Telecomunicazioni per l'aerospazio - Parte Reti

Parte reti

Un servizio di TLC è un insieme di componenti funzionali che vengono eseguite grazie a delle risorse che compongono la rete di TLC. Le componenti funzionali forniscono la possibilità di trasferire informazioni tra due punti di accesso alla rete e qualificano il servizio nei suoi vari aspetti.

Componente funzionale: trasmissione/ricezione

La risorsa di questo componente è il sistema di trasmissione, che ha il compito di trasferire dei bit da trasmettitore (trasferisce tramite un mezzo di propagazione) a ricevitore (riceve i bit). Definisco la capacità di trasferimento: numero di bit nell’unità di tempo che il sistema è in grado di trasferire.

Tipi di componenti funzionali

• Di trasferimento (per trasferire informazioni)
• Di utilizzazione (al fine dell’utilizzazione di una risorsa)

Classificazione dei servizi TLC nell’ambito aerospaziale

• Time-triggered: ritardo di trasferimento costante e perdita di informazione nulla
• Rate-constrained: ritardo di trasferimento limitato da un valore massimo e perdita di informazione nulla
• Best effort: assenza di una qualità di servizio

Ricapitolando: grazie ai servizi TLC riusciamo a comunicare delle informazioni, questi servizi adoperano i componenti funzionali, i quali necessitano di risorse.

Reti di telecomunicazione

Definiamo reti di telecomunicazione l’infrastruttura che consente di eseguire le componenti funzionali caratterizzanti il sistema di telecomunicazioni. Esistono 2 tipi di infrastruttura:

• Infrastruttura di trasferimento (preposta al trasferimento di informazione d’utente)
• Infrastruttura di controllo e gestione (preposta al trasferimento di informazioni di controllo e di gestione)

Classificazione delle reti

Una rete viene classificata attraverso 2 criteri: estensione e mobilità del terminale.

Estensione

• WAN: reti in area geografica
• MAN: reti in area metropolitana
• LAN: reti in area locale

Mobilità del terminale

• Reti fisse (se i servizi sono accessibili solo da utenti statici, che rimangono in un sito di riferimento)
• Reti mobili (se i servizi sono accessibili anche da utenti in movimento senza limitazioni)

Componenti della rete

Una rete è composta da terminali che devono comunicare, possono essere collegati direttamente tra loro, attraverso un nodo di commutazione, oppure attraverso più nodi di commutazione. La soluzione più efficiente è l’ultima, poiché vede collegamenti corti (meno costosi) e con una capacità più bassa.

Rete logica e rete fisica

La rete logica indica dove sono i nodi e i terminali e come questi sono interconnessi fra di loro. La rete fisica indica dove sono collocati i sistemi di trasmissione e dove passano i segnali.

Indici di prestazione della rete

• Grado di integrità informativa
• Grado di trasparenza temporale

Grado di integrità informativa

Quando due terminali comunicano, confrontiamo i bit di uscita e quelli di entrata, vedendo se corrispondono. Nel caso in cui siano uguali, abbiamo il massimo grado di integrità informativa. Se abbiamo alterazioni di singoli bit, abbiamo un’integrità di cifra binaria; se abbiamo alterazioni sull’ordine dei bit, abbiamo integrità di sequenza binaria. Possiamo anche avere perdita o duplicazione di bit emessi.

Grado di trasparenza temporale

Quando una rete trasferisce dei gruppi di bit, si ha un ritardo nel trasferimento; più i ritardi sono diversi, più il grado è basso. Il massimo grado si ha quando i ritardi sono costanti.

Sorgenti di informazione

Le sorgenti di informazione modellano le caratteristiche di emissione di una sequenza di bit in uscita. Hanno due utilità:

• Valutare le prestazioni di una rete (GII GTT)
• Dimensionare le risorse di rete

Tipi di sorgenti

• Sorgenti a ritmo binario costante (CBR)
• Sorgenti a ritmo variabile (VBR)

Sorgenti a ritmo binario costante

Emettono sequenze di bit a ritmo costante, grazie ai codificatori.

Sorgenti a ritmo variabile

Vengono chiamate sorgenti VBR ON/OFF, alternando periodi in cui la sorgente emette e periodi in cui è in silenzio.

Modello di riferimento di una rete

Descrive in modo astratto le modalità di comunicazione ed è costituito da due componenti:

• Architettura di comunicazione
• Protocolli di comunicazione

Architettura di comunicazione

Insieme delle funzionalità che occorre svolgere per consentire la comunicazione.

Protocolli di comunicazione

Regole descriventi le interazioni tra le parti nell'architettura.

Architettura strutturale

Organizzata in elementi strutturali (o sistemi) interconnessi tramite mezzi di trasmissione. Ognuno di loro è suddiviso in sottosistemi, l’ordine definisce il rango del sottosistema. Un sottosistema può contenere più componenti funzionali, formando un raggruppamento funzionale. I sottosistemi appartenenti a sistemi diversi ed aventi lo stesso rango formano uno strato.

Dal disegno posso individuare (N)-Entità, ovvero una parte dell’(N)-Sottosistema preposto a svolgere un insieme di componenti funzionali. Due (N)-sottosistemi dello stesso rango (ma appunto di sistemi diversi) interagiscono secondo l’(N)-Protocollo. Si parla di (N)-Servizio quando abbiamo l’interazione di (N)-Entità e (N+1)-Entità dello stesso sistema. (N)-Utenti ovvero (N+1)-Entità alla pari che usufruiscono dell’(N)-Servizio. (N)-Fornitore ovvero insieme delle (N)-Entità alla pari che cooperano per la fornitura dell’(N)-Servizio.

Tipi di (N)-Servizio

• Con connessione
• Senza connessione

Servizio con connessione

Viene stabilita un’associazione logica, ovvero (N)-Connessioni, tra le (N+1)-Entità. Strutturato in tre fasi temporali: instaurazione (dove le (N)-Entità concordano sul servizio), trasferimento (dove viene erogato il servizio), abbattimento (fine del servizio).

Servizio senza connessione

Strutturato secondo un’unica fase di trasferimento.

Flusso informativo

Sono flussi di bit che vengono scambiati fra le (N)-Entità della mia architettura. Posso avere due tipi di flusso:

• Diretto
• Indiretto

Flusso diretto

Avviene tra entità dello stesso sistema appartenenti a strati adiacenti. Nel caso di scambi diretti, l’unità informativa si chiama (N)-IDU ovvero Interface Data Control, la quale è inviata dall’(N)-Entità alla (N+1)-Entità. Essa è composta da una (N)-SDU e dai bit di controllo (N)-ICI ovvero Interface Control Information.

Flusso indiretto

Avviene tra entità alla pari. Nel caso di flussi indiretti, lo scambio di informazioni fra le entità alla pari viene detto (N)-PDU ovvero Protocol Data Unit, la quale è composta dalla (N)-SDU ovvero Service Data Unit e dalla (N)-PCI ovvero Protocol Control Information.