZIONE TDM) COSTITUISCE LA COSI DETTA GERARCHIA PLESIOCRONA (PDH = PLESIOCHRONOUS DIGITAL HIERARCY) NEGLI ULTIMI ANNI SI E AFFERMATO LO STANDARD DI MULTIPLAZIONE TDM SINCRONO SDH (SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY) CHE PREVEDE, TRA LALTRO, FLUSSI NUMERICI A: NEGLI ULTIMI ANNI SI E AFFERMATO LO STANDARD DI MULTIPLAZIONE TDM SINCRONO SDH (SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY) CHE PREVEDE, TRA LALTRO, FLUSSI NUMERICI A: 155 MBIT/S (STM-1)155 MBIT/S (STM-1) 2.5 GBIT/S (STM-16)2.5 GBIT/S (STM-16) 10 GBIT/S (STM-64) 10 GBIT/S (STM-64)

19 LE CENTRALI ELETTRONICHE: IMPIEGO DELLA DIVISIONE DI TEMPO NELLA COMMUTAZIONE UN FLUSSO A 2 MBIT/S OD A VELOCITA SUPERIORE PUO COSTITUIRE UNO DEGLI INGRESSI O UNO DELLE USCITE DI UN AUTOCOMMUTATORE A DIVISIONE DI TEMPO. UN FLUSSO A 2 MBIT/S OD A VELOCITA SUPERIORE PUO COSTITUIRE UNO DEGLI INGRESSI O UNO DELLE USCITE DI UN AUTOCOMMUTATORE A DIVISIONE DI TEMPO. I TRENTA OTTETTI CONTENUTI IN CIASCUNA LINEA DI INGRESSO VENGONO IMMAGAZZINATI IN UNA MEMORIA TAMPONE OVE SONO LETTI ED INSTRADATI, LUNO DOPO LALTO, IN DIFFERENTI MEMORIE TAMPONE DUSCITA CHE CORRISPONDONO ALLE LINEE USCENTI. I TRENTA OTTETTI CONTENUTI IN CIASCUNA LINEA DI INGRESSO VENGONO IMMAGAZZINATI IN UNA MEMORIA TAMPONE OVE SONO LETTI ED INSTRADATI, LUNO DOPO LALTO, IN DIFFERENTI MEMORIE TAMPONE DUSCITA CHE CORRISPONDONO ALLE LINEE USCENTI.

20 COMMUTAZIONE DI CIRCUITO E DI PACCHETTO LE TECNOLOGIE DI COMMUTAZIONE SOPRA ILLUSTRATE LARGAMENTE USATE NELLA PSTN, RIENTRANO NELLA CATEGORIA DELLA COMMUTAZIONE DI CIRCUITO LE TECNOLOGIE DI COMMUTAZIONE SOPRA ILLUSTRATE LARGAMENTE USATE NELLA PSTN, RIENTRANO NELLA CATEGORIA DELLA COMMUTAZIONE DI CIRCUITO NELLA COMMUTAZIONE DI CIRCUITO, LA CONNESSIONE END- TO-END VIENE GESTITA IN TRE FASI: NELLA COMMUTAZIONE DI CIRCUITO, LA CONNESSIONE END- TO-END VIENE GESTITA IN TRE FASI: INSTAURAZIONE DEL COLLEGAMENTO CON LA CREAZIONE NELLA RETE DI UN PERCORSO DEFINITO CON MODALITA ASSEGNATE E RISERVATO ALLA CONNESSIONEINSTAURAZIONE DEL COLLEGAMENTO CON LA CREAZIONE NELLA RETE DI UN PERCORSO DEFINITO CON MODALITA ASSEGNATE E RISERVATO ALLA CONNESSIONE TRASFERIMENTO DI FLUSSI INFORMATIVI COSTITUITI DA SEQUENZE DI BITTRASFERIMENTO DI FLUSSI INFORMATIVI COSTITUITI DA SEQUENZE DI BIT ABBATTIMENTO DEL COLLEGAMENTO, CON LA LIBERAZIONE DELLE RISORSE DI RETE ALLOCATE IN PRECEDENZAABBATTIMENTO DEL COLLEGAMENTO, CON LA LIBERAZIONE DELLE RISORSE DI RETE ALLOCATE IN PRECEDENZA UNALTRA TECNICA DI COMMUTAZIONE DETTA DI PACCHETTO E ILLUSTRATA NEL SEGUITO UNALTRA TECNICA DI COMMUTAZIONE DETTA DI PACCHETTO E ILLUSTRATA NEL SEGUITO LE TECNOLOGIE DI COMMUTAZIONE SOPRA ILLUSTRATE LARGAMENTE USATE NELLA PSTN, RIENTRANO NELLA CATEGORIA DELLA COMMUTAZIONE DI CIRCUITO LE TECNOLOGIE DI COMMUTAZIONE SOPRA ILLUSTRATE LARGAMENTE USATE NELLA PSTN, RIENTRANO NELLA CATEGORIA DELLA COMMUTAZIONE DI CIRCUITO NELLA COMMUTAZIONE DI CIRCUITO, LA CONNESSIONE END- TO-END VIENE GESTITA IN TRE FASI: NELLA COMMUTAZIONE DI CIRCUITO, LA CONNESSIONE END- TO-END VIENE GESTITA IN TRE FASI: INSTAURAZIONE DEL COLLEGAMENTO CON LA CREAZIONE NELLA RETE DI UN PERCORSO DEFINITO CON MODALITA ASSEGNATE E RISERVATO ALLA CONNESSIONEINSTAURAZIONE DEL COLLEGAMENTO CON LA CREAZIONE NELLA RETE DI UN PERCORSO DEFINITO CON MODALITA ASSEGNATE E RISERVATO ALLA CONNESSIONE TRASFERIMENTO DI FLUSSI INFORMATIVI COSTITUITI DA SEQUENZE DI BITTRASFERIMENTO DI FLUSSI INFORMATIVI COSTITUITI DA SEQUENZE DI BIT ABBATTIMENTO DEL COLLEGAMENTO, CON LA LIBERAZIONE DELLE RISORSE DI RETE ALLOCATE IN PRECEDENZAABBATTIMENTO DEL COLLEGAMENTO, CON LA LIBERAZIONE DELLE RISORSE DI RETE ALLOCATE IN PRECEDENZA UNALTRA TECNICA DI COMMUTAZIONE DETTA DI PACCHETTO E ILLUSTRATA NEL SEGUITO UNALTRA TECNICA DI COMMUTAZIONE DETTA DI PACCHETTO E ILLUSTRATA NEL SEGUITO

21 L ISDN LA DISPONIBILITA DI AUTOCOMMUTATORI NUMERICI HA RESO POSSIBILE TRASMETTER END-TO- END SU UN CIRCUITO DELLA RETE COMMUTATA PSTN UN FLUSSO NUMERICO CON VELOCITA MASSIMA DI 64 KBIT/S O 56KBIT/S, GENERATO PER ESEMPIO DA UN MODEM USATO PER ACCEDERE AD INTERNET CON LA MODALITA DIAL UP LA DISPONIBILITA DI AUTOCOMMUTATORI NUMERICI HA RESO POSSIBILE TRASMETTER END-TO- END SU UN CIRCUITO DELLA RETE COMMUTATA PSTN UN FLUSSO NUMERICO CON VELOCITA MASSIMA DI 64 KBIT/S O 56KBIT/S, GENERATO PER ESEMPIO DA UN MODEM USATO PER ACCEDERE AD INTERNET CON LA MODALITA DIAL UP A TALE SCOPO, VIENE ANCHE USATO LACCESSO ISDN (INTEGRATED SERVICE DIGITAL NETWORK) IN CUI CIASCUN UTENTE DISPONE DI DUE CANALI A 64 KBIT/S E DI UN CANALE A 16KBIT/S A TALE SCOPO, VIENE ANCHE USATO LACCESSO ISDN (INTEGRATED SERVICE DIGITAL NETWORK) IN CUI CIASCUN UTENTE DISPONE DI DUE CANALI A 64 KBIT/S E DI UN CANALE A 16KBIT/S LA RETE DI DISTRIBUZIONE ITALIANA E GENERALMENTE IDONEA A TRASMETTERE IL CANALE ISDN SENZA PARTICOLARI ACCORGIMENTI LA RETE DI DISTRIBUZIONE ITALIANA E GENERALMENTE IDONEA A TRASMETTERE IL CANALE ISDN SENZA PARTICOLARI ACCORGIMENTI GLI AUTOCOMMUTATORI NUMERICI A DIVISIONE DI TEMPO SONO IN GRADO DI COMMUTARE TALI FLUSSI, CON OPPORTUNI ADATTAMENTI GLI AUTOCOMMUTATORI NUMERICI A DIVISIONE DI TEMPO SONO IN GRADO DI COMMUTARE TALI FLUSSI, CON OPPORTUNI ADATTAMENTI SI PARLA A QUESTO PROPOSITO, DI RETE N-ISDN (NARROWBAND ISDN), CIOE DI ISDN A BANDA STRETTA, PER DISTINGUERE QUESTA SOLUZIONE DALLA B-ISDN (BROADBAND ISDN) SI PARLA A QUESTO PROPOSITO, DI RETE N-ISDN (NARROWBAND ISDN), CIOE DI ISDN A BANDA STRETTA, PER DISTINGUERE QUESTA SOLUZIONE DALLA B-ISDN (BROADBAND ISDN)