Ing. Gianluca Daino Ing . Gianluca Daino
Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione
Università degli Studi di Siena Università degli Studi di Siena
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I MEZZI TRASMISSIVI
I MEZZI TRASMISSIVI
I mezzi
I mezzi trasmissivi trasmissivi . .
Per realizzare le diverse tipologie di rete (Lan, Man e Wan) è necessario collegare fisicamente le apparecchiature di rete mediante opportuni mezzi trasmissivi. I mezzi trasmissivi sono suddivisi in 3 categorie in funzione del tipo di fenomeno fisico utilizzato per la trasmissione dei dati.
• Mezzi elettrici: sfruttano le proprietà dei metalli di condurre l’energia. Per trasmettere i dati si associano ai bit particolari valori di tensione.
• Onde radio (mezzi wireless): il fenomeno fisico utilizzato è l’onda elettromagnetica, una combinazione di un campo elettrico e ed una campo magnetico variabili, che ha la proprietà di riprodurre a distanza una corrente elettrica in un dispositivo ricevente.
• Mezzi ottici: laser, led e fibre ottiche, in cui il fenomeno fisico utilizzato è la luce.
Attenuazione Attenuazione
Tutti i fenomeni fisici utilizzati per la trasmissione dei dati si basano sul trasporto di una qualche forma di energia che codifica l’informazione (segnale), a cui il sistema fisico attraversato si oppone determinando una attenuazione dell’energia trasmessa.
L’attenuazione viene espressa generalmente in dB/Km (decibel al chilometro).
Banda Passante Banda Passante
L’attenuazione è inoltre diversa in funzione della frequenza. L’intervallo di frequenze che possono essere trasmesse senza eccessiva attenuazione è chiamata banda passante.
Normalmente la banda passante è data dai valori di frequenza minimo e massimo in cui la potenza del segnale si dimezza.
Distorsione Distorsione
Il diverso comportamento del mezzo trasmissivo in funzione della frequenza genera anche distorsione, cioè l’alterazione dell’andamento nel tempo del segnale.
Rumore Rumore
Ad alterare il segnale concorre anche il rumore, cioè la sovrapposizione al segnale di energia proveniente da elementi esterni al sistema trasmissivo (disturbi elettromagnetici).
Caratteristiche dei mezzi
Caratteristiche dei mezzi trasmissivi trasmissivi
Per i fenomeni descritti non è importante quantificarne l’effetto in termini assoluti, bensì in termini relativi, cioè determinare quanto viene alterato il segnale trasmesso. Si usa come unità di misura il decibel (dB), grandezza che esprime il rapporto, in termini logaritmici, di due grandezze fisiche:
attenuazionedB = 20 log Vin Vout
Banda Passante
Risposta in frequenza.
Decibel
Il cavo coassiale ha al suo interno un filo conduttore di rame. Il cavo che ricopre il filo serve a garantire l'isolamento tra il filo di rame ed uno schermo di metallo intrecciato. Tale schermo limita le interferenze esterne.
Per molto tempo il cavo coassiale è stato l'unica possibilità per la cablatura di reti locali ad alta velocità, nonostante alcuni svantaggi: non si poteva piegare facilmente ed era soggetto a frequenti rotture meccaniche ai connettori.
Il cavo coassiale
Il cavo coassiale
Il cavo coassiale Il cavo coassiale
• E’ costituito da due conduttori concentrici separati da dielettrico . I diversi tipi di cavi coassiali si distinguono per il diametro del conduttore interno d e di quello esterno D e sono spesso indicati con la sigla d/D.
I tipi di cavi coassiali per le applicazioni telefoniche sono i seguenti :
2,6 / 9,5 mm 1,2 / 4,4 mm 0,7 / 2,9 mm
Conduttore centrale
Dielettrico Conduttore esterno
Isolante
Caratteristiche dei cavi coassiali usati in telefonia
Tipo di cavo Attenuazione a 1MHz (in Db/Km) Velocità di trasmissione(Mbit/sec)
2,6 / 9,5 2,32 140
1,2 / 4,4 5,3 34 0,7 / 2,9 8,9 8
All’aumentare del diametro dei conduttori diminuisce l’attenuazione e aumenta la velocità
Il doppino telefonico (
Il doppino telefonico ( Twisted Twisted Pair) Pair )
Il doppino è il mezzo trasmissivo classico della telefonia e consiste in due fili di rame ricoperti da una guaina isolante e ritorti (o "binati" o "twisted") detti comunemente
"coppia" (pair, in inglese, da cui twisted pair o TP).
Le caratteristiche principali sono:
• Basso costo e grande maneggevolezza;
• Banda di trasmissione piccola;
• Attenuazioni medie.
10
0,1 1
0,1 1 10 100 1000 f (KHz) ATTENUAZIONE
(dB/Km)
ESEMPIO TIPICO DELL’ATTENUAZIONE INTRODOTTA DA UN DOPPINO TELEFONICO AL VARIARE DELLA FREQUENZA
( diametro doppino 0,6 mm)
Il doppino telefonico (Twisted Pair)
-La categoria 1 (Telecommunication) comprende i cavi adatti unicamente a telefonia analogica.
-La categoria 2 (Low Speed Data) comprende i cavi per telefonia analogica e digitale (ISDN) e trasmissione dati a bassa velocità (per esempio linee seriali).
-La categoria 3 (High Speed Data) è la prima categoria di cavi adatti a realizzare reti locali fino a 10 Mb/s (Ethernet a 10Mb/s e Token-Ring a 4Mb/s).
-La categoria 4 (Low Loss, High Performance Data) comprende i cavi per LAN Token-Ring fino a 16 Mb/s.
- La categoria 5 (Low Loss, Extended Frequency, High Performance Data) comprende i migliori cavi disponibili, per applicazioni fino a 100 Mb/s, su distanze di 100 metri.
Categorie di doppini telefonici
Categorie di doppini telefonici
LE FIBRE OTTICHE LE FIBRE OTTICHE
Una fibra ottica è costituita da un cilindro interno detto nucleo (core), e da una corona esterna detta mantello (cladding). Il materiale di costruzione è il vetro. Il vetro, se stirato a dimensioni micrometriche, perde la sua caratteristica di fragilità e diventa un filo flessibile e robusto.
Il core ed il cladding hanno indici di rifrazione (misura della capacità di riflettere la luce) diversi (n1 e n2), ed il primo è più denso del secondo. La differenza negli indici di rifrazione determina la possibilità di mantenere la luce totalmente confinata all'interno del core.
ESEMPIO :
diametro nucleo : 2,5 mm, n1=1,527 diametro mantello : 40 mm, n2 =1,517
LE FIBRE OTTICHE LE FIBRE OTTICHE
Il grande successo delle fibre ottiche è dovuto a diversi fattori tra cui:
- totale immunità da disturbi elettromagnetici, non impiegando materiali conduttori, e trasportando particelle (fotoni) elettricamente neutri;
- alta capacità trasmissiva: sono operative fibre ottiche a 2 Gb/s;
- bassa attenuazione: alcuni decimi di dB/Km;
- dimensioni ridottissime e costi contenuti.
Schema generale di un sistema di comunicazione in fibra ottica
SORGENTE OTTICA 10 1 0 0 1 1 0
1 0 1 0 0 1 1 0
RIVELATORE OTTICO
10 1 0 0 1 1 0
• Sorgenti ottiche
• LED ( Light Emittor Diode) : dispositivi con costo ridotto, ma con basse prestazioni
• LASER :sorgenti per reti con prestazioni medio-alte
• Rivelatori ottici
• PIN (Positive-Intrinsic- Negative)
• APD ( Avalanche PhotoDiode)
MANTELLO
NUCLEO (CORE)
Per risolvere definitivamente il problema della dispersione modale si usano le fibre ottiche monomodali.la fibra ottica monomodale ammette una sola modalita’ propagativa.sulle fibre monomodali si trasmette con laser costosi, ma si coprono distanze maggiori a velocita’ maggiori rispetto alle fibre
multimodali.
MONOMODALE
MONOMODALE LASERLASER
MONOMODALE MONOMODALE
LE FIBRE OTTICHE MONOMODALI
LE FIBRE OTTICHE MONOMODALI
MODELLO MODELLO
CLIENT/SERVER
CLIENT/SERVER
POSSIBILI STRUTTURE DEL SISTEMA POSSIBILI STRUTTURE DEL SISTEMA
INFORMATIVO INFORMATIVO
La struttura di un sistema informativo può essere basata su due filosofie diverse :
z Mainframe : in questa struttura una macchina (mainframe) effettua tutte le operazioni sui dati, memorizza i dati e li distribuisce all’utente. L’utente ha a disposizione un terminale stupido nel senso che non richiede capacità elaborative, ma viene usato soltanto come unità di visualizzazione e di inserimento dati.
z Client/Server :
Il sistema è formato da due tipi di moduli : il client e il server, che generalmente sono eseguiti su macchine diverse collegate in rete.
Il server svolge le operazioni necessarie per realizzare un servizio; ad esempio gestisce le banche dati, gestisce l’aggiornamento dei dati e la loro integrità,....
Il client può effettuare alcune operazioni e quindi richiede un terminale con capacità elaborative ( generalmente un PC). Tipicamente il client gestisce la porzione di interfaccia utente dell’applicazione, verifica i dati inseriti e provvede ad inviare al server le richieste formulate dall’utente. Inoltre gestisce le risorse locali, come la tastiera, il monitor, la CPU, e le periferiche. In pratica il client è quella parte dell’applicazione che l’utente vede e con la quale interagisce.
L’affermazione di questo modello è legata alla disponibilità di reti locali a basso costo ed alla diffusione della rete Internet, in cui i servizi seguono tale struttura.
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Architettura CLIENT/SERVER Architettura CLIENT/SERVER
La maggior parte dei servizi telematici offerti da Internet si basano su una particolare modalita’ di interazione denominata tecnicamente architettura client-server. Tale nome indica un software che e’
costituito da due moduli integrati ma distinti,
residenti generalmente su calcolatori diversi.
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Cos’e’ un
Cos’e’ un client client /server /server computing?
computing?
In un ambiente client/server, sul computer client e’ in esecuzione un software applicativo (programma client ).
Il programma client :
– Abilita l’utente a spedire una richiesta di informazione al server.
– Formatta la richiesta in modo che il server possa capirla.
– Formatta la risposta del server in modo che l’utente
possa leggerla
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Cos’e’ un
Cos’e’ un client client /server /server computing?
computing?
In un ambiente client/server, sul computer server viene eseguito un software applicativo chiamato programma server.
Il programma server :
– Riceve una richiesta da un client e processa la richiesta
– Risponde, spedendo l’informazione richiesta, al client
Il modello
Il modello client client - - server server
z
Il termine server è applicabile a qualsiasi programma che offra un servizio accessibile su una rete. Un server accetta una richiesta sulla rete, esegue il suo servizio e restituisce il risultato al mittente
z
Per i servizi più semplici, ogni richiesta arriva in un unico datagram IP e il server restituisce una risposta in un altro datagram.
z
Un programma in esecuzione diventa un client quando invia
una richiesta a un server e aspetta una risposta
Server side Server side
z
I programmi server di solito sono molto più difficili da scrivere dei client, perché devono gestire più richieste simultaneamente, soprattutto se serve molto tempo per elaborare una singola richiesta (ad esempio, si consideri un server di trasferimento file responsabile della copia di un file su un'altra macchina).
z
