Comunicazione wireless

I I

4 bit

Il

C I 3

8 3 bit

III

D ↳

Formula al simbolo

totale i

numero

= li

Pi . lunghezza del

(inbit

probabilità codice

del simbolo i simbolo

al

assegnato i

L +

1 +

+

2 3

= 1

. bit

1 75

5 375

375

0

+ 0

+

0 +

5 0 =

= .

. . . .

Velocità di trasmissione

Come comunichiamo questa informazione ?

Primi esempi di sistemi di. Telecomunicazioni wireless:

tam TAM ( 600 A.C. )

/ segnali di fumo ( Iliade intorno all’800)

& Piccioni viaggiatori ( giochi olimpici intorno al 700 )

↑

Esempio:

Nel 2009 è stato fatto un esperimento nel Sud Africa, ho portato la velocità di

comunicazione di un PC viaggiatore chiamato Winston ed un ADSL.

il PC del viaggiatore è stato cercato con una memory stick di 4 GB, il PC del

viaggiatore è stato istruito per arrivare ad una città di destinazione ad una

distanza di 40 km dall'origine. Quindi percorre 40 km, trasporta questi 4 GB e lo

fa in due ore. Che velocità di trasmissione abbiamo avuto con il PC del viaggiatore?

La velocità di trasmissione la misuriamo in bit al secondo.

Quindi facciamo il rapporto tra la quantità di dati che trasferiamo, in questo caso

4 GB e il tempo che ci occorre per trasferirlo. In questo esercizio 2 ore. 4 GB

diviso 2 ore. 1 byte (8 bit) Quindi 4 GB sono anche 32 GB. Ovvero 1024 al cubo.

diciamo però all'incirca 10 alla nona se non parliamo di bit ma parliamo ad esempio

di Hertz.

N.B.

GigaHertz vuol dire 10 alla nona Hertz. Giga 10 alla nona, Mega 10 alla sesta, K

minuscolo (1 km= 1000m )10 al cubo, K maiuscolo (kelvin : temperatura assoluta

273K) 10 al cubo. ->. secondo le regole del Sistema Internazionale (SI):

I prefissi come kilo, mega, giga vanno in minuscolo (tranne quelli derivati da nomi

-

propri).

Le unità che derivano da nomi propri (come Kelvin, Watt, Newton) usano la

-

maiuscola GGB b

Rb 4 5

32 Gb Mbps bps =

~ =

= .

2h S

3600

2-

Quindi volendo questa velocità di trasmissione di bit al secondo, ho trasformato

questa quantità di dati in byte in bit e questa quantità temporale in secondi. faccio il

rapporto e ottengo 4,5 megabit al secondo.

Non è una bassa velocità, a 4,5 megabit al secondo possiamo tranquillamente

lavorare con le nostre mail, trasferire qualche dato, ascoltare musica. Certo, sul

video magari un po' pochino, però un brano su youtube potremmo anche ascoltarlo.

Il piccione viaggiatore ha un "transfer rate", una velocità di trasmissione di 4,5

Mb/s. L'ADSL nello stesso tempo aveva trasmesso solo il 4% di dati.

Il piccione viaggiatore vs ADSL

L'affermazione che il piccione viaggiatore è più veloce dell'ADSL è una provocazione

famosa nel mondo della teoria dell'informazione.

In alcuni esperimenti dimostrativi (come quello in Sudafrica nel 2009), un piccione

che trasportava una chiavetta USB ha battuto l’ADSL in velocità di trasferimento

su lunghe distanze.

Questo serve a evidenziare i limiti della banda larga tradizionale, soprattutto in zone

rurali o poco servite.

ADSL: definizione corretta

La definizione data ("Asynetics Digital Subscriber Diamond") è errata o ironica.

La sigla ADSL sta per: Asymmetric Digital Subscriber Line cioè Linea Digitale

Asimmetrica per Abbonati.

“Asimmetrica” perché la velocità di download è maggiore di quella di upload.

Confronto con la fibra

Oggi la fibra ottica offre velocità molto superiori:

1 Gb/s è comune

10 Gb/s per utenti avanzati

100 Gb/s in ambiti professionali o sperimentali

L’ADSL, invece, si aggira intorno a 7–20 Mb/s in download e molto meno in upload.

Sintesi finale

Il confronto con il piccione è un modo brillante per far riflettere sulla efficienza

delle tecnologie di trasmissione.

L’ADSL è stata una pietra miliare nell’accesso a Internet, ma oggi è superata da

tecnologie come la fibra FTTH, il 5G, e le connessioni satellitari.

E ricordiamoci: la definizione corretta di ADSL è “Asymmetric Digital Subscriber

Line”, non quella fantasiosa del Diamond!

ADSL sta per "asimmetrico" perché la velocità che abbiamo in trasmissione è diversa

da quella che abbiamo in recensione. Possiamo fare il download a 10-20 megabit al

secondo ma l'upload è solo a 256 kilobit al secondo.

perché stiamo trasmettendo segnali digitali, "subscriber line" vuol dire "linea

all'utente". Vuol dire che qualcuno ha fatto un contratto con un gestore telefonico.

Subscriber line è la linea dell'utente sottoscritta con un contratto verso un Internet

Service Store. Questo standard è stato definito dall’ITU, International

Telecommunications Union, uno dei principali organismi di standardizzazione delle

telecomunicazioni, ed è stato definito nella raccomandazione C992.

Molti degli standard prodotti per le telecomunicazioni, soprattutto dall'ITU, vengono

detti "raccomandazioni", perché di fatto non viene imposta un'implementazione, ma

viene imposto un modo di fare le cose.

Queste raccomandazioni / standard sono codificati con delle lettere e dei numeri.

G992 è il numero associato all'ADSL. Poi ci possono essere diverse versioni, per cui

oltre al G992 troviamo degli altri numeri. Quando cerchiamo uno standard, il nome

commerciale è ADSL, però sappiate che il nome ufficiale è un altro, deriva dalla

raccomandazione che ha definito lo standard. Anche la seconda versione dell'ADSL

arrivava ad una velocità di 24 Megabit al secondo.

Ricapitolando:

1. Cos’è l’ADSL e come funziona

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) è una tecnologia che consente di

trasmettere dati digitali su linee telefoniche tradizionali.

È asimmetrica perché la velocità di download è maggiore di quella di upload perché gli

utenti generalmente ricevono più dati di quanti ne trasmettono.

2. Multiplazione a divisione di frequenza

L?ADSL sfrutta il doppino telefonico già usato per le comunicazioni vocali per

evitare interferenze tra voce e dati, si utilizza la multiplazione a divisione di

frequenza (FDM): si divide lo spettro di frequenze in sottobande.

Ogni sottobanda è dedicata a un servizio specifico.

Distribuzione delle frequenze: bande di

→

0–4 kHz trasmissione vocale ( voce );

↑ frequenza

→

4 kHz–~25 kHz uplink (dati dall’utente alla centrale)

I →

~25 kHz e oltre downlink (dati dalla centrale all’utente)

&

Questo tipo di separazione si chiama FDM (Frequency Division Multiplexing).

Quando si separano uplink e downlink su bande diverse, si parla di FDD (Frequency

Division Duplexing).

3. Frequency Division Duplexing (FDD)

Oltre alla separazione tra voce e dati, anche uplink e downlink sono trasmessi su

bande diverse.

Questo tipo di separazione si chiama FDD. È usato anche nelle reti cellulari, dove le

frequenze di trasmissione e ricezione sono distinte.

4. Problemi tecnici e soluzioni

Il ruolo delle bobine e l’ubilizzazione

In passato, per migliorare la qualità del segnale vocale, venivano inserite bobine lungo

la linea.

Queste bobine filtravano le frequenze alte, impedendo il passaggio del segnale ADSL.

Per installare l’ADSL, era necessario rimuoverle: questa operazione si chiamava

ubilizzazione.

.

Splitter: perché sono importanti

Gli splitter separano fisicamente il segnale vocale da quello dati.

Senza splitter, si possono verificare interferenze:

Rumori di fondo durante le chiamate.

& Disconnessioni o malfunzionamenti dell’ADSL.

I

5. Banda e velocità

La velocità di trasmissione è direttamente legata alla larghezza di banda disponibile.

Per ottenere velocità dell’ordine dei megabit, è necessario allocare una banda

equivalente.

Inizialmente si pensava che il doppino supportasse solo 4 kHz, ma con l’ADSL si è

scoperto che, rimuovendo le bobine, si possono usare frequenze più alte, migliorando la

trasmissione dati.

Conclusione

L’ADSL è un esempio concreto di multiplazione, dove voce e dati viaggiano sullo stesso

mezzo fisico grazie alla separazione in frequenza.

La sua introduzione ha richiesto modifiche fisiche alla rete (rimozione bobine) e l’uso di

dispositivi di separazione (splitter).

Questi concetti sono fondamentali per comprendere le tecnologie di trasmissione e

saranno approfonditi nel corso con altri tipi di multiplazione.

Perché non usiamo più i piccioni viaggiatori per le

comunicazioni?

Si pensi alla latenza(ritardo) che si avrebbe per una comunicazione bidirezionale.

Con il telefono ci stiamo pochi secondi tramite applicazioni mentre con i piccioni

viaggiatori più di 2 ore, quindi non lo utilizziamo anche per comodità.

bit rate (bps)

Velocità di trasmissione si misura in bit al secondo anche detta

data rate

o ed è il numero di bit che inviamo nell'unità di tempo che inviamo in

un secondo.

Il tempo di durata di un bit è il reciproco del bit rate.

[bps]

Ibaud]

Esempio: Una sorgente trasmette a 64 kb/s. È stato calcolato che la durata di

un bit è di circa 15,625 microsecondi e che in un’ora vengono trasmessi 230,4

megabit. =

Th 1 625

15 MS

=

Di

DURATA BIT

V =

- ,

03

Rb bis

1h 3600

60

-T S

=

Bit

Vanti = min

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