Pier Luca Montessoro, Università degli Studi di Udine

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RETI DI CALCOLATORI E APPLICAZIONI TELEMATICHE

Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine

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Nota di Copyright

Lezione 9

Fibre ottiche e collegamenti wireless

Lezione 9: indice degli argomenti

• Fibre ottiche

• Struttura e funzionamento delle fibre ottiche

• Dispersione modale

• Tipi di fibre ottiche

• Collegamenti wireless

• radio

• raggi infrarossi

Fibre ottiche

Struttura di una fibra ottica

core cladding

rivestimento

primario guaina

protettiva

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Legge di Snell

indice di rifrazione n₂

α1 indice di rifrazione n₁ α2

2

1 n

n >

2 2 1

1sinα =n sinα n

Riflessione totale

α1

2

1 n

n >

) / ( sin ¹ ₂ ₁

1>α_c = ⁻ n n α

indice di rifrazione n₂

indice di rifrazione n₁

Cono di accettazione

α_i _n

1 = 1. 5 n₂= 1.475 αc = 90º - αi≅ 79.5º

Dispersione modale

M1

M3 M4 M2

M1

M2 M3

M4

t t

Fibre “graded index”

n

raggio

FIBRE 50 / 125 62.5 / 125

Fibre monomodali

FIBRE 8 / 125 9 / 125 10 / 125

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Connettorizzazione e giunte

10/125 50/125

• La difficoltà di interconnettere fibre ottiche aumenta al diminuire delle dimensioni del core.

Lunghezze d’onda

1525 1300 900

455 700

I finestra

II finestra III finestra

Luce visibile 10

5 2 1 0.5

attenuazione dB/Km

λ nm

Bande passanti

I finestra 800 - 900 nm 150 MHz^.Km II finestra 1250 - 1350 nm 500 MHz ^.Km II finestra con laser su multim. 1 GHz^.Km II finestra con laser su monom. 10 GHz^.Km III finestra 1500 - 1550 nm 100 GHz^.Km

Tipi di fibre: multimonofibra (tight)

Fibra ottica diametro esterno 250 µm

250 µm = 125 µm + rivestimento primario

Elemento centrale dielettrico

Guaina toxfree o Low-smoke-fume

Filati aramidici Rivestimento

aderente diametro esterno

0.9 mm

diametro esterno da 2 ÷ 3 mm

Tipi di fibre: bretelle ottiche (tight)

0.9 mm

diametro esterno da 2 ÷ 3 mm

Tipi di fibre: multifibra (tight)

Elemento centrale dielettrico

0.9 mm

Protezione metallica o dielettrica

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Tipi di fibre: cavi di tipo loose

250 µm = 125 µm + rivestimento primario Elemento centrale

dielettrico Filati aramidici

Protezione metallica o dielettrica Tubetto tamponato a gel

Tamponante antidrogeno

Guaina in poliuretano Guaina in polietilene

Tipi di fibre: cavi di tipo slotted core

Cava Elemento centrale dielettrico

Filati aramidici

Protezione metallica Corrugato di acciao

Tamponante (gel)

Guaina in poliuretano Guaina in polietilene

Modulo scanalato

Connettore e bussola ST

Connettore e bussola SC

Vantaggi delle fibre ottiche

• Immunità ai disturbi elettromagnetici

• Sicurezza

• Elevata banda trasmissiva

• Minori dimensioni e peso rispetto al rame

• Maggiori distanze senza ripetitori

Svantaggi delle fibre ottiche

• Monodirezionalità

• servono sempre due fibre per un canale bidirezionale

• Maggior costo di installazione

• Maggior costo dei dispositivi attivi I COSTRUTTORI SONO AL LAVORO PER RIDURRE

I COSTI

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Collegamenti wireless

Tecnologie disponibili, limitazioni e vincoli

• Radio

• sovraffollamento delle frequenze

• aspetti di regolamentazione

• Ottiche

• limiti ambientali

• limiti sulle distanze

Tecnologie trasmissive ottiche:

raggi infrarossi

• Tecniche di trasmissione:

• unidirezionale (“aimed”), raggiunge alcuni Km con laser

• per collegamento tra LAN remote

• omnidirezionale (eventualmente per riflessione sul soffitto)

• per wireless LAN in una stanza

Tecnologie trasmissive ottiche:

raggi infrarossi

• Vantaggi

• non servono licenze

• immunità alle interferenze radio

• stessa tecnologia dei telecomandi

• Limiti

• interferenze con illuminazione naturale e artificiale

• i segnali non possono attraversare le pareti

potenza

frequenza

Tecnologie trasmissive radio

• Banda ISM (Industrial-Scientific-Medical:

902-928, 2400-2480, 5150-5250 MHz)

• Spettro disperso (Spread Spectrum)

trasmissione a spettro disperso trasmissione a

banda stretta

Spettro disperso (Spread Spectrum)

• 2 tecniche:

• frequency hopping (FHSS)

• direct sequence (DSSS)

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50 ms

frequenza

tempo

Frequency hopping spread spectrum

• Fa uso di tabelle predefinite per cambiare continuamente frequenza di trasmissione

Frequency hopping spread spectrum

• Velocità trasmissiva effettiva spesso minore di 0.5 Mb/s

• Consumi ridotti

• Tecnica adatta per celle vicine

01101000101 10010111010

0 1

Direct sequence spread spectrum

• Ogni bit viene moltiplicato per una sequenza digitale a velocità da 10 a 1000 volte superiore il bit rate

tempo 1 µs

Direct sequence spread spectrum

• Maggior velocità rispetto al FHSS: tra 1 e 2 Mb/s

• Maggiori consumi (ma è previsto lo

“sleep mode”)

Lezione 9: riepilogo

• Fibre ottiche

• Struttura e funzionamento delle fibre ottiche

• Dispersione modale

• Tipi di fibre ottiche

• Collegamenti wireless

• raggi infrarossi

• radio: spread spectrum

Bibliografia

• “Reti di Computer”

• Capitolo 2

• Libro “Reti locali: dal cablaggio all’internetworking”

contenuto nel CD-ROM omonimo

• Capitolo 3

• Parte del capitolo 11

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Come contattare il prof. Montessoro

E-mail: montessoro@uniud.it Telefono: 0432 558286 Fax: 0432 558251

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