Appunti Reti di calcolatori

ADSL

rappresenta uno scenario di utilizzo della . Quello che si

ADSL

intende nel paragrafo precedente è che un modem è in

grado di trasformare i dati provenienti da un terminale (come

PC

un ) in un segnale che può viaggiare sugli stessi mezzi trasmissivi della rete telefonica, ma su

bande leggermente diverse.

ADSL: apparati utente

Esistono degli strumentini tipo questo a destra che consentono di separare il segnale vocale dai dati.

Dunque, dopo che il modem ha reso il segnale appetibile per la rete telefonica, viene immesso

all’interno della stessa e “filtrata” tramite questo affare che prende il nome di Filtro Splitter.

ADSL: apparati di centrale

- Filtro/modem POTS: corrisponde alla componente duale del Filtro

Splitter visto prima, cioè separa flussi voce e dati.

- DSLAM (DSL Access Multiplexer): riceve flussi dati diversi e li

convoglia su unico canale (selezionando il flusso desiderato).

Si osservi la figura.

VDSL

In ambito urbano e su distanze contenute, la VDSL (Very-High-Rate DSL)

/

permette di aumentare ulteriormente i bit rate rispetto all’ADSL (50

100 /

per VDSL e oltre per VDSL2).

Tipicamente, questo tipo di DSL offre migliori

standard di trasmissione e modulazione e lavora su

bande di frequenza superiori rispetto a quelle

adoperate da ADSL2+.

Distanza e velocità

Abbiamo detto che il criterio per cui si può adoperare la VDSL è che

essere lavori su brevi distanze; in effetti, la velocità di downstream

diminuisce al crescere della distanza, a causa di attenuazione e

rumore.

VDSL1 VDSL2

La è merdosa rispetto alla .

Passive Optical Networks (PON)

Le PON sono architetture per la connettività dell’ultimo miglio in

fibra ottica senza componenti additivi (ossia non

alimentati elettricamente) che va da una centrale al punto

più vicino agli utenti residenziali.

Una PON è composta da:

- OLT (Optical Line Terminator): in centrale;

- ONU (Optical Network Units): nelle cabine di

strada;

- ONT (Optical Network Terminals): a casa

dell’utente;

- ODN (Optical Distribution Network): l’insieme di

OLT e ONU.

Una PON può adoperare due principali tecnologie, molto

simili tra di loro:

- GPON (Gigabit PON)

- EPON (Gigabit Ethernet PON)

Aspetti comuni:

- Multiplazione di lunghezza d’onda (WDM – Wavelenght Multiplexing) in downstream/upstream su

singola fibra:

o 1500

Downstream: intorno a

o 1300

Upstream: intorno a

- Schemi TDM/TDMA downstream/upstream: allocazione dinamica della banda attraverso algoritmi

di multiplazione statistica (Dynamic Bandwidth Allocation – DBA).

Questi sono gli aspetti comuni, ma in realtà, GPON ed EPON sono leggermente diversi:

- GPON:

o 2.5 1

downstream, upstream

o Supporta diversi formati di incapsulamento/trame

o Fino a 64 ONU per OLT (in Italia non ci ne sono più di 32).

- EPON:

o 1 simmetrico (sia down che up)

o Usa trame ethernet, quindi è direttamente compatibile con la tecnologia Ethernet

o Fino a 64 ONU per OLT

- 10G GPON

o Stessa infrastruttura di GPON, diverse lunghezze d’onda

▪ 10 2.5

XG-PON: (down) (up)

▪ 10 10

XGS-PON: (down) (up)

▪ 4 ∙ 10 4 ∙ 2.5

NG-PON2: (down) (up)

o Fino a 256 ONU per OLT.

Reti mobili a banda larga

Queste reti offrono servici voce e dati ad utenti residenziali o in mobilità.

Esse sostituiscono o affiancano la connettività ADSL.

Ne esistono diversi tipi:

- Reti cellulari (tutto il territorio)

- Reti WiMax, Hiperlan (per aree rurali)

o FWA – Fixed Wired Access

- Reti satellitari

Il principio alla base di questo tipo di rete è il seguente: la copertura capillare del territorio tramite antenne

a portata limitata, per cui:

- A coperture piccolo corrispondono bit rate elevati;

- Le risorse sono condivise da un numero minore di utenti, ma costo maggiore per l’operatore.

Inoltre, le reti mobili a banda larga offrono supporto alla mobilità degli utenti grazie a:

- Roaming: rintracciabilità dell’utente sul territorio;

- Handover: continuità della connessione nel passaggio da una cella all’altra.

Architettura di una rete cellulare

L’architettura di una rete cellulare è divisa in rete di accesso e

rete di core (rete fissa dell’operatore).

Prima generazione

- Tecnologia analogica

- Tecnica di accesso FDMA

- Solo servizio di telefonia

- Copertura sul territorio con celle di grandi dimensioni

- Bassa qualità del servizio offerto

- Bassa efficienze nel riuso delle frequenze e bassa capacità complessiva della rete

Insomma, è quella che fa più cagare. È normale, stiamo parlando di anni 70/80.

Seconda generazione

- Standard: GSM (in Europa)

- Servizio di trasmissione telefonica digitale

- Tecnica di accesso mista FDMA/TDMA (multiplazione di frequenza o di tempo)

900, 1800, 1900 )

- Quattro bande di frequenza (850,

- Celle di dimensioni più ridotte rispetto alla generazione precedente

- Alto grado di riservatezza e di sicurezza (trasmissione criptata sull’interfaccia radio)

- Servizio dati GPRS e EDGE (su infrastruttura GSM)

o GPRS: allocazione dinamica degli intervalli ottenuti tramite multiplazione di tempo in base

170 /)

alle richieste di traffico di migliore efficienza (fino a

o 384 /)

EDGE: stessa modalità di accesso di GPRS ma bit rate più elevato (fino a

o Tariffazione in base al volume di traffico

Questa è la prima generazione ad offrire un servizio dati.

Terza generazione

- Standard: UTMS (a livello globale)

- Progettata per fornire servizi integrati di dati e voce

- Tecnica di accesso FDMA/CDMA (multiplazione di frequenza o di codice)

- Copertura cellulare “stratificata”, con celle di piccole rispetto alla generazione precedente per

avere elevata capacità e celle ad ombrello sovrapposte per copertura uniforme garantita.

attenzione)

2 /

- Velocità fino a (OHHHHH

Lo standard di questa generazione si evoluto nel tempo, fino a raggiungere HSPA, con bit rate fino a

56 /.

Quarta generazione

È nota come LTE (Long Term Evolution)

- Tecnica di accesso OFDMA (Orthogonal FDMA):

o Ad ogni utente sono assegnati più “micro-canali” di frequenza per un tempo limitato,

secondo le richieste di traffico;

o I “micro-canali” sono più resistenti al fading e consentono l’uso di modulazioni a bit rate

250 /)

più elevato (fino a

o Antenne multiple nei terminali (MIMO)

- Servizio attivo in tutto il mondo

- Integra l’architettura di rete fino al terminale utente

Quinta generazione

Impiegata a livello commerciale a partire dal 2019.

- Nuove frequenze di lavoro (3.6 e “mm-Wave”

20 )

sopra i →

- Nuove modulazioni data rate più elevati

Quale generazione usiamo oggi?

Dipende dal luogo in cui siamo: si osservi la figura.

Nella figura c’è un errore: la quinta generazione è giù in uso per trasmissione dati nelle città.

Gli operatori ancora oggi usando GSM per la telefonia perché:

- La rete GSM è già dimensionata per le telefonate

- L’infrastruttura c’è già

- Non si consuma preziosa banda dati delle reti 3G e LTE

Oggi, però, il servizio voce è offerto anche come Voice-Over-LTE (telefonate ad alta qualità audio)

Reti satellitari

Ci sono 3 tipi di orbite: 35000 ,

- GEO (raggio di 3 satelliti per copertura globale), usati per trasmissioni broadcast e

servizi dati (latenza RTT elevata)

23000 , > 10

- MEO (raggio satelliti), usati per il GPS

< 1000 , > 50

- LEO (raggio satelliti), usati per la telefonia satellitare e servizi dati a bassa

latenza.

Reti di trasporto

La rete di trasporto, come visto in precedenza, crea

l’interconnessione tra reti di accesso.

Come nodi, possiede commutatori telefonici e dati (chiamati router)

in un topologia a maglia e gerarchica. Tali nodi sono connessi da linee

ad alta velocità (solitamente in fibra ottica).

La rete di trasporto è gestita da più operatori telefonici o dati (ISP) in

competizione: alcuni sono proprietari delle infrastrutture, altri le

affittano e offrono solo il servizio di trasporto.

La trasmissione sulle reti di trasporto

La trasmissione avviene in maniera completamente digitale. Essa, a

partire dalla rete telefonica tradizionale, si è evoluta.

Infine, la trasmissione è strutturata secondo principi di multiplazione gerarchica a divisione di tempo.

SONET/SDH

L’attuale infrastruttura della rete di trasporto è largamente basata su gerarchie sincrone, che sono delle

evoluzioni rispetto alle precedenti gerarchie:

- SONET – Synchronous Optical NETwork (segnali ottici multipli della velocità base di segnale di

51.84 /)

- SDH – Synchronous Digital Hierarchy (equivalente europeo ed internazionale di SONET)

- STS – Synchronous Transport Signal (standard corrispondente per i segnali elettrici)

Le topologia, ad oggi, è tipicamente ad anelli bidirezionali, per motivi legati all’affidabilità.

Ma se prima mi hai detto che la topologia tra i nodi è a maglia… sei scemo? Forse, in seconda

istanza, ci si riferisce alla topologia tra una rete di trasporto e l’altra. Infatti, da Wikipedia: “Le reti

magliata

regionali sono collegate tra di loro a livello nazionale tramite una rete a struttura , la

dorsale

cosiddetta ”.

Strato Collegamento – Secondo Strato

Da Wikipedia:

Il livello di collegamento dati (o data link layer) è il secondo livello dell'architettura di

rete basata sul modello ISO/OSI per l'interconnessione di sistemi aperti. Questo livello in

trasmissione riceve pacchetti dati dal livello di rete e forma i frame che vengono passati

al sottostante livello fisico con l'obiettivo di permettere il trasferimento affidabile dei

dati attraverso il sottostante canale.

Funzioni di Strato Collegamento

Funzioni di questo strato:

- Delimitazione trama:

o Delimitatori espliciti

o Indicatori di lunghezza

o Lunghezza fissa

o Silenzi tra pacchetti

- Multiplazione

- Indirizzamento locale

- Rilevazione errore

- Controllo di flusso (con protocolli a finestra)

- Controllo di sequenza (protocollo a finestra)

- Correzione errori (con protocolli a f