Bitrate

La velocità di trasmissione è solo uno dei parametri che definiscono la qualità di un

sistema di telecomunicazione. In ambito tecnico si parla di QoS (Quality of Service),

che include:

Velocità di trasmissione

& Affidabilità (reliability)

- Ritardo (delay)

( Variabilità del ritardo (jitter)

v

E-mail

Velocità: può essere bassa

& Ritardo: non critico

↑ Affidabilità: fondamentale (es. codice IBAN)

↑ Telefonia

Velocità: bastano 64 kbps, anche 2.4 kbps

S Ritardo e jitter: critici per la qualità della conversazione

& Affidabilità: meno importante, il cervello umano compensa

& Videogiochi

Jitter e latenza: fondamentali

& Affidabilità: molto importante per l’esperienza utente

I Controlli industriali

Affidabilità: prioritaria

↑ Velocità: può essere molto bassa

& Il problema di Internet: il "best effort"

Internet è nato come un sistema "best effort", cioè:

Non garantisce alcun parametro di qualità

I Non assicura né velocità, né affidabilità, né ritardo minimo

&

È uno strumento universale, ma non ottimizzato per applicazioni critiche.

Conclusione

Ogni applicazione ha esigenze diverse: non è possibile ottimizzare tutti i parametri

contemporaneamente. Per questo motivo, in progettazione di reti e sistemi di

comunicazione, si scelgono compromessi in base al tipo di servizio da offrire.

Bitrate e numero di utenti: un equilibrio delicato

La quantità di utenti collegati influisce direttamente sul bitrate disponibile per

ciascuno. Più utenti ci sono, meno banda può essere garantita a ognuno. Questo

comportamento è accettabile in molte applicazioni, ma non va bene nei contesti

industriali, dove è fondamentale:

Conoscere esattamente il bitrate con cui si monitorano i sensori

Garantire un ritardo massimo preciso nelle comunicazioni

Nei controlli industriali, anche un ritardo di 10 ms può essere eccessivo. Eppure,

oggi si cerca di portare tutto su Internet: Internet of Things, Voice over IP, e

altri servizi digitali. Ma Internet, per quanto diffuso, non è nato come strumento

affidabile per applicazioni critiche.

L’evoluzione delle reti di telecomunicazione

La storia delle telecomunicazioni è ricca di innovazioni, ciascuna pensata per

rispondere a esigenze specifiche:

Telegrafo ottico: specchi e segnali visivi, usati persino per sconfiggere

I Napoleone

Telegrafo elettrico: introdotto nel 1828 da Morse

↑ Telefono: inventato da Meucci nel 1857

T Radio: sviluppata nel 1895 da Marconi

- Tecnologie moderne: Bluetooth, Wi-Fi, digitale terrestre, reti cellulari,

↑

ecc.

Perchè non un unico sistema ? KPI legati fra loro!

Cosa hanno in comune ?

Qual è la differenza con i piccioni viaggiatori ?

Perché tanti sistemi diversi?

Non esiste una rete unica che possa soddisfare tutti i requisiti contemporaneamente.

Ogni sistema è un compromesso tra:

Velocità di trasmissione

- Consumo energetico

- Banda disponibile

A Affidabilità

& Mobilità

& Sicurezza

↑

Aumentare la velocità, ad esempio, può significare maggiore consumo o richiesta di

più banda, che è una risorsa limitata.

Cosa accomuna tutti i sistemi di comunicazione?

Alla base di ogni tecnologia di telecomunicazione c’è un elemento comune: la

trasmissione di segnali elettrici o onde elettromagnetiche.

Che si tratti di radio, fibra ottica, Wi-Fi o Bluetooth, l’informazione viene convertita

in segnale e trasmessa attraverso un mezzo fisico.

Parametri di Qualità del Servizio (QoS) nelle

Telecomunicazioni

Questo punto riguarda l'importanza di molti indicatori oltre alla velocità di

trasmissione, come il ritardo, il jitter e l'affidabilità, nella definizione delle prestazioni

di un sistema di comunicazione, a seconda dell'applicazione specifica (e.g. voce, email,

video, controllo industriale).

Sistemi di telecomunicazioni

In tutti i sistemi di telecomunicazioni moderni l’informazione è trasmessa

mediante segnali elettrici e/o onde elettromagnetiche.

Modello simplex

Il modello simplex permette di analizzare comunicazioni punto-punto:

comunicazione diretta tra TX e RX →RX

unidirezionali: l’informazione viaggia in un’unica direzione, TX

In realtà, nelle telecomunicazioni si hanno configurazioni differenti..

Esistono sistemi in grado sia trasmettere che di ricevere, contemporaneamente (full-

duplex) o alternativamente (half-duplex)

Esistono sistemi con più trasmettitori e ricevitori (connessi allo stesso canale o

attraverso canali distinti)

Il modello simplex, nonostante la sua semplicità, permette di studiare

anche le configurazioni suddette.. Transceiver

Un sistema in grado di trasmettere e ricevere è detto ricetrasmettitore o

transceiver (trans-mitter and rec-eiver)

Modello Simplex e comunicazione

Quando studio i sistemi di comunicazione, parto sempre dal modello più semplice: il

modello Simplex. Questo modello descrive una comunicazione unidirezionale, cioè

l’informazione viaggia solo in una direzione, dalla sorgente al destinatario. Un

esempio classico? La televisione digitale terrestre: c’è un trasmettitore centrale e

tanti ricevitori sparsi. Nessuno di questi ricevitori può rispondere al trasmettitore. È

una comunicazione punto-muto, e il modello Simplex la descrive perfettamente.

Ma nella realtà, i sistemi di comunicazione sono spesso più complessi. Pensiamo ai

cellulari: io posso trasmettere e ricevere contemporaneamente. Questo tipo di

duplex.

comunicazione si chiama Se posso parlare e ascoltare nello stesso

momento, si parla di full duplex. Se invece devo alternare tra parlare e ascoltare,

come succede con un walkie-talkie, allora è half duplex. Infatti, con il walkie-

talkie devo premere un pulsante per parlare, e rilasciarlo per ascoltare. Non posso

fare entrambe le cose insieme.

Modellare sistemi complessi con il Simplex

Ora, mi chiedo: posso usare il modello Simplex per descrivere anche questi sistemi

più complessi? La risposta è sì. Basta pensare in modo modulare. Ad esempio, un

sistema bidirezionale può essere visto come due sistemi Simplex in direzioni opposte:

uno va dal trasmettitore al ricevitore, l’altro dal ricevitore al trasmettitore. Se è

half duplex, posso immaginare un interruttore che decide chi trasmette e chi

riceve in quel momento.

Reti e comunicazione multipla

Quando parliamo di reti, le cose si complicano ancora di più: ci sono tanti utenti,

ognuno con il proprio trasmettitore e ricevitore. Anche qui, posso usare il modello

Simplex per descrivere ogni singolo flusso di comunicazione. Ad esempio, nel digitale

terrestre, ogni ricevitore riceve da un unico trasmettitore. Quindi posso immaginare

tanti sistemi Simplex in parallelo.

Fondamenti fisici

Alla base di tutto questo ci sono i segmenti elettrici e le onde elettromagnetiche.

Sono loro che permettono la trasmissione dell’informazione, sia in un sistema

semplice che in uno complesso.