Trattamento del segnale
o Trasmissione dati o Sistemi di comu-nicazione ~~
LIVIANA
-.
",.
•
FRANCESCO MARINO
f
TELECOM UN ICAZION I Trattamento del segnale Trasmissione dati Sistemi di comunicazione
LIVIANA
III
II
SOO2:
9002:
VOO2:
8002:
2:002:
:OUU\;I :aUOIZIP3
III
°OllpiP IjUaflB IIBap sucztscdsjp B 9 osuadurco lap o).JOdWI,1suo BJljljUaps a BJljSljJB 'BUBJallal ?jaudoJd Bllap OIJljjn,IIB oiaouuou 9 IS 'OIJBP esseiod ILP aJBIJJBJjUU IP ?jIOJIJ!IP Bllap BSnBJ B 'auojznpordu IP osssuusd II arauauo allqlssod OjBjS 9 uou InJ UI ISBJ I Jed
°
°3VTS Bllap oUBaSSBJjUOJlap ouumu uou ajBWJlj uou aidoo al allBjjBJjUOJ ouoouaiu IS
ilreu
UI pejUfJd
2:001: 0IBuuaB .auorzipa oUPOl - 3HOlI03
II
INltlBd
2:00e:
e~ @
(oll ILljBVIJ- BdwBjS dOVIJTldwejS BuBOI08 - 30\;1 :euolzlsodwOJoj0::f BPIBfll1I °8 °0 :euo!zewt5edw/ Il)aflltl aplljBVIJ :fUt5eS!O IIlaul)JBVIJBJIUOVIJ:euolzepel:J Bllauoo BloBd :e/"B!JoJlpeojuewewpJo0:J
jrlUUjadOMMM/ldllLl jeUJejUI jlOIUujad@BJljljUaps /mw-e
31:101103 INI1:I13d
A mia moglie, Olivia, e ai nostri figli, Martina, Simone, Irene, Chiara e Tommaso
II corso e strutturato in due volumi, organizzati in moduli, a lora volta suddivisi in unita. Esso rappresenta uno strumento attento alle esigenze didattiche, chiaro nell'esposizione, aggiornato e completo; e inoltre arricchito dal materiale presente sul sito Internet che 10 correda. Tutto cio puo essere puntualizzato attraverso un breve esame dei criteri che hanno guidato la stesura sia del testa sia dei documenti integrativi. -
-
-
-
-
-
-
La materia telecomunicazioni implica per gli studenti la comprensione di aspetti fisici, matematici e tecnologici mai affrontati in precedenza. Per tale motivo e stata posta la massima cura nel non presupporre eccessivi concetti e nozioni. Percio alcuni aspetti della materia sono trattati inizialmente a un livello di base e poi sviluppati successivamente. Nell'esporre i diversi argomenti e stato seguito un metodo in cui la discussione delle idee di base precede l'approfondimento degli eventuali aspetti matematici e applicativi. Tale approccio permette in molti casi ai docenti di graduare il livello della trattazione in base alle proprie esigenze. Dove e stato possibile, sono stati sviluppati gli aspetti pili concreti della materia al fine di porre 10 studente diplomato in condizioni di affrontare il mondo del lavoro odella formazione con un equilibrato bagaglio di competenze teoriche e di capacita pratiche. Questo aspetto e evidenziato in particolare dalla presenza di numerosi esempi ed esercizi. Gli aspetti matematici sono stati affrontati nel rispetto del grado di avanzamento degli studio In alcuni casi si e ritenuto che le complessita matematiche esulassero dal livello del corso; ciononostante e stato mantenuto il rigore necessario per non introdurre concetti vaghi 0 imprecisi. Sia per facilitare 10 studio della materia sia per permettere ai docenti di tenere le proprie lezioni in modo pili scorrevole, si e cercato per quanto possibile di esplicitare i passaggi matematici intermedi e di riportare nel contesto della trattazione le formule utilizzate. Gli strumenti di valutazione, comprendenti esercizi, test a scelta multipla, completamento di frasi, figure e tabelle, test vero/falso e domande a risposta aperta, sono stati ampiamente sviluppati. In ogni unita e presente una prova strutturata con la funzione di strumento di verifica per 10 studente. La scelta di utilizzare il software di simulazione MATLAB per alcuni esempi ed esercizi e stata dettata dalla necessita di potere affrontare alcune complessita matematiche nel modo pili pragmatico possibile. La familiarita con tale strumento risultera certamente utile agli studenti che al termine degli studi scolastici decideranno di proseguire la propria formazione in ambito scientifico. Un'introduzione all'uso di MATLAB comprensiva della spiegazione del codice utilizzato negli esempi del testa e presente nel sito Internet di supporto al libro.
z z z z
orrucxrcd
0pU:l:JU]
'oreuodu nrdos lIU1.U-:l OZZ~l1pU!,nU ~UOIZUAI:lSSOoudozd :lI onosord oiscnb tp OlU:l1.UUlOII'3~1.UIU :lImq~IlUO:J U qUFAUI OUOS ~IOn:lI I iotr OU~IU1.UO:JS:l:)uUI]®O]U~
T!U1.U-:lOZZIl~pU~,nu 0lUnUlUO:J :lI:lSS:l ond oisoi oisonb ~P cromnj 'rnonndo o qU:lUInJOp !P o~qWUJS 0 qU:lwu;}'3'3ns 'qU;}1.U~IUnp qunlU;}A;} I;}d ':lIOlnuJ PUW-;} U!A :lIUnUlUO:J U qUl~AU~ouos ormqtnuoo ~AI:llOd ~P ouosuoiu ;}lP OIOIOJ tutu :;}UOIzUlOquH0:J lP ;}I;}UBIBJ ;}I;}ABIp ;}UOdOId IS Ol~S II 'BJ;}lO~IqIH ')]:uq 'lS;}l 'OlBlS ~P ;}WUSa '~UOIZUl~:Jl;}S3. 'nuounpuojorddv 'u~p;}wqrnw IUOIZ;}S ;}I ;}lSIA;}ld ouos Ol!S Ins ;}lU:l1.UIBnUY iotr OU~lBWO:JS;}JUUIrMMM/ /:dnq :OZZ~lIpU!,nB l:lUl;}lUI ns q~q~UOdSIP ouos
oisoi
oisonb
ouul'3;}lU~ :lq:J :lSlOS~l ;}'1
I!Bw-a oraoddns a JaUJaJuI oJ!S ';}IU~p;}~lIn1.U ;}l:lnUIBJ B !UO~ZBl'3:llU~ :lun:JIB iourciuj Ol!S Ins q~q~uods~p ;}S:lI ;}lB1S QUOS OA90m ;}IBl I;}d '~loI0:J B !U~'3U1.UUl~0 ~UO~ZB~UB 'mons up 9Blloddns crosse OUUA;}lOd B~l;}lB1.UuIPP rnodsa IUn:Jlu :lq:J OUB] I~ 0lUl:lPISUO:J OlB1S 3. 'OJqsuI0:JS Ol!qUlU,H;}P uon] Ip IB !UO!ZU1U;}UlU;}ds;}UdOId :lI ;}lUlIdUlB !P ~lu;}pnlS !I'3u OP01.U amp rod u~s 'OlU:lUlTIllS :lIBl Ip ~lq!q~SS:lU BA!lp'3'3o,I rod B!S romduroo IBUOSI:ld PP ozzqqn,HB 0l!BS~I 0lUP 0lU1S 3. 'u:J!J!:J:lds oddori :lUO!ZBW:lmnIlS !P ozz~pln,I orosscuoddnscrd :lqJ ozucucdsc orrodord uou !P 0Ipnb 0lU1S ~ OlU;}lU!,I 'l;}UI;}lUI OlIS Ins qrqtuodstp ;}S:lI 'O!JOJBJOqBI !P !UO!zBlpJaSa :lI uplun'3~l oitranb l:ld '~IBnUB ordures !lU:lWTIlJS !P orrodstp Ip unopms :l qU:l:J0P B OUUUl:ln;}1.Ul;}d ;}q:J nrorzezzqaruund :l qU;}WIPUO]Olddu '9U:lWUUlO~'3'3U ~P :lUO~ZUJ!Iqqnd uI rod iouranq 0lIS I! :llUzzI[~ln ~P OlU;}'3'3ns onbunuroo Bq ;}UO!ZB:J~unmo:J BIPP :l!'30IOU:J;}l ;}IPP ;}uo!znIoA:l Ip ~l!P!qBl B'1 'OlBUlOI'3'3B :l Ol:lId1.Uo:J opqtssod md P on:l'3Old un oraoqqqnd ~P OlB:JI;}:J~ ~S -
1\1
Presentazione
.
III
.
3 3 7 8 10 10
Modulo 1
TRATTAMENTO DEL SEGNALE UNITA 1
Analisi dei segnali 1.1 1.1.1
Teorema di Fourier
1.1.2 1.1.3
1.2
.
Serie unilatera e serie bilatera Teorema di Parseval Forma esponenziale
. .
Segnali non periodici
.
1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4
Integrale di Fourier Trasformata di Fourier Densita spettrale di potenza Alcuni interrogativi
1.3 1.4 1.5
Trasformata discreta di Fourier Delta di Dirac
. .
.
.
.
.
11
. . .
.
Segnali digitali binari
.
Prova strutturata
.
13 14 15 19 20 24
UNITA 2
Modulazione di portante sinusoidale con segnall analogici
2.1 2.2 2.3
Scopi della modulazione
2.4
Modulazione AM
2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4
2.5 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.6 2.6.1
Introduzione
AM AM AM AM
a portante trasmessa DSB . SSB VSB
Modulazioni angolari
Generalita
.
26 27 27
. . .
.
FDM
. .
. . .
. .
.
32 34 36 38 38
.
.
Modulazione FM Modulazione FM stereo Modulazione PM . Conversione PM-FM
Multiplazione
25 25
.
Classificazione delle modulazioni Modulazione Modulazione Modulazione Modulazione
.
43 44 46 47 47
'9 '9
'9 '9
'9 '9
(;6
06 68 L8
.................................................................................................... eJeJnunJJs ellOJd ............................................ !luedwelS ......................................................................................................... a::n Aeldsla ...................................... ..
rsinouioo
leUOsJad rsd JOllU01!II
(;8
'9
£8
'9
................... .. OOlWOJOPl0ldoosaulJ 98 ................................... u/q Ul oldoosaulJ 98 ................................................................................................................................................. auo!zeZZ!lenS!A 98
'9
'9
~8
'9
'9 '9 '9 '9 '9 '9 ~'9
.........................................
..
... lJOIOOe oaPl/\ aleu~as lJOIOOe eJaWeOalal
......... u/q u] oapl/\ aleu~as ............................. elelooelleJalUl auolsueos .....u/q Ul eJaWeoalal 0llpoo,lIap el~OIOlSl.:l
08 6L 8L 8L
LL LL 9L 9L 9L
.................................
................................... oap!/\ auorzrsmbov ................................. alell~lP eJaWeOOl0.:l
.................. ............................
PL PL
~JO
.. lJOIOOe Como JaUueOS ........................................................ . £8 xe.:l .............................................. aUOlznlosl~ .................................................................. aJJ
........ ass!J !u!~eww! !P auojztsjnbov .................................... ... aJOIOO !P !zeds
£L £L GL GL
.......................................................... e/\memos lsalUlS ................................................................................................................................... e/\!llPpe lsaWlS
......................
.
POIOO lap !SalU!S .................aJOIOO lap auo!zaoJad
H
L'P V'g'V £'g'V (;'g'V 1:'g'v 9'P
9'9'v 9'9'v v'9'v £'9'v (;'9'v 1:'9'v 9'P
g'V'V 9'v'v v'v'v
£·V·V (;·V·V TYv p'P £'P (;·(;·V
T'(;'v (;'P
~'p
!Arl-el9J !Jo»npseJ:j. 9 IUI~eWWI
·s
P YIINn
·S ·S '9 9 9
9 9
·s s S 9 9
s 9
s S 9 9
.........eJeJnunJJs elloJd 69 lsav 99 ·........ ···lSOX 99 ......................... It\IJl !UO!ZelnpOIt\l P9 .......................It\I\fO auo!zelnpolt\l (;9 ........................................................................................................... aseJ.llod .luOlzelnp01!II ~9 .. YlSda auolzelnp01!II ~9 ... )1Sd aUO!Zelnp01t\I 09 ................................ YlSI!II8 aUOlzelnp01!II 09 .......................................................................... YlSI!II aUOlzelnp01!II 69 ............................. . )1S.:l aUO!ZelnpOIt\l 99 ..... )1S\f aUO!zelnpOIt\l 99 ...........aleJnads ezua!OlJ.J.3 99 ............................................................... aJOJJalP ossel P9 ... euojzarnpoui lP ~llOOla/\ a eJJ.!OlP ezuanbaJ.:l £9 ................................................................... auo!ZnpOJlUl £9
!3IJ9WnU !leU~9S U03 9Iep!osnu!s
TT£ L'£
9'£ 9'£
(;·V·£ TY£ P'£ (;.£.£
T'£'£ £.£ (;'£ £T£
(;T£ TT£ 1'£
9:j.ue:j.Jod !p 9uo!zelnpow £ YIINn
~9
.................................................................................................................................. eJeJnunJJs elloJd ........................ szuanbau Ul auolzeoolle :olpeJ lUOlSSlWSeJl
09
.................... ..
LP
lOluOJ,alal!leu~as lP aUOlzeld!llnl!ll
aojpu]
IA
Indice
47 50 51
53 53 54 55 55 56 59 60 60 61 61 62 64 65 66 69
IJN)rX5 ~~nti 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5 5.3.6 5.4 5.5 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.5.4 5.5.5 5.5.6
di teoria dell'informazione Generalita Sorgenti discrete Teoria dell'informazione Quantita di informazione Entropia di una sorgente
. . . .
Codifica di sorgente
. .
..
.
Primo teorema di Shannon Codici a lunghezza fissa Codifica ottimale Algoritmo di Huffman
. . . . .
. .
Compressione dati
.
Generalita Algoritmo RLE Algoritmi LZ La compressione nel fax G3 Formati compressi Compressione hardware
.
.
. .
.
.
.
0
.
..
. .
Capac ita informativa di un canale trasmissivo
.
Codifica di canale
..
..
..
Introduzione .. Codici a maggioranza Controllo di parita Protezione a ridondanza di blocco Codici ciclici .. Codici convoluzionali
. . .. ..
Esercizi
71 72 72 73 73 74 74 75 75 76 77 77 78 78 79 80 81 82 83 85 85 86 87 89
..
Prova strutturata
..
94 94 95 96 97 97 97 99 99 101 102 102 104 104 105 106 107 108 109 109 110 110 111 112 113 113 114
UNITA 6
Codifiche numeriche audio-video 6.1 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.4 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 6.4.5 6.4.6 6.4.7 6.4.8 6.4.9
Introduzione
.
Campionamento
.
Segnale campionato Teorema del campionamento Dirnostrazionecdel teorema del campionamento Aliasing Occupazione di banda dei segnali numerici binari (dimostrazione)
Modulazione di portante impulsiva con segnali analogici Modulazione PAM Modulazione PWM Modulazione PPM
..
Codifica audio Codifica PCM Segnale PCM telefonico Standard V.90 Standard V.92 Codifica ADPCM Modulazione delta Codifica per modelli Codifica nel dominio della Formati audio per personal
. . .
.. frequenza . computer
..
.
116 . 117 . 117 . 118 .. 120 . 120 .. 122 . 123 .. 123 124 124 . 124 124 130 133 . 135 .. 135 136 . 137 140 . 143
VII
6 6 6 6 6
6
eJelnnnlJS ellold 00(;.............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. 1 O!P8"l.S 861 ...................... . S O!P8lS L61 L61 ................................................................................................LAJJd !leUJ3aS lP auolze1.nwwoJ 961 ala.l !P !+8.l8ddV S'S'8 961 . uouadns !llai\!l (;,£'8 v61 T-1I1'JS "];'S'8 (;61 . HOS/13NOS S'8
161 ................................................................................•.8UO.lOU!S8 ~lJ08d80 8118 pa aUO!Z8ldmnll'J 8UO.lOU!S ~l!08d80 8118 pa aUO!Z8ldmnll'J 061 ........................................................................................ .............................. . ~l!08d80 8SS8q 8 aUO!Z8ldmnll'J L81 HOd 8!Lp.l8.laD 981 ............................................................................................................................. LAJOl PluoJala1. lwa1.s1S 981 eouaumu 1I'J01 auo!z8Id!llnll'J (;81.............................................................................................................. .......... 80!~OI8U8 1I'J01 aUO!Z8ldmnll'J 081 ......................... .. ... LAJOl auolZeldl1.lnLAJ 6Ll ..•...•.•...........•.•.•.....•.....
r..........•....•..•..•......•...•••••••.•.••••••••••••••.••...•...•..............•..•....•.•.•••.••••••
e:>l.lewnu
v'(;'8 S'(;'8 (;'(;'8 "];'(;'8 (;'8
(;T8 "];T8
1'8
euopemunuoo e euolzeldl:J,lnW 8 YIINn
........................................................................................................................................ eieunuins ellOld LLl .............................................................................................................................................. SU8W !O!po::> n'S'L vLl .............................. SVSII'J ao!po::> OrS-L SLl ................................................................................................................................................... 1S8V ao!po::> 6-S-L U1 ................................................................................................................................................. CHS(; ao!po::> 8'S'L 1Ll ........ S-1111'Jao!po::> L'S-L OLl .......................................................................... III'J::>II'Ja III'J::>!O!po::> 9T'L 691 ................................................................................................................................................. S-SOH ao!po::> 9T'L 691 ....................................................................................................................................... III'JV ao!po::> v-S-L 891 ......................................................... aI8!ZUa.laJt!p aS8J!q ao!po::> ST'L 891 ................................................................................................................... aS8J!q 0 .lalSaLpU811'J ao!po::> (;'£'L L91 .................................................................................................................................. ZCI ao!po::> "];T'L 991 ..... eau!I lP l::llPoJ S'L 991 ............................................................................................................................................ eaull lP e::llJ1PoJ (;'L 991 ................._ ~U!lqW8.l0S STL v91 ................................................................................................................................... ZClN ao!po::> (;TL S91 .......................................................................................................... aS8J !P O!OU8~8 pa 0llauv "];TL (;91 1.1QlP auolzeZzlUOJ::lU1S 191 ................................................................................................................... l'L eseq epueq UI eeull IP e:>ljlPOO L YIINn
691 ... 891 991 991 S91 19T
.
eJelnJJnlJS ellold
......!zples3 ...................
. •............................. SI\O
S'9-9 (;-9-9 r9'9
.... (;-D3dll'J ......................................................................................................................................................... "];-D3dll'J
9'9 ......(D3&) .:ll.:lr Ol8W.l0.:l .............................................................................................................................. .:lID 0l8W.l0.:l
........................................................
.
aU1J3eWW1,llap e::llJ1PoJ
(;'9'9 "];'9-9
9'9 aoiput
iliA
Indice
144 146 147 151 153 155 156 158 159
odulo 2
~RASMISSIONE DATI ITA 9
Trasmissione dati: iI livello fisico 205
9.1
Introduzione
.
9.2
Trasmissione
9.3 9.4
DTE e DCE Standardizzazione
9.5 9.5.1 9.5.2 9.5.3
Collegamento commutato e dedicato Commutazione di pacchetto Collegamento commutato Collegamento dedicato
210 210 212 213
9.6
Collegamento punto-punto e multipunto
214
.
161 162 163 164
9.7
Dlrezlonallta del flusso
9.8 9.8.1 9.8.2
165
9.9
Trasmissione asincrona e sincrona Trasmissione asincrona Trasmissione sincrona Controllo di flusso
166 166 167 168 168 169 169 170 171 172 173 174
RS-232 9.10 9.10.1 Connettore Segnali 9.10.2 Specifiche elettriche . 9.10.3 Cavo null-modern 9.10.4 Interfacce parallele 9.11 9.11.1 Interfaccia Centronics . Interfacce EPP ed ECP 9.11.2
177
9.12
206
parallela e seriale
................................................................................................. 207 .
209
215
.
218 218 219
. .
. 220 .
222 222 222 . 225 . 226
. . . .
.
227 227 228
.
USB
_
9.13 Modem in banda fonica 9.13.1 Correzione di errore . Compressione dati 9.13.2 9.13.3 Comandi AT . 9.13.4 Modem esterno e interno 9.13.5 Configurazione in Windows 95 e versioni successive 9.13.6 La funzione FAX .
. 228 . 231 233 . 233 234 . 237 239 239
.
Prova strutturata
.
241
UNITA 10
Reti e protocolli
per dati
10.1 Reti di elaboratori . 10.1.1 Introduzione 10.1.2 Scala dimensionale 10.1.3 Usi delle reti 10.1.4 Tecnologia trasmissiva 10.1.5 Reti locali 10.1.6 Reti metropolitane 10.1.7 Reti geografiche 10.1.8 Internetwork 10.2 Protocol Ii di trasmissione 10.2.1 Introduzione 10.2.2 Gerarchie di protocolli 10.2.3 Servizi connessi e non
243 243 245 245 246 247 . 250 . 251 252
. . . . .
.
. . . . .
253 253 254 256
IX
0(:£ 6"];£
...........................................
I?l!l8W!n0
!P o!d!oU!Jd
.................... ~U!lnOJ !P e40!uoel
T"T"n r(:"];
9113!JeA~09~1~9H
zr H£
9"];£ £"];£ (:"];£
VIINn
................................................................................... eJeJnunJJs elloJd
................... ..
...... !ww8J~oJd !8P 8UO!S!"!PUOJ ........................... 18UJ81UI8 OSS8008,1I8P8UO!S!"!PUOJ qU8dw81S !P 8UO!S!"!PUOJ
OT"g'n 6'9'TT 8'g'n
.. 811J !P 8UO!S!"!PUOJ L'g'n 0"];£ ..................... ...... .. ~pd!U!M 8 ~IJuoodl '~U!d Al!l!ln 8l g'g'n 80£ . dl !ZZP!PU!!1~8P 8UO!Z8U~8SS8:dl/dJ1 s'g'n 90£ .......................... .................................. Od anp !P 8UO!SS8UUOJ vsrt 90£ ................................................. 818J !P J8N8S 18P 8LlO!lS!18118J8J ssrt 170£ .......J8N8S Ins 818S8q !18J 8 8LlO!18W8d !18C! zsrt £0£ ............................... .. 818J !P 0"!18J8do 8W81S!S rsrr £0£ .......................................................................................................................................... !A!leO!ldde medsv £0£ srr ........................................................................... A8M818~ (:0£ csrr ................................................................. J81noC! "];0£ zsrr ............................................................................... 8~PP8 tsrt 66(: 66(:
L6(: 96(:
.......
176(:
.
176(:
£6(: (:6(: "];6(:
.
............................................................. euo!sseUUOOJelU!!P !A!l!Sods!O srt svrr
. (18UJ8lj13 lS8.::l 0 18S8800T) nS'(;08 3331 pJ8pU81S ............................................................................................................................. 18S880T .. .. (;8S880T .. JVIIII 0118lj008d ...............OO!S!J01l8"!l ......... a:::>/vIlllSJ
.
06(:
68(:
.
88(: 88(;
..
98(; .. 98(: 178(;
s'v'n
v'v'n svrr
zvrt
T'V'n
(lewe4l3) £'(:08331 pJepUelS 17'n .................. . Jll zsrr ......................... JVIIII rsrr
(:08 3331 pJepUelS
srt
!"80 !8P 8UO!Z80!J!lU8PLI8 8UO!Z81181SULI J8d 8WJON 818lUOZZ!100!~8Iq80 8 !18SJOp'!,,!SS!WS8Jl !ZZ81111
sztr
zzrr
, 0!~8Iq80 18P !lU8W818 p8 8!~010d01 899 VIIl'v'13 prapueis e oiamnnas O!~elqe8
rzrr
zrr
......................unddop !8P 8UO!Z80!J!SS8IJ ... 8UO!SS!WS8Jl!P 80!U081 .....................!JOllnpUOO !ap auo!zas
crrr ztrr TTn
..................................................................d.lfl !Ae8
ttr lIe301 1~9H
*
rr
VIINn
17'OT
dl/ d81 eleJ !P emnel!4oJV
S'V'OT (;'v'OT T"v'OT
818J0110S!P 0lU8W8ZZP!PUI .................dl 01U8W8ZZP!PUI ................................... dl OIlOOOlOJd
v'v'OT
............................... dJ1 OIlOOOlOJd
9LG (:LG
............................. eJeJnunJJs elloJd
08(; OL(: 69(: 89(: L9(;
99(: (:9(:
........................ "............
v'£'OT S,£,OT (;'£'OT
................................. ddd OIlOOOlOJd ................................................................. JlOH OIlOOOlOJd . ossnlJ lap aUO!lSa~
................................................................................................................................................. ~U!W8J.::l 09(: T'£'OT .. eeu!I !P !IIOOOlOJd 09(: ............................. £'0"]; ................................................................ ISO/OSI 01U8WP8W !P 01l8POIIII
L9(:
v'(;'OT 8:J!PUI
X
Algoritmi statici Algorltrni dinamici Routing gerarchico
12.1.2 12.1.3 12.1.4
12.2
. . .
. .
Controllo della congestions .
..
Traffic shaping Reti basate su circuiti virtuali Choke packet
12.2.1 12.2.2 12.2.3 .
12.3 12.4 12.5
.
. .
.
.
.
. .
Reti a commutazionedi pacchettoX.25 Frame Relay . . ATM . .
.
B-ISON Fondamenti della tecnica ATM Aspetti di protocollo
12.5.1 12.5.2 12.5.3
. .. ..
Prova strutturata
.
321 322 323 324 325 326 326 327 330 331 331 332 335 336
UNITA 13 ~
Internet 13.1
13.2 13.3 13.4
DNS
..
URL
.
. .
LinguaggioHTML
..
.
Frame Editor grafici Visualizzazione
.. .. ..
Funzionamentodel Web
..
Posta elettronica Aspetti applicativi
..
..
Come collegarsi II browser .. La ricerca nel Web . Scaricare « un po' di Internet » nel proprio PC Come e dove scaricare il software Come registrars un dominio .. Come pubblicare su Internet Utilizzare la posta elettronica Ping, Traceroute e Whois ..
13.7.1 13.7.2 13.7.3 13.7.4 13.7.5 13.7.6 13.7.7 13.7.8 13.7.9
.. ..
.
Protocollo HTIP .. Server Web
13.5.1 13.5.2
13.6 13.7
. 338
Che COS'€! Internet Breve storia Principali servizi
13.4.1 13.4.2 13.4.3
13.5
338
Introduzione..
13.1.1 13.1.2 13.1.3
Prova strutturata
. . .. .. . ..
.. .
. .. .
.
338 339 340 342 344 348 349 349 350 350 353 353 356 356 362 362 363 365 366 367 368 371 374
-::J_
Modulo 3
SISTEMI DI COMUNICAZIONE
l'\
UNITA 14
Impianti TV satellitari 14.1 14.1.1
Sistemi satellitari . . Introduzione
..
..
376 376
9117
Sl17 Sl17 17117 17117 (;117 (;117 1117 1117 0117 6017
.
(SL'\IICJ)auo!zeJaual'l apuooas !P al!qowo!peJ O!Z!Nas (IL'\IICJ)auo!zeJaual'l euiud !P al!qoWO!peJ O!Z!Nas
.. .
..
It\IS8 18P eW!Jd
S'91
17'91
\lL'\IOl-\lL'\IO:l \lL'\IO:l<)dJS
ojourmu OSS8ooe !P 8Lj::l!U081 .................. 2u!J4!1dslIa;) .... ale!JOnas eJnlJadoJ .... aJelnllaO eJnlJadoJ
....
6'S'9~ ~'S'9~
JailOpUeH v'v'9~ 2u!2ed E'v'9~ 2u/1epdn uonetxn 6'v'9~ . 2u!WeOCl rest !leU!WJ8l !8P ~l!l!qolt\l
. . . .
8017 8017 9017 9017 9017
.
6'E'9~ rE'9~
S'91 E'6'9~ 6'6'9~ ~'6'9~
pelnll80 !W81S!S (;'91 1"91 8UO!ZnpOJ1UI
........
eJfununJJs ellOJd
17017 ........NaSI !leU!wJ81 S017 .................. azuain !P !d!l 8'Sl S017 ...........pewawalddns !Z!Nas E'L'S~ (;017 ......................................................................................................................................................... !Z!Nasalal 6'L'S~ (;017.....•......•.•..........•..........••••• ..............................•...................... ~~~~~~ ~'L'S~ 1017 ...................................... . !Z!Al8S L'Sl 1017 .................................................................................................................................................... O!:imelqeJ 9'Sl 0017 0017 L6S
rsst
!A!ss!wseJl !ssnl.:l
S·S·S~ V'S'S~ E'S'S~ 6'S'S~
................................ laUJalUI e ossaOO\l ............................................. snld UN e!LlOJos snq Ins auoissuuserj ................................................8lU9ln [p eau!1 ellns auorssuusar]
...................... r/s
96S 176S 176S 176S S6S 16S 06S 88S
... 8seq OSS800V S'Sl ........................ OSS800e !P !d!l 17'Sl S'Sl
........
OlU8W!J8W !P uund 8 !A!l!Sods!O .. 81eueo !P !d!l
zst rsr
8uo!znpOJ1UI
NOSI
*Sl 98S S8S 178S (;8S 18S 18S 08S 08S 8LS LLS
.......................................................................................................... .....................................
E:?JeJnJJnJJs .
V11Nn
BAOJd
aJOl!AaO!CJ
E'6'V~ .............................................. sm 6'6'V~ ........................ aouoqerad euualu\l
......................................
1\1 !lUe!dwl
................................................................................................... eA!S!Aalal auo!snij!p rad !lliiales .................. . oddnuxs 01 rad !uo!zezz!uel'lJO .................................... . lUpdl00:l ....................... . el!qJO !P !d!l lap eo!weu!o !lliiales
r6'V~
(;'171 9Tv~ STv~ vTv~ ETv~ 6Tv~ ao!pUI
IIX
indice
377 378 380 380 381 381 382 384 385 386
16.5.3
Servizio radiomobile di terza generazione (E-TACS).
16.6 GSM 900 16.6.1 16.6.2 16.6.3 16.6.4
.
Terminaie mobile .. Struttura del sistema Gerarchia delle aree Canale fonico
16.7 DCS 1800 16.8 DECT 16.9 Sistemi satellitari 16.9.1 16.9.2
Iridium Globalstar..
.
.
..
. ..
Prova strutturata
..
.
. 429
Risposte degli esercizi e delle prove strutturate
388 390 391 393 394 394 394 396 397 400 400 401 401 402 402 403 403 404
406 406 406 408 408 409 410 411 411 412 412 414 414 415 415 416
Indice analitico
416 417 418 418 420 420 423 423 424 424 425 426
.
431
XIII
Unita 1
Analisi dei segnali
Unita 2
Modulazione di portante sinusoidale con segnali analogici
Unita 3
Modulazione di portante sinusoidale con segnali numerici Immagini e trasduttori relativi Elementi di teoria dell'informazione Codifiche numeriche audio-video
Unita 7
Codifica di linea in banda base
Unita 8
Multiplazione e commutazione numerica
Prerequisiti Matematica Trigonometria eli base. Derivata. Integrale definito. Proprieta degli esponenzialiimmaginari. Logaritmi e loro proprieta.
Telecomunicazioni
°P!~OlllUtl !lllU~as !P J\Dd-W
-ureo I! !JUllPlll~!l !WalqOld !P auo!znlos!H °llpUtlq!P auo!zlldnaao ens tlllap aU0!Zllu!W -lalap a tlau!( aa!poJ oJlaJ un opullJ!(ddtl tll -tllaUa~ tlpUO,pllWlOj tlllap auo!zllulwlaJa
°tlJllnOpB auolztllnpow !P 1l1~010dlJlIlltl astlq U! WV alllu~as un lP omeds ollap auo!ztlu!WJ
un
!p
llPUO,ptlWJOj tlUllP aU0!Zllu!WJ
aZueledwoo °OlltlAJ
l?lpedeo °Wm
I·
°W
ezue::>souoo
1 1.1
Teorema di Fourier
1.1.1
Serie unilatera e serie bilatera
Come ben noto (vedi vol. 1, par. 3.3.2), la possibilita di studiare un sistema di comunicazione mediante l'analisi armonica e basata sul teorema di Fourier, applicato a segnali periodici, e sulla sua estensione a segnali non periodici; ricordiamo la formulazione del teorema e la sua espressione matematica come serie unilatera: un qualsiasi segnale periodico, sotto alcune condizioni matematiche (sempre verificate per i segnali fisici pUG essere ottenuto mediante la somma di un termine costante e di infinite funzioni sinusoidali, le cui frequenze sono multipli interi di quel/a del segnale (ovvero le cui pulsazioni sono multipli interi di quel/a del segnale).
C»,
Indicando con Wo = 2nfo la pulsazione di un segnale periodico v (t) a frequenza fo, il teorema ha la seguente espressione matematica, definita sviluppo in serie di Fourier: 00
v(t)
= Ao + I
An sen (nwot
+ tpll) =
n=1
[1.1J
II teorema di Fourier puo essere espresso in una diversa forma; applicando alla [1.1J la formula di addizione sen (ex+ 13)
= sen excos 13
+ cos exsen 13
[1.2J
si ottiene ao
v(t)=Ao+
I
[Ansen(nwot)costpn+Ancos(nwot)sen4JIlJ
[1.3J
n=1
e cioe 00
v(t) = Ao
+
I [an cos (nwot) + b
n
sen (nwot)]
[1.4J
11=1
C)
Si richiede che il segnale si mantenga limitato in tutto il periodo, e che ivi presenti un numero finito di discontinuita nonche di massirni e minimi (condizioni di Dirichlet); nei punti di discontinuita la serie assume il valore della media tra il limite sinistro e quello destro del segnale.
.
..
,'~ ,
. ~.
.
0
"
-
, .._______~
-
0> "q .rod 1 = '>f 0:<:: "o rod 0 = '>f
[In]
Iorrl
ordures
;);)S~nlIlS;)l;) '0101
Ul;)ldl;)lU~ uou
:UlU;)U~POUl1S0;) ;)l;)SS;) ;)A;)P ul UA~FUU;)PuI ";)lUUlpUnb oZ 0 0 I PP 0lolluU un ~{.p~od "q ;) "o ~P ~Ull;)S~ ;)lU;)UlUn;)llO;)
an oiroddsr m
ouos
nsonb
:~ UUP1U ;)Uo~zunJ UI ';)101Ud ;)lllU
;)lU;)llUUlO;)lU;)Uo~zunJ UI
'1 -
oiuenb
U~ '[OrI] UIlUP
UI "( ~ '~ - ) ounmsor
;)l;)SS;)
0IlUA1;)lU~.lPU Ul~UU;)P~
ond
uou
;)lOIUA ;)IUl
= (ll ~) SO;)if o I = (ll ~) U;)Sif urejm ;) "u. ~ U uad ~ ud> Ip onarroo if = ~q;) 1 - = (: - ) U;)Sif = ~v
-uanscs II ~ muojqord II 01 = (: oisonb
tn
anuour
o : _ = (1 -) ~I-
= "q
,u
- )
q ;) "v ~P qumlluo
UUP1U = "d:
;) 1="V
;)U;)mO
~s
SO;)
ul ;)lUUIP;)Ul ;)llU;)Ul
?
uou
if
[~01]
~s osso
;)1 rod OPUU;)!lddV uq IS
="v
[orl]
nm
;)lOIUA II :;)l
;)U;)mO
1l0luA ~ oroucuo Ol;)qq;)lAOP ~s
[on]
ulluod ~s 'O~dUl;)S;)~P 01019 V "VJ1o.l.l0'J
ouo!sso.ldso,/
[8"1]
ulluP
'~llU;)l
uI
[on]
o
"d: SO;) "q =lid> U;)S "o
"d>uul = --
orquiour
U OlqUl;)Ul ;)UO~S~A~P ul ulu:)Ipm
oired
::lU;)IAUlnlUl;)n;)1 ulPP
en] ;)1l;)P oiund oisonb V
u~
[8"1]
[Cl] ;)U;)~nO~s OpUUUlulOS;) ~lqUl;)Ul ~ ~qlliUllU;) orarpnnb IU OPUUA;)EI o[~oI] ~UO~ZUpl;)1;)lIll;)AU~ OIlUSS;););)U~ [1 1] Ul;)lUpUn ;)~l;)Sulpu ouoraduroo ;)q:) "d> ;) U !lU;)~;)Upo:)I ;)lUIO;)IU;)l;)d ";)uo~zunJ UIl;)P opouod un orrapuorduroo ;)q:) nnanso !1llu onp Ull ';)lU;)llilunlU;)A;) '01., ;) 0 ;)UO~ZUlll;)lU~~P rmansc qll an ~lUI0:)IU:) ;)lU;)Ul;)lU;)IUAmb;);)l;)SS;) ouossod [9 1] ;)lpU OUO~UdUlO;);)q;) 9~UU;)P IIUlll;)l~ Illl onreuod ~1., ;) an ;) 0 ;) an ~loluA ~;)!lU;)P!;)UlnSSU (1) (I 'u:)~pO~l;)d ;)uo~zunJ nun OPU;)SS3:
v
0
0
tl:
tli.-
1p(10mU)U;)S(1)(I
Z/J. Z/J.+
1P (1 Omu) soo (1) (I
Z/J.
-f -f
1.,
_=U
q
Z 1.,
-
= "o
Z/J.
1p(1)(1
Z
Z/J. +
-f
1.,
-
= °v
1
zi: +
:~UO~ZUplIlU;)nll;)S ;)1 ;)lUU~P;)Ulcnrcurnuorrp !lul0:)IU;) ;)l::lSS;)ouossod OUOmdUlO;) ~A ;)q;) ~lU;)I:)!lP0;) ~ ;)q:) OnU] IUP UlUmUll;)l;)p ~ Ul;)lupq ;)~l;)S ulPP UZUUllod~:-1 "V.lo1Vl!q O!.IoS Ul~UU;)P? l;)~ln0.:l ~P uurorooi I;)P [tn] ;)UOISS;)lds;):l
v = "q
Ud> soo U
en]
"sb U;)S"v =
"V
Analisi dei segnali
-t
5
-t (a)
(b)
Fig. 1.1 Esempi di (a) funzione pari e (b) funzione dispari.
Riassumendo, i coefficienti dello sviluppo di Fourier in serie bilatera si calcolano mediante Ie espressioni [1.6J, mentre se si vogliono calcolare i coefficienti della serie unilatera devono essere applicate Ie relazioni [1.8J e [1.11]. Si noti infine che il calcolo dei coefficienti An' an e b; risulta notevolmente semplificato se il segnale v (t) presenta una simmetria rispetto all'istante t = O. A tale proposito si distingue tra funzioni pari, tali cioe che v (t) = v( - t) (fig. l.la) e funzioni dispari, tali cioe che v (t) = - v (- t) (fig. l.1b). Si dimostrano facilmente Ie proprieta riassunte in tab. 1.1. Tab. 1.1
Semplificazioni per funzioni pari
vet)
0
dispari.
AD
bn
an
=2
-T/2 TI2
=2
-T/2
Dispari
0
=2
DTI2
-T12 TI2
tt
0
0 T/2
r r r =2
-T/2 TI2
ESEMPIO
I an I
0
=2
-T12
Ipn 0 per an=O
r r r r r r
Pari
An
=2
-T/2
DTI2
I b; I
- per an>O 2 n --per a <0 2 n
o t:
per b; ~ 0 per b; < 0
1.1
Calcolare, per le prime cinque armoniche, i coefficienti della serie unilatera di Fourier del segnale rappresentato in fig. 1.2. Rappresentare il segnale nel dominio della frequenza e verificare per sintesi la validita della soluzione. SOLUZIONE
II termine Ao rappresenta la componente continua, che risulta evidentemente pari a 0,5 V. Poiche la funzione v(t) e pari, i termini b; sono nulli, mentre i termini an si possono calcolare can riferimenta a un solo semiperiodo (vedi tab. 1.1). Scegliendo il semi-
_
periodo che va da 0 a ~, si deve determinare l'espressione di v(t) in tale intervallo; poiche la funzione e una retta passante per l'origine, deve essere v (t) = at dove a puo essere determinato imponendo 1 = a'
10-3) ,da cui a = 400 Vis. L'espressioneper il calcolo dei coefficientib; e dunque ( 5· -2-
bn=2'con
2n
Wo =
2 f+T12 1600f+T12 400tsen(nwot)dt=-ToT 0
tsen(nwo·t)dt
[1.12] .
T' II calcolo puo essere svolto analiticamente (nel caso si suggerisce di integrare per
parti la [1.12]) 0, come evidenziato nel riquadro sottostante, con l'ausilio del software adeguato.
Fig. 1.2 Esempio 1.1.
•
_
L.', " II
',t
'.
..: •
"
;
T1
O!Z!:lJ;JS3
t"t ""!.:I
-
- --
U
- --
Ai::-
I
IJl! rum
rod 0 = "d: ~I\.60~'0 = "11 ~O= 1711~I\.6Pg'0 = = £11 ~O="11 ~I\.~~'Z = 111 ~O= 011 :VJsodsrl/ "!lEdSIP ~ (J)a ;)UOlzunJ EI :OJUiJUI!.liJ22nS ",lUOIZ
-
AZ
...__
-rqos
Ell;)P ~l!PIIEA EI IS;)lUlS .rod ;)lEJljU;)A ;)
szusnbaij
(J)~
-;)lddE~
EIPP 0IU1U10p pu ;)IEUl!;)SII ;)lElU;)S
"£"j "l!1j ill
l;)Uno.c[ Ip El;)lElmn
oreiuosorddar ;)U;)S EIPP
;)IEUl!;)SPP IlU;)IJljPO:J I .-:: ';)lEIOJIEJ
'oqoruourre onbmo otmrd ;)1 rod
(,E;)1J1~a1\.,)a1414 (, (A) A,) 1aqE1A ( , (S) 4,) 1aqE1x (A'4)401d (1 , 1 ' 2:)a oj dqns <:un61J pua ! «U)1J+4"'M,,U)u1s,,(U)if+A=A 'S:1=u~oJ !S'=A :0=4
!.1,,2::£-a10·
(Ill<
r
I
I~ .
(, (PE~) uJ,)1aqE1A (, (ZH) J,) 1aqE1X o· 'D ' J ) ~Eq (2:'1'2:)401dqns (,1'1 01dillaS~,)a1414 ( , (1\.) Uif,) 1aqE1A (v 0 . 'if' J ) ~Eq (1'1'2:)401dqns ! (1d,,2:) 1M" [S £ 2: =J (0' 2:E)2:UE4E=D (2:E)sqE=if ! (E) a1qnop=2:E
r-~~~--~~~--_'~r---_n~--~~r-,o
(v
'____._____..___Ill;~
v
OSvO'0
o
2:910'0
80LS'1-
0
80LS'1-
0
80LS'1-
r:
pua
= 1J ! (2:/.1'0'
o
(4"M"U) SO;) "'4'"
£SOv'O
=
(.1/0091) )4u1=(U)E 'S:1=U~oJ 4 SmAS !.1/1d,,2:=M
if
!£-as=.1
tOt
latnH1W
9
7
Analisi dei segnali
Calcolare, per Ie prime cinque armoniche, i coefficienti della serie unilatera di Fourier del segnale rappresentato in fig. 1A. Rappresentare il segnale nel dominio della frequenza e verificare per sintesi la validita della soluzione. Suggerimento: se si esclude [a componente continua, [a funzione v(t) e dispari. Risposta: Ao = 2,5 V; Al = 1,59 V; A2 = 0,796 V; A3 = 0,531 V; A4 = 0,398 V; As = 0,318 V; (/)1 = = (/)3 = (/)s = 0; (/)2 = (/)4 = t: Fig. 1.4 Esercizio 1.2.
1.1.2
Teorema di Parseval
Come gia visto nel vol. 1, par. 3.3.3, il teorema di Parse val afferma che la potenza media
L
[1.13J
P,,=PO+P1+P2+···
n=O
Indicando con v"ff il valore efficace del segnale in esame e con V"eff quello delle sue armoniche, e possibile esplicitare l'espressione delle potenze, ottenendo V2
~
R
=
L "=0 00
V2
1
"eff
R
LV R ,,=0
=-
00
[1.14J
2 n eff
da cui, semplificando R, esprimendo
v,,~f
come il valore medio di v2 (t), sostituendo V,,2eff
con A~ per la componente continua e con ~; per Ie armoniche, si ottiene 2
2
= Ao
1 ~
+ 2 "~1
2
[1.15J
A"
Tale risultato puo essere dimostrato esprimendo v(t) mediante la serie bilatera di Fourier [1.4J, ottenendo quindi
1 f +T12
=-
T
v2 (t) dt
=
-T12
[1.16J
Svolgendo il quadrato presente nell'integrale nella [1.16J e applicando la pro prieta per cui l'integrale di una somma e pari alla somma degli integrali, si ottiene un'espressione in cui compaiono gli integrali dei prodotti di ciascuna componente armonica per se stessa, e gli integrali dei prodotti incrociati tra ciascuna componente e Ie altre. Per i primi, risolvendo gli integrali;' si ottengono i risultati 1 f +T12 A~dt=A~ T -T12 -
1 f+T12
T
-T12
a; cos? (nwo t) dt
a2 = __!!..
2
1 f+T12 b2 b; sen? (nwot)dt = 2" T -T12
[1.17J
[£n]
(Uq{+ UV)l.. 1 (Uq{
=
:;z
_ Uv) 1.. = U;z 1 E10
onod !S ::lS
l=U
[(Uq{ + uvLorou[_O + (Uq{ _ uvLorou[o] '7 1.. + Dy " " ~ 1
= (1) a
uzu
1J
U::lS( 1J
1J
so:) = lIf _
U::lS( + 1J soo
0
= lifO
:(::lSl::lAUl ::l ::In::ll!p ol::lIn3. !P opmnoj) !UO!ZEPl 11U::ln~::lS::lIPP \?l!PIIEA EI qlEJU! E10U 3. 'HEp!OSnU!s !uo!zunJ ::lIaod ::lIE!Zu::luods::l::lUO!ZE10UEIPP OZZH!ln.r::llUE!P;)Ul'oouaurorem B1S!A!P oiund IEP ElH?dUlO:) ntd EUl 'EAll!nlU! OU;)Ul ::lSlOJEUllOJ nun ~l~UlnSSE ond l~!m0..I tp euos wI
'(VlVZZ!1VUUOU »zusiods U 1 !P EZU~lSlS;)lnun ns E1EdlSS!P~SS;)Ep EZU~lOdEI Ol~AAO 'uuouodmoo ~IPP JJo~y Olp~Ul oonarpnnb ;)lOIEAI! orod 0PUE1;)P!SUO:)'ozzotdura ~IPP ojjonb E o~oIEUE OpOUl U! ;)U~1l10 IS ornods ~IEl ";)IEU~;)S un !P VZUo1od JP o.nieds !P ~lEf1Ed osuos Eq '~q:)!UOUllE ~Sl~A!P ~IPP ~lUEllns!l EI ~UlO:) OlESU~d crosse ond ooipouod ~IEU~~Sun EZU~lOd EIPP E1S!A!P oiund IEP ~q:)UE 9q:)!Od "J!VUlJ.OU01J.O~IOlEd ~lllE U! 0 !IEUO~0110 IUO!ZunJ Ip ~Ul~ISUlun OU!np!A!pU! ossa ~q:) !S EJ
'([61"1] EUEp)
oWZZ!1VUlJ.OU ~
-I
"/.L
1=1p(J)f
[6n]
"/.L +
(1DroU) soo
Isti:
if
(1DroU) ucs
-.L 1
If
1
!Uo!zunJ ~I ~q:) ~:);)AU!onEJ II '~lUE1SO:) cuorzunj EI ruotztmj Ip ~W~!SUI~IEl U! ~l~pnpU! anjour ~I!q!ssod ~ ~OlOJ Ell J!VUO~01J.O~UlO:) orasscrcim !Uo!zunJ ~l ~lIU!PP EJ 'iu #- U os ounu ~ (1DroUl) soo (1DroU) soo 0 (1DroUl) U~S(1DroU) U~S onopord un !P ~IE1~::llm.r criuaur 'OUnu ordures ~ (1DroUl)SO:)(1DroU) uos onopord un !P ;)IE1~::llU!,J!n:J rod 'ElE!ZU::lP!A::l \?l::l!ldOld Ei 'mnu !JE1~;)lU! ~:)~AU!OUEU!Ull::ll::lP llE1:)01:)UI !HOPOld I 'Isttl EU~U nuosord !U!U11~1! ouaxuop '~q + ~v = ~y ::lq:) 0PUEP10:)!1 '10:) Ep
9
Analisi dei segnali
1
si ottiene
Ii
0()
+I
v (t) = Ao
(ejnwo, Cn + e" jnwo' Cn*)
[1.24]
n=1
c
Consideriamo quindi l'espressione dei termini
o
1 f+T12
cn = -
T
V
n
e
c: ora introdotti; 1 f+T12
(t) [cos (nwo t) - jsen (nwo t)] dt = -
T
-T12
dalle [1.6] si ottiene .
v (t) e" }nwO'dt
-T12
[1.25] 1 f+T12
cn* = -
T
V
(t) [cos (nwot)
+jsen
(nwot)] dt
Si noti ora che il termine cn*, che differisce da essere formalmente riscritto come C- n: n
=-
T
-T12
c*=c
1 f+T12
cn
.
v (t) e}nwO'dt
-T12
solo per il segno dell'esponenziale, puo
1 f+T12 . v(t)e-}(-n)wO'dt T -T12
=-n
[1.26]
Osservando inoltre che il termine Ao puo essere visto come coeo la [1.24] puo essere nuovamente trasformata in co
L
v(t)=coeo+
co-I
00
ejIlWo'Cn+
"=1
L
e-jnWO'C_n=coeO+
I
ejnwO'Cn+
"=1
n=1
L
ejnwO'cn [1.27]
n=-oo
Raggruppando infine i tre termini in uri'unica sommatoria si ottiene la forma esponenziale della serie di Fourier: co
I
v (t) = n=
-r
ejllwotCn
[1.28]
sxs
Si noti ora che nella [1.28] per ciascun termine con n positivo ne esiste uno con n negativo, dove i relativi coefficienti sono
e
di tali coefficienti
cn =
~ (an - jb
ll)
e il suo complesso coniugato. II modulo
pari alla meta dei coefficienti An della serie unilatera, essendo
1
c I = I cn* I = 2Ja; + b;. Per n
tale motivo 10 spettro delle ampiezze di un segnale periodico
viene spesso rappresentato mediante un grafico a barre che comprende frequenze positive e negative, dove Ie ampiezze sono pari alla meta di An (fig. 1.5). Poiche la parte sinistra della spettro ricalca esattamente la forma della parte destra, in questa trattazione, salvo casi particolari, sara mantenuta la consueta rappresentazione comprendente componenti a frequenza positiva di ampiezza pari ad An.
Fig. 1.5 Possibili rappresentazioni dello spettro delle ampiezze di un'onda quadra.
-
--
f A,
I
I
I
I
I
f (a)
.-
f (b)
-
.'
_
.
.
~
.
1 f
I
,
·1' • I·' \ .: ~
,
• , ________,..__
".,,:'.'1' to. 0_
-
j
.., 'I"I' 'I
,,~'?'
'
,.
"
.
~
I
'
•
",',
- - I'
-
••
I. 1 •. J. ....-...
'
.
1
.L
I
" 1_
~_..!
:L/[
f
<>orL
omrnuoo
ooipouad uou ;)[llW;)S
o.lll'ddS
(.J) (/)"tl
(f)H
..f
L.........
.LZ =,.1 """"O:LU:I0
"' UJLV
'\llUll~
L
--).
'--
-11
(q)
(/),<\
~v ;)l!i!Ull
L
f
!lUQdS
11 \ \
(v)
,
(1)(\
"y nzuanbaaj llnap O!U!WOa
odurar lap O!u!W0a
'olollUlS
osjndun
+ ;) CJJ -
'CJJ
;)lU;)WUA9l;)dSIl OUO'i1U;)A~P
II
;)lllUll;)s un lp OII;)nb ;) ;)lIlIOllullll;)l ;)lllUll;)s un Tp
G/.L + ;)G/.L - ;)UO~ZU1'3;)lU~ ~p IW;)11S;)'l'i1 '(I) BnUllUO:J ;)[~qU~lUAU[ U1U;)A~P°cou Ul;)l:JS~p ;)TlqU~lUAUT'(ouorzasjnd ~p 1?l~Unrod 1?l~SU;)POUU1U;)S;)lddU1~UO~ZUnj9U;)puods~110:J ;)T) °co .rod US~A~p;)lU;)U1jU~ZlUlUA ;)UO~SS;)lds;)U1;)lU~,[ :[9'1] 9U;)~:JgpO:J I;)P motssordsc ;)[ .rod ouos U[ 'co
orncds 01 an
.'(co)q ;) (co)n onuuuoo ~UOIzunj ;)IlUP 9~n19sos q ;) "n 9U;)~:JY'p0:J~ o cop u~ CJJ U 0 up ;)TU1'i1;)lUlun UI UW10jSU1l IS Ull01UWUlOS snunuoo ;)EqU~lUAuT U1U;)A~P°cou Ul;)l:JSlP ;)EqU~lUAU[ :[t'l] U1;)luEq ;)~l;)SU[ rod -
01U01JUO;)
9'1: ·1t!.:I
u
:;)[0'i1;)1 ~lU;)n'i1;)S;)[ opueoqddn 9U;)~:Jypo:J lA9up1 !;)P ;) U1;)luEQ ;)~l;)SU[PP ;)UOISS;)lds;),[ ;)lU:Jy~pOUl ouossod !S '(9'1 ''i1y) CJJ ==L rod oorpouod ;)Tuu'i1;)SIp ;)l!UlITOSU:J;)WO:J OlS!A ;)l;)SS;) ond oorpouod uou ;)[uu'i1;)sun ;)IP OpUUplO:JllI 'ouop oiuanb ;)lU;)UlU:J9UW;)lUUl;)lUZZITuW10J~P BlO UnBll ~S ';)zz;)Idwu ;)[PP cruods OlUOljUO:J E ;)UOd01d~l 9'1 ''i1y U'1 .(f) tfl ;)SUj o
O[ .rod rorpouod
uou ;) totpouod
'luu'i1;)S an
(f) H ezzatdure !P 1?l!SU;)P;)UlO:J;)lU:J!PU~nzuonbaq uTPP ;)nUllUO:J 1U00zunj onp up 9IUY;)P ;)lU;)WUA~n;)ds!l ouos ;) ;)IP!UOUllU 9U;)uodUlO:J ;)lIUYUI ouosuoiuoo !SUj ;)[PP ;) ;)ZZ;)~dUlU;)[PP unods 'l'i1 .ezuonbaij uTPP O~U~UlOp[;)U cnnucoo cuorzmuosorddar nun up 9UZZll;)llU1U:Jouos D~PO!l;)d UOU 'luu'i1;)S ! 'G·t'£ 'lud '1 '[OA pu OA!lul'lUnb U1S!AIp Olund [UP ossnosrp ;)UlOJ
0"]:
Analisi dei segnali
Includendo nella serie bilatera il coefficiente Ao (Ao = ao cos 0 + bo sen 0 = ao) e sostituendo nelle [1.6] il termine
2 con T
wo, si ottiene il seguente prospetto: n
00
L [an cos (nwot) + bnsen(nwot)]
r(t) =
v (t) =
LX> [a(w)
cos(wt)
+ b (w) sen (wt)] do:
n=O
an =
bn =
W
f+T
12
____Q
n W ____Q
f+T12
t:
1
f+oo
n
v (t) cos (wt)dt
f
v(t) sen (wt)dt
a(w) = -
v (t) cos (nwo t) dt [1.29a]
-T12
v (t) sen (nwo t) dt
b(w)=--;;
1
[1.29b]
-00
+00 -00
-T12
La prima delle [1.29b] e denominata integrale di Fourier. L'integrale di Fourier puo essere rappresentato anche dall'espressione corrispondente alla serie unilatera v (t) =
Loo A (w) sen [wt + cp (w)] dw
ill CUI
A(w) =
[1.30]
J a (W)2 + b(W)2
a(w) cp (w) = arctan b (w)
[1.31]
k=O per b(w)~O k = 1 per b(w) < 0
+ kt:
sono funzioni che possiamo definire rispettivamente come densita di ampiezza per unita di ulsazione e fase.
1.2.2
Trasformata di Fourier
La determinazione dell'integrale di Fourier tramite Ie [1.29b] non e del tutto agevole, e per tale motivo nella pratica si utilizza la corrispondente rappresentazione in forma esponenziale. Tale rappresentazione puo essere ottenuta dalla serie applicando Ie regole gia note (Si noti pero 10 spostamento del fattore 00
r (t)
=
L n=
_!_): 2n
einwoten
-00
v(t) [1.32a]
="21 n
f
f
+00
F(W)~Wldw
-00
+OO
[1.32b]
F (w) = _ ro v(t)e- jwtdt Le espressioni [1.32b] sono denominate rispettivamente antitrasformata e trasformata di Fourier e). Analogamente a quanta detto per i coefficienti della serie di Fourier in forma esponenziale, il modulo di F (w) 2n
e
pari alla meta della funzione A (w), e puo essere rap-
(2) Affinche una funzione sia trasformabile si richiede che in ogni intervallo finito di tempo siano soddisfatte Ie condizioni di Dirichlet indicate in nota 1 e che la funzione sia sommabile, ovvero che sia
f
+
_
I v (t) I dt < CXJ
[1J
Sebbene tali condizioni siano sufficienti, non sono necessarie, pertanto possono esistere funzioni non sommabili che ammettono trasformata.
11
-U~ [OZ"£] ouotzunj ".2.AZ ._ (f) H
"l"17"£ .rad '1 "lOA pu nuopo.n UIlU apUOdS~110::l [~£"T] UI alp non IS
a ._ f lad n~aAop
-UOdSUlO::luoz
a-
.2.
1"
Ip aldlllnm "
"z"r
otdurosq SOt 0'1.:1
ozucnbcn allu ouop
'vCT "~g Bllu opuodsuroo O::lljBl~II a
I (.2.fu)uas I fu
AZ
= (f)H
U uad onbunp ~ (f) H l?l~suap ouorzunj
(1)11
ul "l_ uos JO <:
= JO SO::l- 1 B::lPlamOUo~pl auotzejor ul oreoqddn opuaxe
[17n]
U rrad ~ launod
~p UlUUllOjSU1l uIPP ojnpoui II
[En]
3NOlzn70S
01 aJ1llUaSalddu"M "8"T "~g m oreiucsordder
"(f) H aUOTZUnjrp ~u~wlal ill ozzordura allap orncds aluu~as pp launod ~p U1UW10jSU1lul aJ1lUTWlalao
c:o~
OldW3S3
"[qz;n] alpu oroirej pp oiuourmsods
«OUEllS))
0IPP aUOlzuA90Ul BI oqoua ~ alp '(L"T ";;Jg) (f~H
=z
= I ((T)) d I
cuorno !S oiumrod a ((T)) yuZ; B und ~ (f) H vzuonboJ/!p miun ssd 1?Psuop VI .orod auOIZ -uaH\' "aAqlsod ;) aA!lB;;JaU oztrcnborj oiuapuardmoo onu9uo::l BWUlBl;;JB!P un U! oreiuosard
"o[oliUlS OS[ndUlI II :l[llull:ls
un Ip
ozzatdura :l[[:lp ornods O[!:lP 1U00Zllluasordd III 1[IQlssod
LOt 0'1.:1
(q)
(v)
I
(j)H
Analisi dei segnali
1.2.3
13
Densita spettrale di potenza
Cosi come un segnale periodico puo rappresentate le potenze normalizzate, un segnale non periodico e passibile distribuisce la potenza del segnale alle
essere descritto mediante uno spettro in cui sono e cioe riferite a 1 n, associate alle diverse armoniche, di un'analoga rappresentazione che indica come si diverse frequenze. La reiativa funzione e denominata densita spettrale di potenza, 0 PSD (Power Spectral Density), e rappresenta la potenza normalizzata riferita all'unita di frequenza delle componenti armoniche del segnale; tale funzione continua, espressa in WjHz, e tale che l'area da essa individuata nel dominio 0-7-+ 00 della frequenza rappresenta la potenza media normalizzata associata al segnale nell'intero intervallo temporale di osservazione, mentre l'area compresa tra due generiche frequenze fl e f2 rappresenta la potenza media associata alle componenti armoniche comprese tra le due frequenze nell'intervallo di osservazione (fig. 1.9).
_
Fig. 1.9 Densita spettrale di potenza.
Potenza media normalizzata associata al segnale Potenza media normalizzata associata aile armoniche traJ, e ],
PSD
10
1
I,
Dal punto di vista matematico, essendo l'area sottesa da una curva pari al suo integrale tra gli estremi della curva, si ottiene
= L+oo
PSD(f)df
[1.36]
Naturalmente la PSD e strettamente correlata al modulo della trasformata di Fourier del segnale v (t). Definendo la versione troncata della forma d'onda come VT
_{V(t) ()t -
o
per -T/2
[1.37]
a cui corrisponde la trasformata F T (f), e possibile dimostrare la validita della seguente relazione (per la dimostrazione si rimanda a testi specifici)
e)
PSD(f)
=2 lim IFT(fW T~oo
T
o ~f < + 00
[1.38]
(') II fattore 2 nella [1.38] deriva dall'avere espresso la potenza tot ale normalizzata tra gli estremi di integrazione o e + 00 (espressione [1.36]); tale fattore scompare se si defmisce
'I. ".,_
•
, '.
rES I~
'Hi'll wIlPOI'
I0.-.•.• ·Irno .~, lasJlO
'~]1mlJIA
ornods lp ~JOlllZZllllUV
OtOt O'!::I
'oss:}lilu~,p oorporrod :}pmil:}s PP :}qil~l :}IIB ouopnodsuroo OlU:}UInllS OIPP OUI1:}q:)S ollns ~l!qrSIA rqooid I ~ZH){ 001 = f nzucnbarj B ':}IBTIlllA BSS:},q:)UB 'nrpunb apuoun oss:}lilu! u~ :}lU:}AB ':}lBMljOS ouorzuotjddaun oirurun oramurrs Ol:}AAO ':}IBnl1~A ornods !P :}lOlBZZ!IBUB un !P OH:}dsB.{ OlBllSOUI ~ 01'1 'ily uI ':}lUB1SI rod :}lUBlS! BlqUIB:) :}IP crnods oun OUBllS -our onreuod o '1 B cnropcocrd :}IBlOdUI:}l OIlBA1:}lUJ OIO:):)ld un OIOS 0PUB1:}PISUO:) :}IBuil:}s PP l:}~lTI0.1 ~P B1BW10]SBll BI OUBUJUI1:}PP '1 :}lUBlS! UTI:>SB~:)rod 'uuaumns ~IBl B:)9Bld Ul ~:}IBuil:}s OlBP un ~P ornods 01 rJ/VrJ.l oduun U! OUO:)S~U10]oqo uuoumns qil:}nb Ip ~O~:) o 'onisds lp !.101VZZnVUv I{il:}p :}SBq BIlB ~ ordtouud :}{Bl 'oisar ouru oramunm lP:}PU:}l critrour ':}UO!ZBA1:}SSOIp :}lUBlS~,IlB ciuourextsscoons oloS BUI:}lS~SPP :}UO~Z!l:)S:}pBI V1:}zu:}nu -u~ oirrcurapuajjonb 'ossarsmp :}IBuil:}s PP OlTIln] I~ rod Biluoddns IS OlU:}UIBPUB ~SB~SIBTIb onreuod ~qBuil:}s !:}P OlBSSBd l! :}l:}:)SOUO:) :}lU:}I:)!Uns ~ :}lUB1S! OlBP un B BUl:}lS~S un Ip OlU:}UIBpodUlO:) l! :}l:}JSOUO:) rod oqo cmomooqduros B:)~uil~s 9~:) 'oiuoscrd I~ :}lBzu:}nuU! ond uou OlTIln] I~ :} BlUO:) oqo Blpnb ~ B:)!SY VHB:}l B{ ~q:)JOd ::}l!q!AIOSU :}lU:}Wl!:)B] ntd ~ oiund ols:}n(,) 'rJ1UV1S1 01VP /rJnb odop :}q:)UB :}IBuil:}s onop PP OlU:}UlBPUB.l :}l:}:)SOUO:)O!lBSS:}J:}U B~S 'ossaniur.p :}IBuil:}s IB l:}~lTI0.1 ~P B1BW10]SB1l BI opunoqdda :}lUBlS! OlBP un B onnono otroo un Ip Bll:)sn'{l:}p :}lOIBA I~ :}l:}:)SOUQ:)rod :}q:) oiuairod BlqUI:}S '(oo (Xl !UI:)llS:} :}UIO:)Bq :}IBlil:}lU~,I) :}lS!S:}ossa InJ UJ oduroi I~ onru rod :}IBuil:}s PP BZU:}:)SOuo:) BI :}p:}!q:)!l 1:}!1TI0.1 Ip B1BUI10]SB1l BIPP :}UOIZBU!UI1:}l:}PBI :}q:) IA1:}SSO IS 'onop omnnb B :}lHO 'odrnci pu :}lIUYIT!BlUmil rod 'rprosnurs Bp nsoduroo rJJUrJUl/VrJ.l OUB!S I{Buil:}s ! :}q:) ~:)l:}:)UJAUO:)rod OUIB!UlJ JOd cs :}q:)UB 'o:)IlBUI:}lBUI oiuourernd olPpoUi un :}lUB!P:}Ul O:)ISY ossooord un OPU:}AU:)S:}P OUIBlls :}q:) :}lB:)llu:}UI!P :}A:}P !S UOU VllB:}l uI '!od IT! azuonbarj Bll:}:) Bun Bp :}l!qBlTI:)SB1l OIPAII un orduras :}wnSSB czzordure :}IPP ornods 01 OpOUI !uilo B :}q:) OlBP '0:)IlB1d nurojqord un B!S oisonb :}q:) uON 'OdUidl I:}u :}S:}lS:} :}lU:}UIB1!UYU!OUBIS I{Bp~OSnU!S nuouoduroo ens :}I :}q:) (91:}d :}lU:}Wl!:)B] ntd ncq) OUIBql:}:):)B oired B11IB,p :}UIO:) 'OS:}lS:} :}lU:}WB1!UYU!B!S ornods ons I! oqo B:}PI,I :}lBll:}:):)B OWB!qqOp 01UBl1:}d :} 'oduroi I:}u OlBl!UlI{ ~ :}IB:}l :}IBuil:}s !SB!SIBTIb :}qJ IlU!AUO:) u:}q OUlB!S !OU uiru dlU:}WBUBSS:}:):}U:}ldAB OUOA:}P (:}IBlOdW:}l 0IlBA1:}lU~
n
+ :)
'B10 'OS:}lS:} :}lU:}WB1!UYUl ornods oun
oiroo un !P Uon] !P IB Illnu Ol:}AAO) oduroi {:}U llBl!U1!1 ~IBuil:}s oqo :}l!qBllSOW!P ~ 'oilonl UI 'OJ!lBW:}lBUl :}1:}HB1BJ !P !AllBiloll:}lUJ JUTI:>IBouod l:}~lTI0.1 Ip BlBWlO]SBll B'1 OUI!ld
15
Analisi dei segnali
1.3 pnmo n certo o. Ora, lertanto a parte :amente spettro poi. In ante un
Trasformata discreta di Fourier
II progressivo aumento delle potenzialita messe a disposizione dalle tecnologie digitali ha determinato la crescente affermazione delle tecniche che prevedono .la digitalizzazione dei segnali analogici e la conseguente elaborazione numerica degli stessi. In tale ambito, ge'nericamente indicato come Digital Signal Processing (DSP), riveste particolare importanza la determinazione della trasformata di Fourier dei segnali. Naturalmente, un processore numerico non puo applicare la trasformata di Fourier cosi come essa e definita nelle [1.32b], in quanto la conoscenza che ha un elaboratore della forma d'onda di un segnale e basata su una serie di valori equispaziati nel tempo denominati campioni (fig. 1.11); tale concetto e facilmente rappresentabile se si pensa alIa definizione di una forma d'onda all'interno di MATLAB. Avendo a disposizione una descrizione parziale di una certa forma d'onda, un elaboratore puo solo approssimare la determinazione della esatta trasformata di Fourier del segnale; ciononostante, se il numero di campioni disponibile e sufficientemente eievato, la descrizione che ne deriva e del tutto soddisfacente. La formula di trasformazione applicata in campo numerico e denorninata trasformata discreta di Fourier, in sigla DFT (Discrete Fourier Transform); noti N valori del segnale Xo, Xl' ..., XN-1' i coefficienti complessi che defmiscono la DFT sono [1.39] con k = 0, 1, ..., N -1. La trasformata discreta inversa, in sigla IDFT (Inverse DFT), che permette di calcolare valori dei campioni noti gli N coefficienti Xk della DFT, e invece definita come (4) N-l
Xn--
.21t
_ 1 '\' - iNkn L... x,«
N
[1.40]
k=O
Fig. 1.11 Definizione di una forma
vet)
d'onda
per campioni.
2
o
4
-1 -o N 0
0'>
r-.
0
\0
on
0
0
o.
I
II
II
II
",0
",-
",N
",M
\0
on
on
I II
0
0
"'~
N
00 \0
II
II
k~
0
"'~
0 \0
0 II
>t
(4) Altri autori defrniscono DFT e IDFT rispettivamente con Ie relazioni x, =
1
,,-j-kn
L"
V N .~O 1
2n
N-[
r;;:;
x.e
N-l '\' -
X.=-L"XkeN
jNk~O
N
2'11: j-kn
[2J
.
-
----.
.
1" ., -, ~ ,.<
_, ...
.,
':;lIO~l:;ljUI :;llIOA O~ B:)lT:) olo:)IB:) ~P
oduroi
un :;lU:;lql0 ts
'PlOT
B ~IBd B~S N :;lq:)
ordurcsc rod ~S:;llod~,IPu ~Nz'E0INZ ~P :;lUIPlO,IPP uOIBA B zN ~P :;lU~PIO,IPP ~loIBA np cpuoos orotduroo Bp ~UOIZBI:;ldo ~P orotnnu [T 'dSG ruorzsoqdde gI onru u~ BlBzzqqn 'ldd BllB g~ZBID ·(w.lOfSUV.l1,.lCJ!.lnoi/ISVi/) ldd BI~TS ~_ '.lCJ!.lnoi/!P CJ:JopaVIVW.l0fSV.l1 ~P gWOU II OHOS OUUBA oqo 'onp !P BI:;llU! BZUglOd Bun ~ N os q~qB:)qddB 'TUll!lO~IB naddnpxs utns ouos BIPP auotzuurmrciop BI rod IIO:JIB:) T ~:)0pA nrd :;llgpU:;l1 rod gq:) gUlJUI OWB~PIO:)~lI
r.m . ~
-i-
0 BpUBq BIpu osorduroo onbunuroo
glgSSg gA:;lP
oqo 'gSSglgl~
Tp OIlBAlglUl un B
oranurq arcsso oiuairod ond oruods 0'1 'B:)TSlJ ~l!Bgl ~P BA!ld ? 'O~lB~'EUO gIBU~:;lS PP B:)TUOWIB gUO~ZTsodUlO:) BllB Bl!lgj~1 os 'ouorzuoqdnp gIBl ~OIHgds OIl:;lP ~l:;lW eunrd BIPP Bun gq:) OIHB OUBlU:;lS:;llddBI UOU glB!:)OSSB BSS:;l B uuouoduroo gI onranb
ouorznoqdnp
U! 'gIBu'E:;lS PP
ouotzuoscp
BIPP !UlJ
m
gIB~ZU:;lSSgUl~
¥X
llUgT:)lJPO:) ~gp 1i?l:;lWBpUO:)gS Bl
~N
1,
orcpuodsuroo :;lAgp I T - N X I ons [T orcpuodsuroo IBj "£p
B
=J
ounrd
r.ro Bl
Tp orcumu
IT ? N gAOP
N
L = 1V
!P nzusnbtu]
BliB
red
(Z
~TSSglSTI~:;lP .. TlB:)~ld91ow
Bl glgpUgl I:;ld 'OlUgWBPUB ~IOlBA Tgp azuonbas BI (1
I ~XI
TUmIB OUO~lgW:;l BlBnng]p
uad 'onunuououiuan
(£
BZUgnbgIj BllB
:;lIOIBA o~lIn,l gllUgUl '0 szuonborj Bl uoo lOx I glOIBA :;lIBl opOW u~ glUgWB:)lJBI'E BlBlUgSgiddBI :;llgSSg gAgp
gUO~z~ulJgp ~P 0IlBAI:;llU~,I 1, g ruordureo
'r.ro
orcssa OUOAgp I ~X I UOlBA T BI uoo g[TqBlUOljUOJ ldG ons l! BjlB:)!1 BID 'ldJ BI ornjossa ~ anrosorddar UOU :qB!ZUgSSg mcdsn
!S!IBUB :;lA:;llq BllBG '(P£lT'ElJ) Sf -i- 0 OlU:;lWBPUB,I gA!I:)Sgp ~:;lp azuanbos B'1 '(:J£1"1
nzucnbcrj Tp OIlBAI:;llU!,IlB glUgWBlBl~WTI 'ornods ~P odn o~lIn.Ipp '1'''1 glUBlSO:) BI 19d llB:)qdllIow 'r.rcr BIPP qug!:)lJpm Tgp !lnpow 1, IV N =I =J
''ElJ)
onodsu
BlBIlUgJ
~ 'B~IBUl~UO
BpuBq!Ul:;lS BI odop 'B~ld BI mo !P oirucdu gpmq Ip ouas Bun muasard BW 'glUgpg:)gld IB g[TUl~S ? oiucptrodsuroo ornods 01 :1V oduror un Bp llB~ZUBlSTP ~UO!dUlB:) !ons ~p N OI:;lWnU un Bp OW1:)S:;lP :;l OlBlTW~I gIBU~gS IT BIO Ugp~SUO:) ~S . Of azucnborj BliB OJ:)!d un uoo 'Q£l'1 '~lJ U! ormuosorddar ornods 01 mrrosord '1, -i- 0 gIBlOdwgl BllSgUIJ Bun B ormrurq 'gIBU~;)S OSS:;llS01 ~(V£1"1 ''ElJ) Of nzuonban BIIB B~!I B:)~un,un Bp outuusoo Olgl:)STP ornods oun Bq oorpouod gIBU~gS II . Of eztrcnborj B optosnuts Bun gIBZZ~IBUB Bp :;lIBu'E:;lS:;lWO:) !S '(w.lOfSUV.l1, .lo!Jn0i/ snonupuoJ 'ldJ) IgunOd Ip BnullUO:) BlBWlOjSBll BIlBP :;l BlIBP !HU:)Sgp czzotdure :;lIPP unods q'E un gWB'E:;lI II :;lIBTZUgp~AgOTl~gW Tp gUll IY
uoptsuoo
racr
lila
·.Lda BIFlP :lUOIZB:J[JddB Ip BlU:lIPS 2:t't "!.:I
,,_
tzrr
'~lJ) ~SBj :;lIPP orncds 01 gAU:)Sgp llU:;lWO~IB q~:;lp ezncnbos BI criuour 'ozzardura glPP ornods 01 gA!I:)S;)P ¥X !P qnpour ~:;lp ezuanbos BI oiumrod g ':;lIBU'E:;lSPP I:;l~mod Ip BlBUlIOjSBll BIPP uund I;a gUOTZBlU:;lSglddBI Bun OUOS ~X rssojdmoo qUg!:)lJP0:) N !I~ B:)qBld uI '1 - N ,... '1 '0 = U uoo 81eu'68S 18P OlU8weneJl
91:
Analisi dei segnali
Dominio del tempo
17
Dominio della frequenza
vet)
f
fo
(b)
f
v,Jt)
(c)
1
2/'
.._,,_.!~
Semibanda: origin aria :
t, Prima banda
,
(d)
f
Fig. 1.13 Confronto tra DFT e CFT.
ESEMPIO
1.3
Si consideri la determinazione, per mezzo di MATLAB, dalla DFT di un segnale a impulso singolo di durata T = 5 ms ed ampiezza V = 1 V. Prima di tutto si deve costruire una forma d'onda impulsiva a N punti, la cui durata complessiva puo essere, per esempio, pari a 20 ms. Calcolata la OFT, si deve costruire un vettore frequenza, avente 10 stesso numero di punti della DFT, i cui valori vadano da 0 a is, escludendo quest'ultimo punto dato che e incluso il punto O. Se si rappresenta l'intera OFT si ottiene la rappresentazione a bande duplicate; imponendo invece un intervallo sugli assi pili ristretto, si ottiene il consueto spettro gia considerato in fig. 1.6.
OJ, T ordurosq
"t"t ",,!:!
°O!pnB oBP:;lq:)SB]PP OSS:;I1~U!,nB:;I101B1:;lU:;l~un 01!U10J 'ZH)]
T azuonbaq
Bp
B :;11
-B]0~UBH:;I1:;I]BU~:;IS un !P ':;I]B;ll
oduroi
ill 01B10qBp
0lB11SOW~ orpna
171"1 0~!J
BP:;lq:)S B]PP
-]B llU:;IS:;I1d0
'orncds 'Od
uI
0] [op
oss;ll~u~,l
ouroun
:;I101B1:;lU
-:;I~ un ap lHOPOld orpne nBU~ -:;IS :;I]B:;I1oduroi
u~ :;I1BZZqBUB
un ~ Hv"IB1PddS
ordnroso
'asci cnotzeoqdde
tp 0pB1~ ill !P
17"~
OldW3S3
(,(ZH/A) ~da, )1aqE1A (,(ZH) J,) 1aqE1x ([Ju~ JU~- nE~/v Ju~-l) S~XE ((N/~¥d)sqE'J)~01d (E'1'E)~o1dqns (,(ZH/A) ~da, )1aqE1A (,(ZH) J,) 1aqE1x ((N/~¥d)sqE'J)~01d (G'1'E)~01dqns (,Eo1 o~dillaS~,)a1~~~ (,(A) 1\.,) 1aqE1A (,(s) ~,) 1aQE1x ([G 1 JU~- JU~ Ju~-l )S~XE (1\.'4)~01d (1'1'E)~o1dQns !~/N¥(N/(l-N:O))=J !(1\.)~n=d !(nE~'~)unJda~s-l=1\. !(N'~'o)aJEdsu~1=~ !c:;ooo=nE~ !GOo=~ !8G1=N
(ZH»)
00~
0
C:'~
latnH;lw
Analisi del segnali
1.4
Delta di Dirac
Si consideri il segnale a impulso singolo di fig. 1.15a, di durata r ed ampiezza .
] [ItS 0.02
19
naturalmente la costante 1 ha le dimensioni di [v(t)·r]. e unitaria, ovvero si puo scrivere
I
_!_, r
dove
L'area individuata dalla funzione
+
A=
-
v(t)dt=l
[1.41J
[V'sJ
i immagini ora di dimezzare la durata dell'impulso raddoppiandone contemporaneamente I'ampiezza: si ottiene il segnale di fig. 1.15b, che individua anch'esso un'area unitaria. Immaginando ora di proseguire indefinitamente nella riduzione della durata e nell'aumento dell'ampiezza, si ottiene un segnale ideale, definito delta di Dirac, di durata nulla e di ampiezza infinita, rna tale da individuare un'area unitaria. Poiche tale segnale non e rappresentabile, 10 si raffigura solitamente con una freccia rivolta verso l'alto (fig. 1.15c). Come evidenziato in fig. 1.15, la funzione delta ha uno spettro costante e infinitamente teso che puo essere ottenuto pensando di allontanare indefinitamente 10 zero presente alla frequenza -
1
r
negli spettri dei segnali a impulso. Lo stesso risultato puo essere ottenuto anali-
. camente grazie alla proprieta della funzione b (t) per cui, data una qualsiasi funzione g (t), si ha
I _+:
b (t) g (t) dt
= g (0)
Dominio del tempo
[1.42J
Dominio deUa frequenza
vet)
(c)
It. A -,;:
IFu)1
v'(t) 111;' (b)
-,;:'
oCt) (c)
Ampiezza = +00 Durata = 0
f 8(t)dt = I
Fig. 1.15 (a) e (b) Impulsi di area unitaria; (c) delta di Dirac.
°(81"1
°13!]) ::lpm13::ls I::lP Blp:) ~p BZ
-ucnborj BIlB B:)9U::lP~ crcssc ::lA::lp::lIp 'Bmn::lI ~p ::llB1Od -uroi BZU::lPB:) BI ::l omxoou ::lIBU13::lSE Ell ::lUO~ZBZZIU01:) orauonreur Ip ~pSS::l:)::lU BI 90U IS °1 0 0 Blp':) -u~s BI ouroo
ono]
OU::lUl 0
lP
::llOlBA II ~l::ll::lldl::llUI
oiuourercdns
::l Bl~IBS ~p qU01J
onuoo
B
rptrmb
IB
'BII13oS BP::l:) Bun
rod csuq UI
~BP OUBlUoI
oxursodsrp
~::lIBU13::lS pp
md
::l '::l1011::l ~p ~l~pqBqOld
Ip
BS::l:)S~p
::llUB1SIJPU
- - - - J?1[lloS
'itq
BI ::llOU~Ul ~ ~m
::l1OIBA P ::l1::l1313::l1 ~p
u~ ::llUB1S~,IPu OlnA::l:)~l ::lIBU13::lSpp OPBl13 UI
o
o
(1)~
crosse ::lA::lp OlU::lUlDSOUO:)~l ::lIBl urodo oqo II °B:)~lU::lPl BIS pq umSBI:) ~p B1Bmp BI
oououmu ::lIBU13::lSun P uoptsuoo rs oirsodord ::llBl V °::lpqBn::l:):)B npuaq
::lq:) ::lIBl Ol::lAAO 'OUO.lJU!S O11BUIq ~p OlU::lUll:)SOUOJ~l ~1011::l
np
::llU::lS::l::lpq~ssod
::ll::lAB ::lA::lp ::lq:) BPUO,p OSS::llS oIPP 0I013U!S un
ntd
!IBU13::lS 1I~qlssod
~
{1 ::lUO~ZB:)~unUlO:) Bun
BUllOJ BI BIS
ozuonbas ouroo Bp B1Bdm:)0
::lU01SS::l:):)ns BIlBP
opmb
Ip l1q ~p
::llBU~Ull::lPP
ezuonbos
BI ::lq:) omB~p1O:)~l
oirej
B1 ::lq:)
rod
~p
oumsuoo
Ip Bm::llqOld
'::llBlo:)IPBd
I~
~p B1pnb
ul
°1 ::l
uoo
B10 ouod ~S 'osmdurt cprrordmoo osjndun 0 ::llJl:) Ip ::llBIOJ1llBd
'zsc .red
'1
%A
°aluaAa:)1l oxnrsodsrp PP oirad up OllUUlq alUlllllp aluullas un Ip Ulfina'1
8t't "1.:1
qU::lAB l1BU~q 1{Bl~13~p ::lssBJlns
BS1::lA~p B~S O:)~lS~U~ml::ll::lp uou
I~ ::llUB1SOUOU
un
::llqUB1B13 Ip ::lU!] IB ::lSBq ~p oSIndUlIJ
9Bl::lU::l13 ~lBU~q qBU13::lS ~ !Hnl
BpUBq
cnrcurciuopucdrpur 'Y B1JI:) ~p uznonborj B1Bp Bun mru !P unods 1113 omopuorduroo ozuonban ::lIPP
::llIU!]::lp ::l1~q1ssod ~ '011313BSS::lUlOSl::lA~p IU130 un
0IlBA1::ll~
un
O~lBU~q ::lIBU13::lS
ossnosrp
pu
~113 ::lUlO;)
0~01 otdmosq Lt't "1.:1
00_ =U
[ton]
:i
(01U -1) q
OJ
1
= (1)a
,, ,, ,,
00+ ::ll::lAU:)S ond !S 'odmoi PP IU01Z::ll1P gl oqurenua UI oscrso cnrcureinnju: ~ rsjndun rp ouan l! ~q3 -!Od °33::l '(On + 1) q '(°1 + 1) q ouos 0 = 1 trt oranuoo o[pnb rsjndurr 1[13 glU::lUlBilO[BUB ~03:)::l'( 01(,- 1) q '(1) q ~ 0 = 1 U! osjndurr.q
,,, ,,,
...
... (j)~
OUOpg3::l1d ::lq3
'(°1- 1)q
OUOS !A!SS::l33nS! onucur
3NOIZW10S °Ln °ilg UI
oreiucscrdder
:)Bl!a !P B1PP U
rsmdurt
!P
ouan
PP
U311UUl::llUW::lUO!SS::lldS::l,T::llUUIWlglga
S''):
OldW3S3 °
°1 ill UlUIlU:l:)
:)UlIQ
!P
Ul[:lQ
9t't "1.:1
~
T °13!]) 0 # °1 ::llUB1S~ un U~ ::l110:):)0 oqo :)Bl~G 1p B1PP B muasorddar (°1-1) q ::luo~zunJ By oqo ::lU!]UI OmBIA1::lSSQ
°(91"
osjndun
un
Analisi dei segnali
21
me
~3J
vet)
o
o
Iso
[g.
~J
o
o
o Fig. 1.19 (a) Segnale non regolare nelle transizioni; (b) segnale regolare nelle transizioni.
Soglia
(a)
(b)
La soluzione pili comune del problema della sincronizzazione consiste nella estrazione del segnale di clock del ricevitore dallo stesso segnale ricevuto, sulla base delle sue transizioni da un livello all'altro, ovvero in base agli istanti in cui il segnale attraversa la soglia; pertanto sarebbe opportuno che il segnale, oltre che ad assumere il corretto livello a centro bit, mantenesse una cadenza regolare nelle transizioni da un livello all'altro (fig. 1.19). Da quanto detto risulta che per ottenere la migliore comunicazione la forma d'onda del segnale all'entrata del dispositivo di rivelazione deve soddisfare due condizioni, dette triteri di Nyquist, enunciabili come di seguito: -
primo criterio: negli istanti di lettura la forma d'onda deve assumere un valore esattamente coincidente con uno dei due livelli che definiscono Ie cifre 0 e 1; secondo criterio: gli istanti di transizione devono risultare distanziati tra loro esattamente di quantita multiple della durata del bit Tbit.
L'impulso di Nyquist rappresentato in fig. 1.20a, gia introdotto nel vol. 1 par. 3.5.2 come ,'impulso singolo a banda minima, soddisfa solo il primo criterio; si puo notare infatti orne gli istanti di transizione non siano distanziati di Tbit. L'impulso singolo a banda minima che soddisfa entrambi i criteri di Nyquist e il segnale, rappresentato in fig. 1.20b, denominate impulso ottimo di Nyquist; la sua occupazione di banda e doppia rispetto a quella dell'irnpulso di Nyquist, ovvero e pari alIa frequenza di cifra del segnale. n e Ii e
Dominio del tempo
vct)
D J
7r:t
sen-
e '1
vet)
o
v(t)=V~
(a)
7r:t
2m
senv'(t)= V (b)
~lt[l-( ~JJ Tbil
ii •
III
"'1'1
II"
I
"I'll II
II II
II
2
Fig. 1.20 (a) impulso di Nyquist; (b) impulso ottimo di Nyquist.
Dominio della frequeiiza
II' I •I
,,,,~, •
.' I'
I,
•
: , 'I'
r., : ~,
•
,
," 1
:~
'~,',!
•
ornods
oun
ouanio
rs
5;'0 = XJ oordn
glOIBA II
opuouod
~ls~nbAN ~p
ll
:
•
~
,:,
II
':,
II:"
I
_. ,.1 ';1 I.
an osardtnoo
I
II
'-I I
'I
\ "
>fl
••
/ I
"
'
~I:
': :
ill
1111: ,
I=-,
,~
''..
I
ourmo
osmdurrpap g ls~nbAN ~p osmdunjpp unods q~ glUgWBA~ngdsp gl~Ull! ~SB:)cmoo OUO~U:lnO 1 = XJ g 0 = XJ 19d '(XJ + 1) Nj nzuanborj BIIB oiuourrouodns OlBl~UlII ? OlBZIB~1 ouosoo B oruods oun glP :lwnsgp ~s [5;t;'1J BIIBG '1 o 0 nn osorduroo '_ffO-llO.l !p tuono] r. ? XJ :lAOP
~s
(XJ
+ 1)Nj
(XJ+l)Nj:::>j>(XJ-l)Nj
[5;1:71J
(XJ-
OUBI:lUg~ glP Ip
ouoruo
'J£Z'1
OpUo:)gS
~p
rod 19d
1)Nj:::>j
19d
ouorssardsoj opuooos nordn nzuanban
.~y ~p
II
91:) onru
~IOlUUllO] top Bzugnbgl]
osmdunjjns opow
'OJVz/V!.l OU
onreircd
gIB]S~PPOS B
?
19d gl~qBZZ~IBgll~ amoumotuoai
oroqqarxop
:llgAB
ls~nbAN
o
tnsodsrr BI:)unUII
'q g V£Z'1 oisodsu
UI
~
Ip
rdoos
IS 'gAlm
lI~BP Blnsg
UOlBUlIO] ~gp BW~nO
UO:) ~AIslndw~ IIBU~gS
BIIBP '~IOlBUlIO] OPuBz~lqn glPP
'lsmbAN
Bl~UYU~ nzucpucd
BI
.~y ~P ~lUgUlBPUB ~I~ glUgUlBAqpds~1 :ll 'lsmbAN
tp ounno
0lBSUq :lIBU~:lS un gUO~Zg:)~1u~ gIOlBUlIO] PP
msonb
gq::l BIlSOWIP ~S 'gUOIZBllBIl glBZZIWIUIUl up
uzuonborj
Blpsn,IIB
osjndurrjjns glgUgnO
gZUglgJI:llUI 0 oroumr u~
nisodsu
0
rod
Ip Ong]P.l
BlIgp B:)lg:)~l B'l
'oouamnu suorzaomn IDO:) lp BID:ljSISun Ip
np:)oN
B
BID:lIPS
l!l!·l ."!:I 'gIBU~gS PP gUO~SS~UlSBIlBl :lIBZZIWInO Bp OpOUl u~
'orarpnnbs odu
gUOIZBPAll BI o gIBUB:)
~p 'OSS:lI~UI,p gIBU~:lS
II
o~unl
n :lIBWIO]SBIl
pu glSISUO:) qodupnnb ~IBl rp cuoizunj B'l '(ZZ'1 '~y) euoizsou U! a.l.oJVUI.lOj:l aUO!SS!Ula U!
BIPP
l!
'UpUBq
~P
ul 19d BSOT~~BlUBA:lSBq Bun
uuooi
OZ' 1
U~ oueosrmnsoo
.~y Ip rsjndun :lnp ~ :lU:lqqgs
(0)
(q)
(J)
'jSmbAN Ip
ouorrro unssou Ip (:J) 'ouoiuo ounrd O[OS FlP (q) 'uoiuo I !P (v) onodsu Ip
IqIDBljU:l
ISB:) I:lU
orqooo
1!"J,
B
IIDIDBlllmQ
ll!·l ."!:I
'JIZ'1 .~y ~p odn PP BUlWBI~B~p un :lU:l~nO IS uoiuo :lnp ~:lp oun:)IB aucdsu UOU :lIBU~:lS I! cs ~:lIB:)ql:lA armroda Bll.f!SSBWBl :lUBWI:ld ~m m 'QTZ'1 .~y ~p BWWBI~B~p l! ouarno IS Op:ll~J:) ounrd l~ OIOS OnB]S~ppOS ? os ~O~:):)O,IPP :lIB:)qlgA g gIBlUOZZ~IO umuoda BUlISSUWBI noo 'VIZ'1 '~Y Ip BUlUlBI~B~P l! gU:l~110~Sls~nbAN 'O!I1JJOv» VUlUlVJ.3v!p BlBWB~:) gUg~A BUllO] ens II uoo OlBZZ~UOI:)U~Stdmoi ~:lp :lSSB,1 uoo ~p uoiuo BI
rod
=s
I IqUlUIlU:l InB]S~ppOS OUOS
:lq:) BIn~y
Bun auotuo
IS ':lIBU~:lS I:lP .,pop
o~dO:)SOUDSOun ~p OUlI:lq:)S ollns OlBAlgSS0 :lU:l~AO~IBUIq o:)~l:lUlnU :lIUU~:lS o:)P:lU:l~ un :lS
Analisi dei segnali
Formatore in emissione
Fig. 1.23 Risposta in frequenza dei formatori per la generazione all'ingresso del rivelatore (a) dell'impulso di Nyquist, (b) dell'impulso ottimo di Nyquist, (e) di un segnale con spettro a coseno rialzato.
Formatore in ricezione
A"
(c)
I
I
23
Cb)
Cc)
oe
1,5iN (fig. 1.24), ovvero, ricordando che iN
= ~ , il segnale ha un'occupazione di banda [1.46]
La costante moltiplicativa presente nella [1.46J puo assumere valori leggermente diversi nelIe diverse applicazioni, in relazione a valori di rt diversi da 0,5. Vale comunque il seguente dato fondamentale: la larghezza di banda di un segnale digitale binario e proporzionale alIa sua frequenza di cifra. Nei capitoli successivi considereremo valida, a titolo di riferimento, la [1.46J, pur nella consapevolezza che a seconda dell'applicazione la banda occupata dal segnale binario potra discostarsi un po' da tale valutazione.
H(/)
(1.=0,5
Fig. 1.24 Spettri a coseno rialzato.
OU::JSO:J U 01H::Jds UO:> !Iuw::JS
AD AD AD AD .r DAD 'ulsods!l
::JlUUlP::JUI UIlUU!q
::JIUl!'ilIP
'OlUZIU!l
ouorzmuasarddar uI lln:JSIG
'lS!nbAN !P O!l::Jll1:J OpUO:J::JSII 0IoS U]S!PPOS ls~nbAN Ip O~HO oSIndUII,'l (0 'lluuo~dUIu:J lIuu'iI::JS U 0IoS U:>IIddu !S l:"l~JnO.!:{Ip Ul:"ll:JS!P UlUUI10]SUll u'l (p ':"lq:>~UOUIlU:"lI0'ilu~s ::JIPP ~:m:JIJP !lOIUA !:"lP :"lnnuu -UO:J ::JlU::JuodUIO::lun::Jp UUIUIOS unu trnd ? ootpouod ::Jluu'iI::JS un ~P ::J:Ju:JIJP ::Jl0IuA II ::Jq:J UUI1::JJ]UIUA::JS1UdIp muoroai II (:J 'O!lUllUO:J II uou 'Ul::JlUIIun ::JIl:"lSuI ::J1UAU::l~1 ond ~s ::Jluu'iI::JS un !P l::J!JnO.!:{~P Ul:"lluIIq ::J~l::JS uIPP ouorssordsaj opu::J:JSOUO;) (q 'Ol!U~PP ::JIU1'i1::JlUl un ::Jl::JAIOS!l':"lIU1::JU::J'iI U~ 'ouussooou ? O:JIPO!l::Jd ::Jluu'iI::JSun Ip 0y oiuouoduroo UI ::J1UUlUI1::Jl::JP l::Jd (v UI 0PUUAllOUI os/vj 0
0.10(1
ouos
lUOIZUUI1::J]]Untronfios ::JI ::JSU:JIPUI
I :
'l::J~JnO.!:{Ip ::J:J::JAUl UH::JP ? ororaroqtqa un ::JlUU~p::JW ,:"lIuu'iI::JSun !P 01H::Jds OIPP ::JUO!ZUU!Wl:"ll::JP U'l 'l::J!JnO.!:{Ip ::Jl::J!JnO.!:{ !P ::JlU::JWUAql::JdS!l::JH::JPOUOS USS:"lIdwO:JUUIlO] ens unu :"l l::J!JnO.!:{ !P Ul::JluIIq ::J!l::JSunu qU::JluA!nb:"l morsscrdso :"l! 'oorpouod UOU ::Jluu'iI::JSun l::Jd (:J :"lI0'ilu~s :"lIIU::J unulluo:J oiuouodmoo uuu ::JlU~:Jossu :"lIp::JUI ozuoiod ::JIPP UUIUIOSuI ::JWO::l::Jl::Ju1I1ds::Jond IS N UZU::JlSIS::Jlnun ns ::Jluu'iI::JSun up UludISS!P U!P::Jw ezuoiod uI :"lq:JUW1:"l]]U ... !P UUI::Jl0:"llII (q ':"lIuu'iI::JSPP uU:"lnb !P !l:"llUl qdnjnur ouos !n:J ::JI' . !UO~Zun] H ••••••••
••••
•••
H
:"ll~UIJU~Ip :"l:"llUUlSO::lounnror un ~P UUIUIOSUUup :"llUllnS!l ond ':"lq::lllUUI:"llUUI !UO!Z!P -UO:J ::JUn:JIUU! ' :"lIuu'iI:"lS!SU!SIUnb :"lq::lUUI1:"lJ]Ul:"l!JnO.!:{~P UUI:"l10:"llII (v H.H
•
'!SU1] nuansos :"lIUl:"lIdUIO;)
'oueuro
I :
'O~l:"ll~1:JOpUO:J::JSII 0IoS - ls~nbAN !P osjndun '~l:"lPl::l I tqumnuo - lsmbAN !P OW!HO oSIndUI~ opUO:>:"lSII 0IoS - ls~nbAN Ip OUIrnO oSIndUII 'O!l::Jl!l:J ourud II 0IoS - lsmbAN !P osjndun '!l:"ll~1:JI !qUIUllU:"l - lS!nbAN Ip osjndun
.urejsrp -pos ls~nbAN !P ~l:"ll!l:J !AqUpl
:"lIIuu'iI:"lS !P odu an lUOlZU!::lOSSU:"lH:"l110:J:"lIU::l!PUI
[(1 ?rou)U:"lS "q
+ (10roU) soo
l=U
Un]
:i =(J)(I
[IJ
00
1=U
[(1 Oro) U:"lS"q
+ (1oro) soo Un] :i + 0y = (J) a
[]O
00
Z=11
[(1 orou) U::JSuq
+ (1oroU) SO:JUn] :i + 1Y
= (1) a
~
00
1=U
[(J°roU)U:"lSUq+(10roU)SO:Juv]:i
+OY=(1)a
[KJ
00
1=U
[(1Oro) U:"lS"q
+ (1 ro)SO:Juv] :i =(1)a 0
~
00
.ouorssordsa oiuansos UUup oraiuosarddar ? l:"lpno.!:{ !P Ul:"llUIIq ouos U! oorpouod ::Jluu'iI:"lSun Ip oddnpxs 0'l
'I'f' '
I
.
L..
•
"I I II ::1,1 I
,
•
f
'
I
•
•
"f
II
ato dalla
uist sod-
2.1
coni infinite segnale. . segnale potenze une
atera di _ di segnale
Introduzione
.no dei significati del termine «modulazione» nel linguaggio comune e quello relativo aIle espressioni «modulare il canto» 0 «modulare il suono », con Ie quali si intende l'atto del _ ntrollare l'intensita e il timbro nel canto 0 nel suono di uno strumento, in modo tale ca conferirgli determinate caratteristiche in relazione a cia che si vuole esprimere, II signi- to del termine modulazione nell'ambito delle telecomunicazioni non e dissimile, i~o trasposizione dell'informazione presente in nn segnale di artenza, det Q odu ante, in :::odo che tale [nformazione_Jenga e.~sociata un secoad segnale, detta p,ortan~~si ::.;re «contro11ato» dar primo:ottenendo un segnale risultante, detto seS,!'alemodulato, avente _ atteristiche differenti dal segnale di partenza, rna medesimo contenuto-infoTIilativo . In pratica la modulazione consiste nel fare variare istante per istante una 0 pili delle zaratteristiche del segnale portante, in relazione al valore assunto dal segnale modulante. _'operazione inversa, che consente l'estrazione del segnale di partenza dal segnale modulato, z detta demodulazione. II risultato pili importante della modulazione, rappresentato in fig. 2.1, ~ che la banda occupata dal segnale modulato (banda traslata), e diversa da quella di rtenza del segnale modulante (banda base). Si noti che anche se e possibile, mediante ..:no specifico tipo di modulazione, ottenere una banda traslata identica nella forma alIa _anda base, rna trasferita in un intervallo di frequenze diverso, in generale banda base '= banda traslata hanno forme ed estensioni diverse.
OF OF OF OF
2.2
Scopi della modulazione
Le ragioni che giustificano l'utilizzo delle operazioni di modulazione e demodulazione sono molteplici; le pili import anti sono Ie seguenti: -
grazie alIa traslazione di banda e possibile ottenere , attraverso la modulazione, l'adattamento del segnale aHa banda passante del canale, che ne deve contenere 10 spettro
OF
Fig. 2.1 Modulazione: (a) banda base e (b) banda traslata.
H~l
/
L
f
coseno
(a)
(b)
•
'c/v ::lUO!Sl::lAUO::l UIIU omxop '::lUO!ZUUllOJU!.II::lP UUlIOJ UII::lU::lIU!ZUBlSOS 0lU::lUlB!qUlB::lun uq !S OSB::loisonb U! oudord ;) ::ll::lA!uo!zBlnpow ;)IIBP ::llU::lW::llU;)l;)JJ!a'::l!lUU!q ;)lJTJ !P ::l!l::lSnun ::llUU!P::lUl;)IUu'3;)S pp OA!lBUllOJU~oinuciuoo II crounrdso B lluBl~Ul '::lq::l~pO::l!P onrourmrdord md !SOPUU11Ull omoo ::llB::l~SSUp ossods ;) ::ll!Ul]::lpQUOS ~UOlZB1::ldo!IUl ~(BlPP ::lUO~ZUI -npour '::llBA~l;)P::l W:Jd) tsjndunp ;)::l~pO::lB lUO!ZBlnpow ;)1 OUB1!l::lWoirad U OSlO::lS!Pun rnd morzrqnpom
'O::l!'30IBUBodu ~p OAlluWIOJU! omuciuoo un B orasucd lBJ oqqanod ::l (odmoi pu ~lmulluo::l UO::lB!1BA) O::l!'30IBUB::lIBU'3;)Sun Ip eudord BIpnb ~ 0lulnpoUl ::lIBU'3::lS pp BPUO,p UUlIOJ BI cs cqotrn 'qUlT'3~pQUOSlUO!ZBlnpow qBl 'WVQ ')ISd )IS.>:I ')ISV lUOlzulnpow :a[Vn~!p azvu~as UOJ (B::l!'30IUUU)a/vp!osnu!s eiuiruod !p auo!zvznpotu ~::lIUl!'3!Podn ~p OAllBUlloJU! omuoiuoo un B aresuod ;)lUJ oqqanod ::l BZZ::lTdUlUTp m::lAHcnp ojos uq !SU::l::lnp !Ul!lln !L'3::lUorajnpour ::lIBU'3::lS pp epuo.p BWlOJ BI os aqoue ';)q::l!'30IUUBouos nrorzajnpom qBl 'Wdd 'WM.d 'WVd lUOlzBlnpow :OJ!~OlVUVa/vu~as un UOJ (::lIB1!'3~p)mussndun' tnutruod !p auo!zv/npotu ~::lq::l~'30IBUU QUOS!uo~zulnpom ~Iu ;)lU::lUl{BlTIlBN'Wd W.>:I WV !uo!zulnpow
.oinsomuo alvu~as"UoJ (U::l!'30IUUBtpumb) a/vp!osnu!s-JJumJod rp euotznptpotu -
:::luo!zBlnpOUl [P rdu qU::ln'3::ls! ouonsunsrp !S '('::l::l::l';)lOWTIl IU ~l!unUllli!) ;)IBl~'3~P0 O::l!'30IUUBcuroo 0lulnpoUl ;)IBU'3;)Spp oiuoureuoduroo Jl rpmnb ::l OAllUUllOjU! omuoruoo !P odu I! UU!Wl::ll;)P::lq:>ournjn.iscnb ~ ~q::l!od ';)luulnpoUl ::lIBU'3::lS [op ::lIBl~'3~p0 O::l~'30IUUUOlBUllOJ IBp BlUU!Ull::ll::lP~ ouorzunstp ::lIBl ::In'3::ls::lq::l ::lUO~ZU::ll]~ssupulPN 'qBl!'3!P ::l ::lq::l!'30IBUUtuotzajnpom an ouorzuusrp BI ezumrodun ;)lUI0::l!PBd !P Bllns!l Ol!qWB ::lIUl ill ::l 'uonro IS1::lATPnuosord 0PU;)U::ll UllBJ arosso ond lUo!zulnpOUl ;)IPP ::lUO!ZB::l~SSUpwI
'ZH 09 0 (edornq) zH O~ Tp :UOIUA nn ;)l;)AU ond ;)1;)1!P UZU;)nb;)lJ UI ;)IP UPIO::l!l !S onsodord ;)IUl U ~UZU;)nb;)lJussuq U~ OUO::lS!'3U;)IP "::l::l;)'U::l!lll;)P U!'31;)U;),IPP oirodsan ~p ;);)U!J 'UZU;)lod Tp !lOlUUlIOJSUll 'quulSnpU! ntrerdun '(S/!l!'3 DOl !P ;)U!PIO,IPP !Ul~'3;)l) !::l!lll;)P U010Ul 'oqonojsourre ;)q::l!lU::lSqunb ;)lOUlTIl !P !lU;)'3lOS !P oroumu UU1'3 un ~P ulpnb up ~luu'3;)S !;)P upuuq ul crarados Tp oll;)nb ~ crrorzepipour ulluP Ol1OPOld Ol1;)J];);)lOP;)lJn un
-
"'
-1\ ~<)
'UUU;)lUUJPP !IUUl9l0 !UO!SU;)Ul!P;)IPP ;)uO!Znp!l ;)lU;)n'3;)Suo::lUO::lapuo.pUZZ;)q'3unl ul ;)::lnp!l !S 'ozuonban ;)llU tud U olulsUll ;)U;)!A;)luu'3;)S PP ornods 01 ;)S ';)Aq!q ~ -rord !UOlSU;)Ul!P;)IIUP UUU;)lUU,UnUUUSS;)::l;)U cqqores ;)UOlzUlnpoUl UZU;)S;)lU;)Ul;)lU;)T::l~W ;)luu'3;)S ;)IUl aranoursen rod ~Ul3J 09 =
\ (\\\
~\:J\J
.,..
~ = r upuo,P UZZ;)q'3unl ntm qU!::lOSSU~ zH3J ~ ':; f,/
~~ ~
!\X1~ '1zy
'?" y
"..
~
JC
\j(J\ (~.
eztronban Tp ;)luu'3;)S un U 'ordmoso !P 0101[1 V ';)l;)l1;)UlSUll up ;)IUu'3;)S PP epuop JU UZZ;)q'3unl BIPP UZZ;)PUU1'3!P ;)~PlO OSS;)lS olPP OUOS ;)UU;)lUB;)IPP !UO!SU;)Ul!P;)1 ;)S \ BZU;)lOd!P ;)UOTSS!Ul;) Ulli!SSBUlBI Bq !S ;)q::lll;)u'3BUlOI1NI;);)PUO !P ;)UO!SS!UlSUll!P OSB::lpu ~51J-;v,,:l ouorzrqdnpnn] ;)ATS!A;)Pl;) ;)q::llUOJO!PUl ~ ,.rz",~~~d/vl !UO!SSTUlSBll;)II;)U orduroso .rod ;)U;)TAABcuroo 'npuaq-essad !llrg ;)lUmp;)W !llJB TI'3niru a= '?' s: v B'P_;)Jl!.IDla~UlBd;)s aiuauraatssooons roiod up ;)IUl opow U! 'OSl'Jk~:ztr:m ;)lj 3z)3llE1J<'J'YJ- ()'1OVlryCY\ 'IS !P 01lBA1;)lill un ill ;)IBU'3;)S~::l up nrednooo UpUBq BI ;)lB::lOIIU;)Eq!ssod ~ ;)uo!zBlnp _7W )"/.\1~S ) -ow uI ::llUB!P;)W 'BJOld!::l::ll TIZU::ll;)]1;)lUI!P Tn::l]];)!lU::ln'3::lSuo::lUO::l'qSOOdUlAOS !i~s sSo. ) ;)~'1;:)q~'1:mns~scq BpU1~qU!! UlSUll;)S '::lq::lnuu'3;)S (o!zuds 0 OAU::l)O::l!sl]opod :s~!tP-S 0"() IJ §" -dns OSS::llS01 OSl;)ABI11B ::llu::ldm;)uulOC1w::llUO~::ll::ln;)UlSB1(Tp ::llU;)SUO::l ::lUOlZBlnpow ul ~UZU::lnb::llJ;)IBl !P ::lZUB~::l!A::l1l::lU::lluu'3;)SPP Oll1::lds 01 ::llUISUll ::lJlqBl::lp!S::lp~ !m l::ld 'uZU::lnb::llJ B::l!'J!::l::lds Bun B OUlOlU! Blli!U!Ul ::lUOlZBnU::lllBTIlU::lS::lldOA!SS!UlSUll OZZ::lUlIT ;)llJOU! !SB::lmOUl Ul '(Ul::lpOUl qB~!WOU::lP ::lUO!ZBlnpow;)p ::l ::lUOlZUlnpow !P !A!l!Sods!p ::lp::l!q::l!l::lq::l'B::llUO];)Pl U::lUnns llUP ;)UO!SS!UlSUllBIIB OldUl::lS::ll::ld !SU::ld!s) 9~
Modulazionedi portante sinusoidale con segnali analogici
2.4
Modulazione AM
2.4.1
Modulazione AM a portante trasmessa
Poiche una portante sinusoid ale e caratterizzata da tre parametri (ampiezza, frequenza e fase), puo essere modulata mediante tre metodi, consistenti nel variare uno di questi tre parametri. La modulazione di ampiezza, in sigla AM (Amplitude Modulation), £Q.llSj~hl Bel variare, istante per istante, ram iezza i una ortante sinusoidale . e del segnale modulante. er 10 studio della modulazione AM faremo riferimento a un segnale modulante sinusoidale, dato che in questa caso i principi dell'analisi armonica (scomposizione di un segnale in componenti sinusoid ali e principio di sovrapposizione degli effetti) permettono di estendere i risultati ottenuti a segnali di andamento qualsiasi. Indicando il segnale portante con
e)-.:: _
[2.1J
e il segnale modulante con v'" (t)
=
[2.2J
V",cos (wn,t)
I'onda modulata ha un'ampiezza variabile, determinata dal termine costante Vp piu ,un termine pari al segnale modulante v'" (t), preventivamente amplificato 0 attenuato in modo che abbia un'ampiezza idonea alIa modulazione. L'espressione del segnale modulato e pertanto [2.3J che puo essere scritta nella forma v(t)= [Vp+ T ~
~K,
tale po)
~VmCOS(Wmt)JCOS(Wi)
[1 + m cos (wn/)] cos (wpt)
[l
= Vp
......+(~COS(Wn,t)JCOS(Wpt)
=
I
[2.4J
in cui m e una quantita definita indice 0 profondita di modulazione. La forma d'onda derivante dal processo di modulazione AM e illustrata in fig. 2.2, in cui Ie variazioni del segnale sinusoidale modulante sono precedute da un intervallo in cui il segnale e nullo, che ha la funzione di permettere il riconoscimento della forma d'onda della port ante non rnodulata. Si noti che la frequenza della portante e stata scelta di poco superiore a quella della modulante per pure esigenze grafiche; in realta il rapporto tra Ie due frequenze e normalmente superiore a 100, per motivi di traslazione della spettro in un intervallo opportuno. Dall'andamento del segnale modulato si puo vedere come la demodulazione possa essere eseguita mediante un semplice rivelatore di inviluppo (fig. 2.3), ottenendo un segnale avente 10 stesso andamento di vn,(t), a parte la presenza di una componente continua (offset) facilmente eliminabile. Tale metodo di demodulazione e del tipo incoerente, COS! definito in difformita con il metodo di modulazione coerente, che necessita della presenza di un segnale sinusoidale locale (portante locale) avente identica frequenza e fase della portante vera e propria. L'estrema facilita di demodulazione e uno degli elementi che hanno contribuito alI'affermazione della modulazione AM a port ante trasmessa nella radiodiffusione, in tempi in cui la semplicita del ricevitore era determinante per costi e affidabilita.
iuJur del me rto
(1)
Si ricorda che una funzione sinusoidale puo essere espressa indifferentemente mediante Ie funzioni seno
dato che si ha sen (J. = cos ( (J. -
;).
0
coseno,
L'assegnazione della fase iniziale nulla sia al segnale port ante sia a quello
modulante non comport a alcuna perdita di generalita: e sufficiente traslare la variabile temporale di una quantita opportuna per ottenere due funzioni sinusoidali aventi fase iniziale nulla.
27
(p) %OOt = %UI
%OL
= %UI
(q)
(v)
%0£ = %UI
·aUOIZllJnpOlll lp l:lJPur ISlaAlp UO:>IllllJnpOlll npuo.un lp IlladsV t7"l; "'!:I
·OllOlSIP :;)qq:;)l:;)U?S!l orejnpourcp ;)pm'il:;)s E !SB:) ! !qlliBllU:;) U! ~(q<;·Z .'ilg) :;)UOIS1;)AU!!P BUOZ BII:;)u :;)IBu'il:;)spp ofa~~ 'ouotztqnpour !P !A!l!SOdS!p mnoje U! ':;)mddo '(v<;·Z .'ilg) :;)SBj!P :;)UO!Sl:;)AU! BA9BPl UO:) :;)lO!l:;)jU! :;) oroucdns rddrqrsrn n'il:;)p olu:;)lliBIIBAB:):)B un cqqorcumrraiop :;)l{.:l ':;)UOIZBnl!S Bun :;)qq:;)lAB !S :;)SS!U:;)AABUOU <;lD :;)S ~(%001':> % I.U) I ':>I.U B!qqB !S :;)l{:) ouussooou ~ oiuarcoout ocorzempourop BI BlqU:;)SUO:) B!S 9l{:)1:;)d
'euoizmnpouauaos mnnjop
·%~z = %UI UO:J azzordure lp cuorzepipour
nun U IAllUpl (Z·Z ·glJ Ul ;)UlO:J)l:JlJU1g I ;)lmg;)sg:
'zz ·glJ !P orejnpour ;)[uug;)S pp ;)UOlZU[npOUlIp ;):JIPU!.I'OIpqg!l un !P Oln!U,1nO:J ';)lUlnIUA
-i*i-i*i-
·(Jt'Z .'ilg) OSOd!l B :;)lolBA IB onodsu ouorn U! 0 md U! % OL IB tred !UOIZB!lBA :;):)s!qns oiumrod BIPP azzotduraj Ol;)AAO '% OL = % I.U Bl.{ IS I'o = I.U rod ~001 .I.U = % I.U ;)IBnlU:;):)l;)d :;)lolBA II oirrarpotn ossordso :;)U:;)!A:;)uo!zBlnpolli Ip :;):)!PUl.lPP ;)lOIBA I! ossodg ·osodp B ;)lOIBA E :;)HOA L'O B rrad ~l9UBnb Bun lp Bzz;)!dWB,IPP ouour U! 0 ntd U! !U0!ZBIlBA BUlWl;)l;)P L'O = I.U :;)loIBA E ordurosc l:;)d ·:;)uo!zBlnpolU BIPP asrreo B oostqns ;)~:;)UBlUBlS! Bzz:;)!dlUB,1 :;)l{:) 'otrmnm :;)loIBA llr'lYfT:;)dsp""'"Blli!SSBlli ;)UO!ZB!1Ui\. BI rpumb muoscrddar I.U !P :;)lolBA l! ~(I.U + I) dA :;) (I.U - I) dA an B!1BA orejnpour ;)IBu'il:;)s PP B;)UBlUBlS! uzzorduraj '1 :;)1 - an rsorduroo !lOIBA ;)lUnSSB (l"(7)) soo ouorzunj BI 9l{:)!Od ·OjllJnpOlll aJllujJas (q) a alUllJnpOlll alllujJas (v) .azzardum lp aUOlZlllnpow
alOllaJUT
oddnpxu]
~
....
/
Y
,
l;"l; "'!:I
1l111lnpowuou aIUlllJ?<:I .... , /
"
"
"If,-t;'J./(I ~
dp-
"/.,//1 .. (q)
,
·oddnllAUT lp
arouodns
alOjIlFlAl"M t"l;
/
.... ,
oddnpxu]
/L
..., v(1 /
'AUI
t
"'!:I
'A 1:/
wjI
(1)~
(v)
8e:
Modulazionedi portante sinusoidale con segnali analogici
29
v(t)
"
"
"
"
/
(a)
"
"
"
re Ippo. v'(r)
"
"
"
"
"
(b)
,
/
"
• **1.
"
/
~"
"
/
Fig. 2.5 Sovrarnodulazione (m> 1).
Eseguire il grafico del nsultato della demodulazione mcoerente dei segnali di fig. 2.5a e b.
L'espressione [2.4J relativa al segnale modulato puo essere scritta, utilizzando le formule di addizione e sottrazione e), nella forma
al
di
v (t)
= Vp [1 + m cos (wn,t)] cos (w/) = Vp cos (wpt) + m Vpcos (wmt) cos (wpt) = mV = Vpcos (wpt) + ~cos
[(wp - Wm) tJ
mV
+ ~COS
[2.5J
[(Wp + Wn,) tJ
che, passando dalle pulsazioni alle frequenze, diventa v (t)
=
Vpcos (2nIpt)
mV
+ ~cos
[2n
tJ,-
In,) tJ
mV
+ ~cos
[2n (fp
+1m) tJ
[2.6J
Poiche l'espressione [2.6J e costituita dalla somma di piu termini sinusoidali, essa rappresenta 10 sviluppo in serie di Fourier del segnale modulato, in cui e possibile individuare: un termine corrispondente all'espressione della portante; un termine, corrispondente alla riga inferiore, avente frequenza Ip -
1m e
ampiezza mas-
sima pari a '{ per (m = 1); un termine, corrispondente alla riga superiore, avente frequenza Ip
+t; e ampiezza
mas-
sima pari a '{ per (m = 1). Nel caso quindi di modulante puramente sinusoidale, si ottiene 10 spettro rappresentato in fig. 2.6b.
e) DaIle espressioni cos (ex-
= cos exc~,,;;;;, sen exsen p. sommando membro 1-'" 1 + cos (ex+ f3) e quindi osexcosf3=-cos(ex-f3)+-cos(ex+f3) 2 2,__ ..--' Si
Pl = cos excos f3 + sen exsen f3 e cos (ex+ f3)
a membro si ottiene 2cosexcosf3=cos(ex-f3)
f
noti che neIl'espressione cos (ex- f3) non ha importanza l'ordine di sottrazione degli angoli dato che si ha cos (-
(q)
(v)
j 'olB(npOUl :J(Bull:JS pp
(q)
:J (ISBIS(Bnb OlU:JWBPUll rp) :JjUB(npOUl
(j)H
(v) 1l11:JdS
:J(Bull:JS pp
L''1; "!:I
',numn :J1S:mb !P azuonbo.q BI uoo :J::>S:Jl::> O!PBl :JpUO :JIPP :Juo!zBnu:JHB,1 ~Lf!U = 'Olf! BW:J1SIS 01:J1U!,nBp B1Bdm::>0 BpUBq BI B1BU!Wl:Jl:JP mmsu 'ISS:J Ip OUmSB!::>~P Lf! B1BISB1l BpUBq U! ouotzadnoooj :J U qBUB::>!P Ol:JWnU p OlBllil:JSSB '(wa~) ~IBUB::>ntd B :JuorsnjJ!pO~pBl !P BW:J1S~Sun u~ ::JlP BlO ~l:JP!SUO::>IS 'Wd :J W~ ~uorzBlnpow :JnB ouodsu BpUBq !P ouorzndnooo ~p ~IWl:Jl U! :JIOA:JIOABJ:Jlu:JwBlm~s Bl1nS!l WY :Juo!zBlnpow BI 'Oru:JlP:JA :Jwo:) ':JSBq BpUBq ill :Juo!zBdm::>0JIB onodsu arddop Bl1nS!l 0lBlnpow :JIBuil:Js PP aptreq !P ouorzadnooo.j '(otpnn qBuil:Js ! rod auroo :JEqBln::>SB1l 'il 0 BnnU 'il BSSBq ntd ezuonborj BI ,?q::>l:Jd ,,"Wj uoo :lPI::>UIO::> :JSBq BpUBq U! ouotzudnoooj :JS
[n:] .orejnporn :JIBuil:lS pp NV H Bpunq !P BZZ:Jqi31BIBI :JIBU~Wl:ll:Jp :JIIqIssod 'il qL"Z 'ilg ill ornods 0nBa '(q8'Z 'ily) ciucmciuopcocrd OH:lP onranb B Bi30IBUBBl:JIUBW u~ UI :luo!zBlnpoUI !P :l::>!PUI,1Ol~UIJ:JpBl1ns~l '(v8'Z 'i3y) ~l!pqB!lBA !P :li3UBl E OlBSSg BllOA Bun '!sB!SIBnb OlU:lWBPUB Ip qBuil:ls l:Jd 'ZH)j 1 :J 1'0 BIl osorduroo ornods oun Bq oruampour :JIBull:JsI! :J zH)j 001 = dj azuonbarj nq :JlUBlIOd BI rno ur WV :JIBulI:Jsun Ip ornods 01 :JIBlU:JS:JlddB~
-"1
M
·(J.a~.l.I.v:J pamUlSUVJ.L pUVf! -ap~s aNnoa 'or-ascn BSS:JWSBll aiumrod uoo :JIBl:J1BI BpUBq ntddop B nuop :Jq::>UB:lU:l!A opunU!ruBS:l OWBqS :lq::>:lUO~ZBlnpow BI oruods !P odn II l:Jd '(pUVf!-ap1S J.addn 'asn) suousdns aZVJ.a1VZvpuvq :l (pUVf!-ap!S J.aMo7 'as'l) aJ.O!J.ajul aZVJ.a1VZ vpuvq OSB::> oisonb U! q!UY:JP ouos ornods OIPP rqo] onp I 'qL"Z 'i3g u~ B1BllOd!1 BWIOJ BI Bq :llUBllnsIl ornods 01 mo rod ':JIO!l:ldns Bun B :l :llO!l:JJUI Bi3u Bun B oson] ~p oiuouoduroo ruso ::lIBuil:Js pp l:J!lnO~ !P oiuouoduroo Bloi3UIs milo Bp B1BInpoUI oiuuirod Bl :llBSU:Jd opqrssod 'il 'vL"Z 'i3y U! :lUIO::>onnuuoo 0 :lqi3Il B orncds oun :llU:JAB '!sB!SIBnb :JIBui3:JSun !P OSB::>PN
(v)
(q)
j
'1+'1 '1 '1-'1
J
'1
'olll(npOUl :J(llull:JS pp
(q)
:J :J(BpJOsnUiS
"v
:JIUB(npOUl
IIIIIV
(v) 1l11:JdS
:J(BUll:JS pp
9''1; "!:I
O£
Modulazione di portante sinusoidale con segnali analogici
31
v.,,(t)
(a)
V~
v(t)
-10-~-~--------------------------;~-----(b)
Fig.2.8 Modulazione di un segnale non sinusoidale.
oiche la modulazione AM determina, a parita di canali, un'occupazione di banda com~ essiva inferiore rispetto a sistemi FM 0 PM, tale tecnica ha consentito l'attivazione di rvizi di radiodiffusione a frequenze relativamente basse, con minore attenuazione, e quindi ron piu basso numero di ripetitori. Nelle radiodifTusioni in Onde Medie (OM) la banda ase del segnale audio e limitata a 4,5 kHz, per cui l'occupazione di ogni canale modulato " pari a 9 kHz. Tale scelta e stata determinata dalla scarsa immunita al rumore delle trasmissioni AM, oer cui a un aumento di banda non corrispondono miglioramenti tangibili in termini di edelta. Le frequenze delle portanti, il cui valore e indicato sulla scala della sintonia 0 sui play del ricevitore, sono comprese nell'intervallo 526,5-1606,5 kHz (120 canali). Si noti che si ha t.> 100 fmax' La portata di ogni ripetitore e pari, di giorno, a qualche decina kilometri, mentre aumenta notevolmente in orario notturno, cosa che consente di ricevere umerose emittenti straniere. Esaminiamo ora la potenza associata aile righe di un segnale modulato con modulante sinusoidale. Immaginando di applicare il segnale modulato a un carico resistivo R, si ottiene seguente prospetto: Valore efficace
I Portante
Potenza
Vp
Vperr=
Potenza con m = I
Potenza con m = 0,7
Wp
w"
W = Vp~rr p R
j2
J Riga laterale sinistra
m. 2 Vperr
(;
VperJ
m2
=-w 4
R
p
~WJ 4
p
1
-w 2 p
Riga laterale destra
Segnale modulato
m 2Vperr
m2 -W
4
Wp(l+
1
p
~2)
-w 4 p 3
-w 2 p
~h} -w 4
p
1
:;:::gw" 5
-W 4 p
(1IUm) SO::luA
= (1) ,un
;)IBp~osnu!s ;)luBInpow ;)IBUl3;)S un mBJU! OWB!l;)P!SUO:) '(1 n: 'l3g) ororeoqdujour un !P !SS;)ll3U! !Il3B onrauod BI ;) ;)lUBInpow ;)IBul3;)S IT oreoqdda ;)lU;)I::lY -Jns ~ ;)IBul3;)S un ;)l;)U;)HO Ip ;)uY IV
(J)~
(J)d~
!
--0-
(I)"'~
'lIsa aroramponr un tp IlW:lIPS n"2:"'!.:1
asa
(v)
(q)
'sse
O)lllnpoUJ :lllluil:ls PP (q) :l :l)Ulllnpow :lllluil:ls PP (v) 1l)):ldS
(J)H
01"2: "'1:1
-dar ~
'qon:
'l3y UI onnuosard ornods OAIlBI;)l I! o ciucurooqdmcs ntd 0 (.lo!.l.lv:J posso.lddnS PUVfI-op!S 0Nnoa) ~ BA~l;)P ;)U ;)q::l ;)uo!zBInpow B'1 ';)lUBlloct BI ;)l;)H;)UJSBll UOU ;)ITqISSO ~ BZU;)lOd !P !U!Wl;)l UI wv:m-o~BZU;)!~YJ;),I ;)lBJOl{l3!W !P ;)uy IV
:)s-asa Bl!U!PP
'asa
Bl!l;)]SBll
':lIUIl110d IlIlIl
% I'ZT = d
:vJsods!}[
.% 08 = % UI :mOlzBlnpoUl 'P :l:"pm nco ':lIBpIOSnms :lIBUll:lSun Bp orejnpour WV :lpmll:lS un 'P :lIBl:llBJ BllU Bun B B1Bl:>OSSB BZU:llOd Ip :lJBnlU:l:>l:ldBI :llBUJUll:ll:lQ
-Ui';)UO!SSIWSBll
!P ~lPP;)J ;)lOU!W BII;)P ;) IAIllsodslp I;)P ;)IBl!mn::l ~l!SS;)IdWO::l BIPP oirdeos B ;)S oqoua 'BpUBq !P OwnSUO::l ;) BZU;)lOd Ip !U!UJl;)l UI !lU;)!::lYP nrd BZz;)!dWB !P !UO!ZBlnpow ;)l;)U;)HO Ip ~l!ITq!ssod BI BA!l;)P ;)I{_ 'OAqBWIOJU! omuonroo OSS;)lS 01 ;)lU;)wITlnU! ounoqdar oiuairod ;) ';)IBllU;)::l azucnborj BIIB ouodsu ;)q::lIJ1;)UJUJ!S ;)lU;)WBHBS;) ouos l{Bl;)lBI ;)PUBq ;)np ;)1 WV oruods oun UI oqo OHB] IT Bl;)P!SUO::l !S \)I::l B ;)1110 ;)S '(6'Z 'l3y)
_!_ 1
17 onnoossn :l. . I rno fP ,dM17 Il und ~ ezuoiod III :l arddoppur ezzordurej anotzrqnpom IlWISSIlW lp OSIl:) PN
6"2: "'1:1
B ;)lOIJ;)]UI ;)l;)SS;) IBW
..
.
ond uou BW ';)lUBlnpoUJ ;)IBul3;)S I;)P 0lU;)W -BpuB,IIBP opucdtp ;)IBnlU;)::ll;)d ;)IBl (CZ 'l3g) BS;)lS;) BpUBq B ;)IBul3;)S un !P OSB::>PN 'oAIl -BWIOJU! B1S!AIp oiund IBP BZUBllOdw! Bum -IB ;)lS;)AIJ uou oired BI1IB,p oqo ';)lUBllOd BI
A
V
/
V
'A
V
mejnpour uou :lIUlllJOd
-PP ;)UOISSIUJSBll BIIB B1Bl::lOSSB . . .. BIS ,_l_ Z B IJBd . 'BA!SS;)IdWO::l BZU;)lOd BIPP
/
OunSSIlWIII Blllinpom :ljUllllOd
;)IBnlU;)::ll;)d Bl3
-lBI Bun 'B::lIlBld Blpu OlBZZ!IB;)l !BW '(1 = tu) ;)IOA;)lOABJ nrd OSB::lpu ;)q::lUB ;)WO::l uon !S
33
Modulazione di portante sinusoidale con segnali analogici
~ riportiamo I'espressione del segnale modulato in AM a portante trasmessa: VAM(t) = [Vp + v",-cos(wn,t)] cos (wpt) = Vpc~s(wpi)
+ Vmcos (Wmt)cos (copt)
[2.9J
Eliminando dalla [2.9J il termine relativo alla port ante si ottiene
~=
Vmcos(wmt) cos (w/)
\
.DS3
[2.10J
II grafico nel dominio del tempo del segnale DSB [2.1OJ si puo ottenere dalla fig. 2.2b, raslando della quantita Vp' verso il centro, i due inviluppi (fig. 2.12b). Uno svantaggio della modulazione DSB consiste nel fatto che il relativo segnale non o essere demodulato con un rivelatore di inviluppo, dato che l'inviluppo superiore risulta - sitivo anche quando il segnale modulante e negativo (fig. 2.12). In effetti e necessario orrere a un demodulatore, rappresentato schernaticamente in fig. 2_13, in cui e presente ..n oscillatore locale che genera un segnale alla stessa frequenza e fase della portante (dezaodulazione coerente). Indicando il segnale modulante con m (t), l'espressione del segnale :::>SBe la seguente:
--
fv(t)-1m(t)'cos(wpt)
[2.11J
pplicando tale segnale e la port ante generata localmente in ingresso di un moltiplicatore ottiene il segnale (xW)=
m(t)·cos2 (wpt)
[2.12J
t
e, mediante Ie formule di addizione C), si puo cosi esprirnere:
- [1
x(t)=m(t)·
1 2+2cos(2wpt)
] =2m(t)+2m(t)cos(2wpt) 1 1
[2.13J
Filtro passa-basso
X(t)
vet) --
Vm(t)
~X
t
(a)
1 2 m(t)
COSWp(tL)-------'
Portante locale
(b)
Fig. 2.12 Modulazione DSB: (a) segnale modulante e (b) segnale modulato.
segnale
X
(t)
e composto.
quindi da un segnale pari a
_!_. m (t) pili 10 stesso modulato in 2
2Ip, e il relativo spettro e quindi quello rappresentato in -g. 2.14a. A questo punto e sufficiente filtrare x (t) con un filtro passa-basso, con frequenza taglio leggermente superiore a Imax' per ottenere il segnale m (t), a meno di una costante oltiplicativa. /
J B con portante a frequenza
[2.8J
1 Dalla espressione cos (2ex)= 2 cos? ex- 1 si ottiene, con semplici passaggi, cos? ex= 2
1 2
+ -cos
(2ex).
Fig. 2.13 Schema a blocchi di un demodulatore DSB.
[~n:]
[tn;]
asa ~pm'il~s un Bp 0PU~l1Bd ·~IBp!OSnU!S~lUBlnpow ~IBU'il~SI! ~lU~WIB!Zl"UI opuouoddns ossn:)S!P pl~A ~ 'OlU~WBSBJSOIPP opol~m oncp ~ '!llJY Ip 1?1ISS~:J~U 131BUIUI!P oqo 'OpOl~W opuooos u[l • ·(;)~n; .'ily) Blli!SSm~llS ~UO!Z!SUBll !P BUOZBun ~l~AB ~qq~lAOp OllJ!J II OSB:)oisonb UI ~IP OlBP 'Bzu~nb~lJ BSSBq13~q:)IUOW1B !P ~l!qBm:JsBll uou omquiuoo un B!qqB ~IBu'il~SI! mo u~ OSB:)jon oonaurcjqord Bllns!l OpOl~W ~IB.L .(~1"Z: .'ily) B1Bl~P!S~PU!~IB1~lBI BpUBq 131OllJY un uoo rod 0PUBU!W!P 'aso ~IBu'il~Sun ~lB1~U~'il pu ~lS!SUO:Jass ~IBU'il~Sun crcucuo rod ~:JIldw~s ntd OpOl~W II ·as[l 1310 'ouonsos ~q:) rduroso ~I'il~u~WO:J'as! 1310PUBU!lli!P ~lu~m~lU~l~JJ!PUI B1BZZIIB~1~l~SS~ ond o '(pUDEl-oPiS o/2UIS) ass Bl~Uy~P ~ ~l~do mscnb Bp BA!l~P ~q:) ~UO!ZBn ow I odq II ·Bj5Um:r !P ~l:f~l'65O Ip oqc BZU~lOa:tp rut 1 UI ms BZU~I:JYP,I~np ~lOnBJ un !P 0 .1 IW 'oprreq errp n~-nmr ';nUB;:ll'OclBIIlf""Siilo '~lBUIUl!P ~l!qIssod ~ '~IBllU~:J szuonbaq BIlB onodsu ~q:JIll~Ullli!S ouos IIB1~lBI ~puBq ~np ~I oqo OlBa ·~SBqBpUBq U! Blpnb 13onodsu nrddop BpUBq lP auorzndnoooun 13o'ilonl OUUBpB10UYqBUIUlBS~~uo~zBlnpow !P rpoiour I
gsa
·OlBJnpoUl ::JJBU'il::JSPP ornods OJ ::J1BmUll::Jl::Ja ·ZH)[ 00£ II onreuod BUn UT BJnpoUl ZH)[ Z = J azuonborj ::J A s'o = "/1 szzardure lp ::JJllp!OSnms ::JJllU'il::JSun
-,4i-
·BSS~ldwO:JOlSOl -mrd BlJnSIl asa arorernpourap I~P ~UO!ZBZZ!lB~l BAIn~JP,1 mo rod 'ouotztqnpourop Bn~1l0:) 131rod BZUB110dwIBW~llS~ Ip ~ ~IB:)01~lUB110d BIPP ~SBJ~ ezucnbaij U! BZZ~lBm:J:JB.'1
-ossaq-assed OllllJ PP eons -uanlllllJ (q) ·(1) x ;)llluil;)s PP o.rnodg (-v)
J
t>t"l: "'!.:I (q)
J
''jz (v)
35
Modulazione di portante sinusoidale con segnali analogici
f (a)
J
\
f
..
H(f)j (d)
_
f
piut-
DSB
plicando la formula di addizione cos (o; + fJ) - re espresso come V V v(t)
= cos crcos fJ - sen crsen fJ tale segnale pUO ,
Sf:JN...'X. --
= ~"cos(Wn,t)cos(w/)-
;'sen(wn,t)sen(wpt)=
= V~"cos(Wmt)cos(Wpt)-
V
;'cos
(
Wmt-;
)
. ()
cos wpt-
Fig. 2.15 ormaZIOne .,<'~~ el segnale SSB 'l.. ediante ~ filtraggio: [2.16] (a) spettro del
f.?..o,j l
;
ertanto il segnale SSB puo essere visto come la differenza di due segnali DSB, uno dei _aali si ottiene sfasando di
tt 2
..
sia la portante che il segnale modulante. Se il segnale
-odulante m (t) ha un andamento qualsiasi, Ie considerazioni precedenti non cambiano; in _ esto caso la rete di sfasamento di m (t) dovra essere in grado di operare uno sfasamento
segnale modulante; (b) spettro del segnale DSB; (c) caratteristica del filtro; (d) spettro del segnale SSB.
; su tutte Ie componenti di m (t), come indicato nella schema di fig. 2.16. Quest'ultimo requisito ne rende complessa la progettazione e quest' ultima puo divenire irrealizzabile per segnali aventi uno spettro molto esteso.
DSB
v (t) p Portante vet) SegnaJeSSB JT.
2 Rete di sfasamento a Jarga banda
x)- __ -....l DSB (- ~)
Fig. 2.16 Schema a blocchi di un modulatore SSB a sfasamento. Se si vuole eliminare la USB e sufficiente sostituire il sottrattore con un sommatore.
·8n: ·iJy u~ rraiucscrddar uncds qiJ ouuuq ~Sas'l uIPP oqiJul !P osu:) PN ·gllUd ul0:):)~ uun-gn~ssutl1IT5§'BI on urn 'gIUlglUI upuuq Ulln--:rJ1I~Ul~lf:It)yeU!Wrp UOU 'ass uIPP UZUglglJ~PU 'oqo OlllY un glUUrpgm USSgWSUlloiumrod U WV u~ olulnpow gIuuiJgS E glU1lrg [ou glS~SUO:)U:)~U:)gl glUl ·(gIU~iJqSgAgIUlglUI nptraq 'puvf[-uP!S IV!2pSuA) aSA uliJ~s ill 'uss:mIlf~::ttUf1:!~ glUl~q U WV guo~zulnpow !P nourooi ul uluddnl~As UlUlS~ 'upuuq ~p ouotzndnoooj ounssum TUopUg:)np!l 'odn oisonb !P ~IuuiJgSglulnpow !P guy IV ·(gnqu:)quld ~ uou osciso !so:) ozuonborj rp 0nUAlglU~un U! !lOlUSUJS!P gUO~ZUZZ~IUgl ul) 0lUgWUSUJsolPP OpOlgm I~ uoo U!S 'o~iJiJulllY onrerpour B~Sass gluuiJgS un lp gUO!ZUlgUgiJBI gl!qB:)!lddBU~gpUgl oqo BSO:)''zHW ~ B nnunuoo UJIBpBA gq:) gSBq uptraq ur ornods oun uq OA~S!MPl glBUiJgSII
·ass or-user uoo
a ruorzampour
OAISS!urS1!ll
ozzour un lp aUOlz1!zzllll
!l'wllas lap
J ass ...... r----
9
n
Ln:"J!.:I
It
--
IJ
s 17£Z C/----,.--,C/c---,.........,C/c---".....C/-----cr.-C/----, C/----,r----c7/
..
ouorzrqnpour llAlluaAald odop oisjdnmm aJllullas lap ornedg
-r-r-'
(;J) (fLH
!11!ullaslap or-usc cuorzrqnpour llAlluaAald odop orqdujruu
~/-----...-C/-"7T£I-'O--""-J--------.,-,C/.----,,-Z"' ""-J-...,....-C/------..,...II 1 ""-J-----~/~t (q)
aJllullas lap OllladS (f),H
J (v) (f)H
·upuuq-ussud
·zHW I
U
onreirod
UO:l O:lIUOPI:ll
Oll[lJ
PP
ass :lluull:lS
U:Jllsu;:mU1U:l :lJlqIssod
mm :llUUIIDl:ll:lQ
un OIllllUllJ!J :llUUIp:lUl :lJUJ:lU:lll :lIOnA IS
WUi-
·(L 1·( ·iJy) o:)~sy oiroddns OSSglSonns q!qBld~lInm qBUB:)!P oroumu E orarddoppar ~p oucnrrcd gq:) 'UpUBq ~p guO!Znp~l BI cirreunnopcrd uHns~l osno opuooos pu ~BZUglOd~p ~U~lgl U! BZUgl:)!J]g,1 oiuemuropcrd Bllns~l 'B!lgnuq U ~lB1BddB 19d orejoonrcd ur g 'OSU:)ounrd PN ·wa~ U:)IUOPPl ouojzejdnjnur ulpu g O!PUl U!Arlu:)oA ~UO!SS~SUll glPU ouotzaoqddn glUgUlJU!ZUgSSg UAOll ass guo!zulnpow Ul qUl!m~J VFSSgldwOJglPP esnao V 'uucpcocrd !UO~ZUlgPIS -UOJ gl onru OUOiJlUAglunb I! 19d '£1"( ·iJy U! oluzzquWgqJS oimorro E glUU~pgWulmiJgSg crcsso C;>TId guo!zulnpomgp UAIlUPI ul 'aso IluuiJgS gnp !P ouorztsodtnoo ul gWOJ OlS!A glgSSg ond ass gluuiJgs II ~q:)!Od 'osseq-essad OlllY Igp gUO~ZBZZ!IUgl UI glUJyqdwgs up O!dWB !SOJ B!S uou ozuonban gSSBq gnu oionx 0JIUAlglU~,1gqJ OUgW U 'aso g USSgWSUll U WV qpnb U onodsu osscjdmoo J:.l~dUlInS!l ass crouncursan E OSUJ~uiJo uI oiumrod
9£
37
Modulazionedi portante sinusoidale con segnali analogici
H,.,(f)
Cb)
L;
H~~I
f
fp-
~I~ t.:
1"
fp+ fm"
J
..
(zz)
Cc)
MHz.
A'I
.~
f
Cd)
H~I
~I~ I,
fp+ fm"
II filtro utilizzato deve essere a simmetria complementare rispetto alia frequenza fp fig. 2.18c), ovvero nella zona di taglio deve avere un guadagno Ay (f) tale che si abbia Ay (fp
+f) + Ay
(fp - f) = cost.
[2.17]
.n pratica nella zona di transizione l'attenuazione delle basse frequenze della USB e compensata dalla presenza di basse frequenze nella LSB, in modo che la somma delle ampiezze di due componenti simmetriche rispetto a fp sia costante. E possibile dimostrare che sia .n caso di demodulazione mediante rivelatore di inviluppo (resa possibile dalla presenza ella portante attenuata), che di demodulazione coerente, la cornplementarita del filtro sicura la corretta estrazione del segnale modulante. . In tab. 2.1 sono schematicamente confrontate, in termini relativi, Ie caratteristiche dei diversi tipi di modulazione A.M esaminati.
abo 2.1
Confronto tra i diversi tipi di modulazione AM. EfJicienza di banda
EfJicienza in termini di potenza
Semplicita del trasmettitore
Semplicita del ricevitore
Bassa
Bassa
Alta
Alta
Bassa
Media
Alta
Bassa
SSB
Alta
Alta
Bassa
Bassa
VSB
Media
Media
Media
Media
ModulazioneI h • DSB- T<:lf"O"l, DSB-SC
• **j:_
Si vuole progettare una coppia di walkie-talkie per fini commerciali. Individuare il tipo di modulazione AM pili adatto, motivando la scelta; proporre inoltre un'alternativa pill costosa al fine di migliorare la portata.
f
..
..
Fig. 2.18 Modulazione VSB: (a) spettro del segnale modulante; (b) spettro del segnale AM; (c) caratteristica del filtro; (d) spettro del segnale VSB.
:\='
(q)
(1)/\
=:;;::::----
°Onnu ~ ~[BUiJ~SII In:J UI 0llBA1~lU! un Bp cmpooard ouos (1) Ula !P !UO~ZB!lBA~[ 'OlI[OS [B '~AOp °iJIJur BlBlUgs:nddBl ~ Wd gUO!~L BllBp ~lUBATlgp BPUO,p BWlOJ B'l 'glUBllOd B[PP Bzugnbglj Bllns gUO~ZB[npOW£llBP ~UO!ZB~lBABW~SSBW B:J!PUI 'tizusnbiu] aU01ZV!aap OlIU~pp 01lgWB1Bd II
'ozz
-npow
anopord
UT
w
(1U1ro) SO:JJvuz
(l' ro) U
+ "co =
(l'uro)
'Iv
Jvuz + dJUZ = (1) to
SO:J
Iv + dJ = (l'uro)
SO:J
SO:J'':1:y
'ojElnpOUI alEu'ilas (q) a ajuElnpOUI alEu'ilas (v) :EzuanbalJ Tp aUOIzElnpow oe:"e: "'1.:1
+ dI = (1) J
BlUgA!P [81'Z] B[ 'g[Bp~OSnU!s ~ glUB[npOW g[BUiJgS
u
~S
(1) lUa:y + "] = (1) J
"t
:(1) ,ua ~lUB[npOW g[BUiJgS[B g[BUOIZ10dOld omquiuoo un ntd osodu B~O[BA [BP OlB~W -raiop rpumb ~ onrauod B[PP (1)J Bzugnb~lj B[PP OgUBlUBlS!glO[BA II °glUBfilJfOUig[BUiJgS P~ ~P-~UO~ZUfT1 ~gTBPIOSnU!S ~lujnlOd BUn"TIf BZU~nDglj B[ 'onrmsr rod glUBlS! . 'glB! '"':')TS'!Wb:J'(U011V/npOW l\;Juanba.ld) Wd B[iJ!S U! 'nzuenbei] !P iJuo!zv/npoUi B'l
O!UO!ZB[npOWgnp g[PP ![BlU~WBPUOJgq:J!~llgnB1B:J ~[ '!sqBUB BU1!ld ur OUgU1[B 'glBln[BA glglOd 19d ~[qn ~lBS orprus ~[Bl glUBlSOUO D O!sms[Bnb OlU~WBpUB pB glUB[np -om TIO:J~UO!ZB[npOWBun Ip oreijnsu I! aropoxord ~ qtssod ~ UOU g[BplOsnurs glUB[npOW g[BuiJ~s UO:J!lB[OiJUB!UOIZB[npOW~[PP orprus OIlBP ~q:) B:JIJ!UiJ!S Ols~no °Za Ta np 'g[BlgUgiJ U! 'OSlgA!P OlB[npOW g[BuiJ~s un oonpord ZUla pUa g[BUiJgS II 'Za g Ta qB[npOW ![BuiJ~s ! ouoonpord ZUI(Io. g TUia qUB[npOW I[BUiJgS~np os :mgjp ![iJgp gUO!ZISoddB1AOS!P ordrouud II g[BA UOU ~SSg 19d Ol~AAO '!lBgU![ UOU ouos 'onrmrod B[ ~AU:JSgp oqo ~[Bp!OSnU!SgUo!zunJ B[PP OlUgWoiJ1B.I[nS oUO:JsriJB~q:J!od 'UB[OiJUB !UO!ZB[npOW ~'l oW n) soo =I SO:J XlSO:J 'ordtnosa 19d 'tno 19d '![Bp!OSnms IUOIZUnj g[PP ~l!lBgU![ uou B[ B10 !l~PISUO:) IS °UEI°'ilUE °BSlgAg:J!Ag Wd IUOIzElnpoUl U! Wd g[BUiJgSun glBWlOJSBll g[lq!ssod B!S gUO!ZBliJ~lm 0 ~UOIZBAUgpIp IUO!ZBlgdo ~lUB!P anap ailmollaA -om ~WO:J OWglP~A '~lBP1l0:J gzZ~pUBliJ OUOS~lB[OiJUB~UO!ZISod g ~lI:JOpA ~l.pIOd o(~lUBl aUOIZlljUaSalddqI -rod B[PP gUOIZB[npOWB[ BiJU~AlglUIglUBlS! oiroo un UI gq:J ezznodr IS J61'Z g %1'Z °iJiJIJ 61"e: "'1.:1 g[PU) B~UBlUBlS!(~SBj) ~lB[OiJUB ouorztsod B[ BUBA Wd U! 'oroncx pp BgUBlUBlS!glB[OiJUB~lI:JOpA B[ BUBAWd TIl :!UOIZB[npOW~np ~[ an BZUglgJJ!PB[ W.:l crcpuordtnoo B cramra ond (v61'Z °iJy) cnrmoru ~lOngA OAqBpl I! ciuatpour oiueuod B[PP ~UOIZBl -uoscrddar B'l O~[Bp!OSnU!Soiuauod Bun lp gSBj
+
+
+
g
+
B[PP 0 Bzw.mtr:llj B[PP gUOIZB[npOm B[ OUB:J![dWI ~q:J ~q:)!U:J~lg[ uinosu» !uo!zv/npoUi ~lnnJgp OUOS
81eu'il8S 18P OlU8WeneJl
8£
/
Modulazione di portante sinusoidale con segnall analogici
-t*,.
39
Un segnale sinusoid ale modula una portante a frequenza t. = 100 MHz con deviazione di frequenza I1f = 100 kHz. Determinare la massima variazione, in percentuale, prodotta dalla modulazione sulla frequenza della portante.
~-primendo il segnale modulato come,ltoC>ll;A"tO v (t) = Vpcos cp(t)
[2.21]
proponiamo ora di ricavare l'andamento di cp (t), ovvero della fase istantanea della porte. Ricordando che W
_ dcp (t) . ( t ) - dt '
cp (t) = cp (0)
+
L
W (t')
[2.22J
dt'
supponendo, per semplicita, cp (0) = 0 (fase iniziale nulla), si ottiene (4) cp(t) =
,I o
= Wi
[
2nAf sen (wn,t') ]' [wp + 2nAf cos (wmt')] dr = Wi' + -f, 2n III
Af
+ fm
[2.23]
sen (wn,t)
_spressione del segnale modulato v(t) = Vpcos [wpt
0
~~
+
1.
e quindi
sen (Wn,t)]
la seguente:
+ mjsen(wn,t)]
Vpcos [wpt
do indicato con mf la qUanhtm definita indice di modulazione. Lo sviluppo m serie Fourier di v (t) implica complessi ,passaggi matematici, dei quali riportiamo in fig. 2.21 il risultato finale in forma grafica, ovvero come tipologia di spettro delle ampiezze. Come si vede in fig. 2.21, 10 spettro di un segnale FM con modulante sinusoid ale _'mposto da una riga alIa frequenza della portante fp, e da un certo numero di coppie esempio 3) di righe di uguale ampiezza e simmetriche rispetto a fp; tutte Ie righe sono .re distanziate di una quantita pari alIa frequenza della modulante fm. Le ampiezze portante e delle coppie, nel caso in cui sia Vp = 1, sono determinate dai moduli di famiglia di funzioni J 0, J l' J 2' ecc., denominate funzioni di BesseL, il cui valore .nzione dell'indice di modulazione mr Fissato mj' per conoscere il valore delle funzioni sel e possibile utilizzare dei tabulati 0 i relativi grafici, rappresentati in fig. 2.22. Se - _ Vp i= 1 tutti i valori ricavati devono essere moltiplicati per Vp. Fig. 2.21 Esempio di spettro FM, con modulante sinusoidale.
H(f)
1 f.-3fm"
I fp-fm"
f.-21m",
- ricorda che
J cos (wt) dt = -w1 sen (wt) + C
f.+fm" fp+3/m" f.
/,,+ 2fm"
I
A W'O = 9V ~ zHW A 170'0='V ~ ZHW A Zl'O=17V ~ ZHW A £'0 = 'v ~zHW A 817'0= 'v ~ZHW A 17£'0= TV ~ zHW
176:l 901 szuonban B :lqil~l S6 :l SOl szuanbaq B :lqil~l 96 :l POI azucnborj B :lqilp L6 :l £01 nzuanbaij B :lqilp 86 :l WI ezuonbcn E :lqil~l 66 :l 101 eznonbcn E :lqil~l A 9z'O = °v ~ zHW 001 B Bil!l
BIJ:lp ozzotdure :ll OUBUIml:ll:lp '(I E rred OSE::Joiscnb ur) ':ltj::J '£ =
IUJ
Jv = f iu
rod J:lsS:lH ~P morztrnj
'A
:ljpp BZZ:lldmB,j +W'O = 9[ :l1J:lP BZZ:lldmE,1 +170'0= s[ :ljJ:lP EZZ:lldmE,1 +zr'O=17[:l1J:lP EZZ:lldmB,1 +£'0 = 't :lIPP azzordurej +817'0= '[ :l1J:lP Bzz:l~dmB" +17£'0= T[ BII:lP BZZ:lldmB,j +- 9tO - =
°[ -
:IjBl:llBI :ltjilu :l1J:lP :l oiumrcd rod !lE::J~ldIHOW:l ojnpour ut tsord
:lIPP !lOIBA I cretmnraiap
:lj!qIssod ~ ZZ"Zoily BITBO
"::J::J:l~ZHW L6 = IUJ£ - dJ :l zHW £01 = IUJ£ + dJ ozuanbaq B mddoo BZ1:ll nun ~zHW 86 = IUJZ - dJ :l zHW WI = "r: + dJ ozucnbcrj B erddoo EPUO::J:lSBun ~ZHW 66 = IUJ- dJ :l zHW WI ="If + dJ czuonbaq :lITE:lqilu rp erddoo stmrd Bun ~zHW 001 = dJ cnnnrod Bjpp EZQ:lnb:llJ BIlE Bilu Bun :EIlnu nzzardura OUUBq uou os 'nuosard arcssc ouossod
ornods OIT:lN
3NOlzn70S "ZHW £ = Jv uzucnbaij ~P :lUO~ZB!A:lPUO::J'zHW 1= IUJ szucnban E :ljBprosnms :ljBuil:ls un Bp BlBjnpOUI ~ zHW 001 = dJ Bzu:lnb:llJ :l A I = 'A ezzotdnre tp ounnrod Bun In::J ill Wd :ljBUil:lSun Ip ornods 01 :llBU!Wl:ll:lO OldW3S3
-':"l;
"PSS;)g !p fW
£1
ZI
IT
01
6
8
L
z
9
lUoIZun.>!
0
l:l:"l:
P'O-
"'1:1
£'0-
torOO ['0
z'o £'0 '[
p'o '[ '[
!;'O
't 9'0 L'O
'Y 8'0 6'0
/
Modulazione di portante sinusoidale con segnali analogici
41
A)V)
0,5
-----------------------------------------------------------------
----------------
0,4
----------------------------------
0,3
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - --
0,2
- - - - - - - - - - -- - -- - - - --- - - - -- - - - - - - - - -
0,1
- - - - - - - - - - - - - - - - - -1- - -
-l----------------------------
--t - -- -
-1- - - - - - - - -
0~_pL---~--_+--_r--~--~--+_--+_--~~L-~--_+--_r--~--~~~
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106 J(MHz)
..nzioni di Bessel da J 7 in poi hanno valore trascurabile, ovvero, in questa caso, re a 0,02, pari alIa minima quantita apprezzabile sull'asse verticale in fig. 2.22. Lo -0 risultante e rappresentato in fig. 2.23.
Determinare 10 spettro ~ segnale FM in cui una portante di ampiezza Vp = 2 V e frequenza fp = 10 MHz e modulata da un segnale sinusoidale a frequenza fm = 100kHz, con deviazionedi frequenza !'J.f = 400 kHz. alla fig. 2.22 si puo osservare una caratteristica delle funzioni di Bessel, da cui dipende ione della spettro FM: a parte J 0' le altre funzioni hanno inizialmente valore nullo, In intervallo di mf crescente con il numero della funzione. Per esempio J 3 e nulla mf3 = 0,6, J 4 e nulla fino a mf4 = 1, J 5 e nulla fino a mf5 = 1,8. Pertanto, fissato . tte le funzioni di Bessel da un certo indice in poi sono nulle 0 hanno valore trascurabile esempio < 0,01); inoltre il numero delle funzioni non nulle eresee con m f. Risulta ill ehe la larghezza di banda FM ha le seguenti earatteristiehe: ~ una funzione erescente di mf, dato ehe quest'ultimo determina il numero di eoppie n nulle; -;:proporzionale a fm, che rappresenta la distanza tra le righe della spettro. La determinazione esatta della spettro FM.riehiede, per ogni valore di mf, la eonoscenza ·alori delle funzioni di Bessel, tuttavia esistono espressioni approssimate ehe permettono alutare la larghezza di banda FM, tra Ie quali la pili nota e la formula di Carson [2.25] formula di Carson implica ehe il numero di coppie non nulle , che, della
::1
a mf
+ 1.
Ricordando ehe mf
=
1
e
approssimativamente
si puo esprimere la [2.25] nella seguente forma
~valente: [2.26]
li1".
Determinare, mediante la formula di Carson, l'occupazionedi banda del segnale FM relativo all'esercizio2.10; confrontare il risultato ottenuto con 10 spettro del segnale.
Nel easo di modulante avente andamento qualsiasi l'analisi spettrale diventa complessa; causa della non Iinearita della modulazione 10 spettro diventa non simmetrieo e eompaiono _ mponenti di intermodulazione, tuttavia la formula di Carson rimane valida, se riferita
Fig. 2.23 Esempio2.1; spettro del segnale modulato.
·!1B1;}11~1;}PUBq ;}UB BlB~JOSSB ~ BZU;}lOd BI nnru
OlUBl1;}d o BunUUB
TS 0[
(/assafl !P !.Ioz) JUI
(zz·z
Tp !JOIBA TUn:>IBrod crnrour 'BSSBq ~ ;}UO~SS!UlSBllTp BZU;}~JYP,1;} ·'39) OlBA<:lP<:lJOIBA un Bq "t '1 >JUI Bq ~s os ';}lBIOJn1Bd uI ·JUI Bp ciuopucdrp B1;}!UBUlu~ TIB1;}lBI;}pu.:g_
;}II~l!..s-il.~!.!2£. BU;}P B'3!l BIpu orod smredu ~ BZU;}lOd;}IBl ·BlBInpoUl uou ;}lUBflod BIPP Bn;}nb B ;}~Q W~ ;}IBu'3;}Sun ~P BZU;}To(fBI <:lqJ ;}n'3;}suoJ ;}U 'B!qUlBJ uou BUl9{n,lS;}nb oqo OlBP o 'Bzz;}~dUlB nns BllBP opuodrp <:lIBprosnu!s ;}IBu'3;}Sun B BlmJO~S~ B~P;}UlBZU;}lOd BI 9qJ!Od ·BZU;}lOd ~p ~U!Ul1;}lU! W~ ;}uo!zBInpoUl BIPP BZU<:l~JYPJur I~UlBTUTUlBStI ·WV oddnpxu: B I10lBPA~1 !B ouodsu 19l!SS<:lIdUloJ ;}lOT'3'3BUluoo ';}lU;}l;}OJ;}lOlBPAU nn ;}lBZZ!gln OUBSS;}JQU ~ BlBn'3QPB 19lPP;}j Bun ;}l;}U;}110;}IonA ~S ;}S ';}lU;}l;}OJUOU W~ ;}UOTZBPA~lBI ;}gq!ssod OPU;}SS;} rnd ';}UO!ZBInpoUl;}p BI BplBn'3~l onranb l;}d .(f) UI ;}UOTZBInpoUl!P ;}J~PUTJ OSSBq ntd ~ ,]qJ1;}d ';}lU;}S;}ld ntd ~ ;}AOP BUOZ BIpu Ol;}AAO 'oztronbarj ;}lIB ;}llB ;}lOUlTIl !P qU;}UOdUlOJ ;}IPP ;}UOTZnp~lBI BJ~IdUl! 'oiumrod BI oood BInpoUl Q OIOJJ!d ~ ;}lUBInpoUl ;}IBu'3;}Spp szucnborj BljB pB omquiuoo jl ;}qJ ouej IBP ;}gq!ssod BS;}l 'BJ~UJ;}l ;}jBl ~(!svfuaap) ;}UO~ZBI -npotnop BI odop ;}lBlU;}Ul;}IdUlOJBl;}~UBUlU! ;}jOpUBnU;}nB ;} (!svfuaa.ld) onraprpour ;}IBu'3<:lS pp ozuonbarj ;}ljB Qj ';}UO!ZBjnpOUl Bjpp nurud 'OpUBJTjTIdUlBHP OT OU;}UlIB!P OlB10~I'3~Ul ;}lU;}Ul10!1;}ljn;}U;}~AW~ Ul Nis oiroddar I~ 'oisonb B ·~~-~H ~UOTss~mSBllrod W~ BII;}P OZZHnnJ BJyqsn!'3 ;}qJ BSOJ '(BZU;}lOd !P HP OZ) O!BUqU;}J pp BZZ;}pum'3 !P ;}mplO,IPP ;}lOllBj un ~p WV Ul oponb arodns W~ U! Nis oiroddar E ~n;}jp UI ·B;}UBlUBlS~uzuonbarj Buns ;}qJ oisormrd 'oumm.isonb ~p azzotdurejjns ;}PUB1'3md oijour On;}jJ<:lun trq 'orejnpom ;}IBu'il;}SIB ~SOpUBUlUlOS';}lOUlTIl I! ;}qJ 'OpUBJyqdUl;}S ';}lBA1;}SSOOUlB!SSOd ·NIs oiroddar
=no
;}jOA;}lOABjntd E ~ WV BITBouodsu W~ ;}UOTZBjnpOUlBIPP ;}jBlU;}UlBPUOjO!'3'3BlUBAII ·(Jill UOJ ~qUlmlU;) OUmS;}lJ) npuaq !P ;}UOTZBdnJJo ;} Nis oiroddnr ~p ~mUl1;}l ~ nrsmbor B1l OSS;}UlOldUlOJ;}mOJ OlBUlUll;}l;}P OlBlS ~ ;}UO!ZBjnpOUl~p ;}JTPUT,ll;}P B uad ';}lOjBA II
's
·;}jBJOI ;}lU;}WUl;},UnTIS 'O~'3'3BTA un ;}lUBmp 'TSOPUBZZIUOlms<:llBJYU;}Aond ~S;}UlOJ '~ll;}UlOIPI rqood Tp BZUBlSTPBI ordoo cromodu 0I0'3UTS un ';}lO~'3BUl ~ ·Ul·;};}PUO ;}IPP ;}UOTZBnU;}llB,jozuonban HBl B 9qJ!Od ·(HBUBJ 001) zHW 80T B 88 Bp OUUBAuunuod ;}jpp ozuonbaij ;}j :WV ojpnb B onodsu ezuonbaq BlIB nrd B olBJOllB ~ W~ BUl;}lS!S I! OlUBl1;}d ~ZH){ OOZ ~P ouodsrp ;}jBUBJ ~u'3o ~n:> rod Bjpnb !P B~dUlB md OljOUl ~ W~ ;}IBu'3;}SjBP BlBdn:>JO BpUBq Bj -
'wv
~(zH OOOOZ -i- OZ) ;}I!q~pn ornods ollB onodsu BlBF~j ;}lU;}Ull;}'3'3;}I~ os ;}qJUB '19lPP;}j BlIB !P nrsmb -or ~ BjS~ppOS ;} WV B[J;}lIb !p \lId olIo~t(npoUl ;}jBU'3;}SPP ;}SBq BpUBq Bj -
1':S~r'~
·zH){
08T =
w-'fl
';}qJIUOJOUOUl tuotssrursnn
zod
'oucuio
ts '(S;
= JUi
mo
.oqo TA1;}SSO ZH){ S;l B
rod)
OS;Bp BA ;}jBU'3;}Spp BpUBq BI ;} 'ZH){ S;L = fv Bq ~s ~n:>u~ 'W~ !uo~snllrpO!pB1 <:lIPN ·(puvqap!M 0 'v'3.1v/ vpuvq v W~ ouorzcjnpour) ;}lUBjnpOUl ;}jBU'3;}SPP ;}SBq BpUBq Bjpp nmstur BjoJJrd U! opuodrp ;} Bp ;}lU;}Ul;}lU;}jBA;}ld BlBU!Ull;}l<:lP~ BpUBq !P J oqo BlIns11 BJlBp ,(,"wf «fv) 1«J UI UOJ !UOTZBInpOUl1;}d·(pUVqMO.l.lVNO
lzzzl
'fv
"I:
vpuvq v W~ ouorzrqnpour) B usd BpUBq Ip ouotzednooo UOJ '~jm;}lBj ;}q'3~l p ;} ciumrod Bjpp azuonbcrj B B'311 Bj OjOS cpuorduroo OlUBP;}d ornods OJ 'rod U~ z[ PSS;}H tp IUO!ZunJ ;}j onru ~gqmn:>SBll ouos s'o > JUI .rod ;}qJ 'ZZ·Z ·'39 BUBP 'uou ~S . ·;}lU;}uodUlOJ BIPP b;}lj BI ? usseq
ntd oiuenb
;}lO!'3'3Bm OlUBl '
Iv =
(f) J UI ;}uOTzBInpoUl !P
<:lJ~pU~ o!ldOld
UOJ ;}lUBllOd Bj BInpoUl ;}lUBInpoUl ;}jBU'3;}SI;}P ;}lU;}uodUlOJ !u'3o ;}qJ B!ABnnl ~Al;}SSO~s
Xf?,Wj fv
= JUI
:,"wf
B Ol!l;}J!l <:ll<:lSS<:l <:lA<:lp <:lUO~ZBjnpOUl ~p ;}J!PUU <:l'OlBss9 ?
fv
OSBJ ols<:lnb
UI
/
Modulazione
condizione non e realizzabile con segnaulanti a spettro esteso (ogni compoe ha il suo indice di modulazione), tute possibile dimostrare che per mJ> 5 T"centualedi potenza associata aIle ban.erali e sempre superiore al 90 %
- :-+).
di portante sinusoidale
100
~
80
1
B c 60
'-
V
3
4
<,
/
43
con segnali analogici
.......__
-- -
E '6 40
/
c::
'"
20
I)
0
2
5
6
7
Valutare, mediante la fig. 2.24, il rendimento in termini di potenza della modulazione considerata nell'esercizio 2.10.
Modulazione FM stereo ~ noto, un segnale stereofonico e composto da due segnali, che costituiscono il canale D (t) e quello sinistro S(t); ricordiamo inoltre che dalla somma dei due canali si il segnale mono. Se in un segnale radio stereo si trasmettessero i due canali D (t) naturalmente con una tecnica di separazione in banda degli stessi), non si avrebbe tibilita tra trasmettitore stereo e ricevitore mono e viceversa. La soluzione del proconsiste nel trasmettere, in luogo di D (t) e S (t), i segnali somma e differenza di ultimi .fa-... Prv 't- ._{)M, ......1 to L 1 (>.1. .. 4/ '
r~
M(t)=S(t)+D(t) N (t) = S(t) _ D (t)
&;
hema a blocchi del modulatore stereo ppresentato in fig. 2.25. La separazione canali si ottiene modulando preventiva·e N (t) in DSB con portante a 38 kHz; Itato di tale modulazione viene poi ato a M (t) e al tono pilota a 19 kHz. rdando che 10 spettro dei segnali in bana e va da 40 Hz a 15 kHz, si ottiene segnale avente 10 spettro rappresentato -g. 2.26, che viene successivamente moto in FM. Si noti che viene trasmesso no pilota a 19 kHz, in luogo della por-e a 38 kHz, al fine di agevolare la geazione della port ante locale per la demo.:.:::.azionecoerente di N (t). In tal modo in.. l'eventuale sistema di filtraggio del tono ta ha un intervallo libero di 8 kHz e puo re realizzato pili facilmente; successiva-::nte si genera la portante mediante un du~ catore di frequenza.
Fig. 2.26 Spettro in banda base del segnale FM stereo.
SIE:;(LeO
t«_l(.
&tk<,10 ~'
~ONCS/A~t.(CA r~"I::;)
DCt) ----+----{
[2.28J
Fig. 2.24 Potenza associata aile bande laterali nella modulazione FM al variare dell'indice di rnodulazione.
Fig. 2.25 Schema a blocchi del modulatore FM stereo.
S~h\)~~ \
+ M(t)
0- (10 d r- v-\ \
.Segnale . stereo
Tono pilota
a 19 kHz
H(f) Tono
pilota
0,05
15 19 23
Net) modulatein DSB
~)
'8z"Z '~y u~ 'gj1~pIOSnU~S glu£Inpow noo 'gEq~s -IA gWO:>'glu£Inpour gI£U~gS PP £l£AUgp £U£ qBU -orzrodord 'OSOd~l B glOI£A Ins '~UO~Z£~lBA g:>s~qns Wd gIBU~gS Igp BgU£lU£lSI azucnban BI OlU£llgd
/1p uz
(J)'"ap '---;;-+
d
\
'
1\
v
v
'f = (1)J
.orejnpour gIBU~gSPP (1) co £gU£lU£lS! gUO!zBSIndBI
(i)~
(1)"'~
(i)JeW!UlUl f-- eA!le'3,m azuopucd ew!ssew
auctno IS oduiai IB onodsu [6Z'ZJ £1 opU£AUga
unopord gUOIZ£UBA£urIsSBW £1 £:>IPU! 'sso]
[o£'zJ
'glU£llOd BIPP gS£j Buns ouorztqnpour £U£P Ol!uygp 'dJV onourered I! gAOP
!p euoizmasp
(1'"w)soo dJV
+ JdW = (1'"w)soo "'A'f + lw = (1) dJ
BlUgA~P[6Z'ZJ £1 gIBp!osnUIs ~ onrejnpour gI£U~gS E gs
'olBInpoUl ;JIBu'3;JS(q) ;J :llUBInpoUl :lIBu'3;JS(v) :;JSBJIp ;JUOIZBlnpow 8l:"l: "11!.:1
:(1) lUa gluBInpoUl gIBU~gSIB gl£UO!ZlOdOld olnqpluo:> un nrd lw gU~Wlgl IBP OlBU!Ullglgp ~ onrairod BIPP gS£J BIPP OgU£lUBlS!glOIBA I! 'BUnu gl£!~U! osej BI ~l!:>!Idwgs 19d OpUgUlnssy 'gluBInpoUl gIBU~gS pp g!U[ex tJt'1'"";mmznnjUI gI£p!OSnulS glUBllOcf' £un ~p g~ 'cnreisr glS!SUO:>'(uol1V]npOW osvlfd) Wd £I~IS u~ 'osvJ !p auo!ZV]npOUi WI
19d oiuarsr 'gl£UBA pu
'gIBU£:>Un::>SB!:> £ zH::>{OOZ !P gUOIZBU~gSSB,I gl£:>Y!lsn!~ Bp qoqgp gl~gUlglUg!:>llins ouos W~ unods !T~gp gpo:> gI, glU£lSOUOUO!:>~zH::>{ 9~Z = Ndg oucmo IS ZH::>{ £~ = HWJ g zH::>{~L = uoo [a'zJ BUBP :ouour ojjonb £ onodsu oorcis W~ gI£U~gSIgp npueq Ip gUOIZBdn::>:>o glO~~~£ur £1 !lOU IS '!I£U£:>I rqurantro £ (1) W £!AU! OlgAAO 'ouour OlUgW£UO!zunj U! glUgWB:>9BmOlnBumumroo '(OUOW gUO!SSIWS£ll)cmcssn 0 'gloqgp oddori BlOEd OUOl un BAgEl oorcis glOl!Ag::l!lE gs '!T£U£:>~A!ngdS!l !£ BIAUI!I g (1) s g (1) a q£U~gs I gBllSg 'u: '~y U! curcureorrauraqos onnuosarddar 'g:>gAU!'corers glOl!Ag:>!l n '(1) W OUOWgI£U~gs I~ £Inpowgp o ZH::>{ st B ornods 01 £!I~£l ouom glOl!Ag:>!l I! gUOIZg:>!lUI
tv
(I)SZ
(l)az.-G 'carats :llOlBinpOUl:lp I:lP Iq:X)ON B BUI:lq:>S Ll:"l: "'!.:I
Modulazionedi portante sinusoidale con segnali analogici
Dalla [2.30J si ottiene l'espressione di un segnale PIl con modulante sinusoidale: [2.33J _ rdando che cos CI.. = sen ( CI.. + v(t) = Vpcos[wpt+
;) la [2.33J puo essere riscritta nella forma
+ ;)]
LlCPSen(Wmt
[2.34J
[2.34J si evidenzia che la modulazione PM dl un segnale sinusoidale equivale alla ~:.llazione FM della stesso, rna sfasato di ;,
dove la deviazione di fase Llcp prende il
dell'indice di modulazione mJ. Poiche 10 sfasamento di ; non puo influenzare 10 delle ampiezze del- segnale modulato e), valgono tutte le considerazioni fatte sullo ro FM, avendo cura di considerare Llcp come argomento delle funzioni di Bessel. In - colare riportiamo la formula di Carson ·.... 0
RpM
'1
= 21m (Llcp + 1)
[2.35J
.:.eterminare 10 spettro PM con modulante sinusoidale si puo fare riferimento ai grafici = 2.22, con Llcp in ascissa. Determinare 10 spettro di un segnale PM in cui una portante di ampiezza Vp = 0,5 V e frequenza fp = 50 MHz e modulata da un segnale sinusoidale a frequenza In! = 500 kHz, con deviazionedi fase /1(/1 = 2.
per
.30J
.anto riguarda la modulazione PM con modulante ad andamento qualsiasi valgono ~ considerazioni fatte per la FM, tuttavia e necessario puntualizzare alcuni aspetti . ...n segnale con spettro limitato a Imax, e sempre possibile eseguire la modulazione - modo tale da ottenere una occupazione di banda equivalente a quella FM; per o per segnali di radiodiffusione e sufficiente scegliere Llcp = mJ = 5 per ottenere =. 0 kHz. Tuttavia, mentre in FM I'indice di modulazione di ciascuna componente _ esce al diminuire della frequenza (fino a m(50) = 75~~03 = 1500)' con benefici in
31J
- di rapporto SIN, in PM per tutte Ie componenti si ha Llcp = 5; pertanto il rapporto sulta pill sfavorevole in PM, e se si vuole pareggiare il conto con la FM e necessario are Llcp a spese deII'occupazione di banda. quanta riguarda l'efficienza in termini di potenza, scegliendo un valore di Llcp che Joe possibile ottenere un'efficienza del 100 %, ovvero una modulazione in cui tutta . enza e associata aile bande laterali. Osserviamo infine che il segnale PM, a differenza '0 FM, richiede necessariamente la demodulazione coerente. 3
Determinare un valore di 32J
M vi-
tale da attribuire alIa modulazione PM un'efficienzadel
/1(/1
100%.
~ua:ndo la varia bile temporale t'
[ 1') =
Vp
cos [
(1)pt' -
+-
11:
2(1)m
+ !'J.r:p sen ( (1)",t'
11:(1)p -
2(1).,
=t
-
si elimina 10 sfasamento dal segnale: 1[(1)",+ -11:)J 2(1)., 2
-
=
v.cos ((1)/' +!'J.r:p sen
(1).,t'
+ «)
[IJ
45
llllY
llSSllH
llllY
llSSllH
llllY
llSSllH
0IPVJ mV1J0cl
1?lli1PiJd
esonastn« 1?11J!ldUlilS
llSSllH llllY
tuonneiustu: 1?1P!ldUlilS
'lllliollull
-our BIPP
II
II
lllJY
llSSllH
llSSllH
llllY
ozusiod lp IUIUlJiI) Ul VZUil1J!ff!l
vpuvq IP vzuiI!Jlff!l
IUOIZlllnpOUl :l WY ouotzrqnpcur
an
Wd/WeI WY
iJUOlzvlnpow
OjU01JU0;)
£'Z 'qe~
'~IU1d~UU lUo~zu1nporn ;J1PP ;J1pnb noo ezzotdura Ip ;Juo~zu1np ;Jq:JqSIl;JnUIU:J ;J1 '~AqUpl nmnrci U~ ;JIdru;JS ';JlUlUOIjUO:J ;Jugu~ ouos £'l 'qUl uI 0= or .rod %001
ilJOj!11iJUlSVJjlilP 1?lP!ldUliJS
iJJOnailJIJ liJP 1?11JlldUliJS
llSSllH
(:ljU:l1:lO:JUIos) llllY
lljJY
llSSllH
~
llSSllH
%06<
Wd
lljlY
ozueiod lp IUIUlAiJ1Ul aZuiJ1Jlff!l
Wei
apuaq lp azuil1Jlff!l
iluolzvlnpow ':llOjlllll:)SO Ip IS1:lAlP
tdn OUllZZIJljn l;Jp ;Jq:JqSIl;JnUIU:J ;J1 '~AqUpl
';JIU10~UU ;JUOIZU1nporn ~P ~dq ;Jnp ~UIrnl;Jl UI ';JlUlUOIjUO:J ;JlU;JrnU:J~lUrn;Jq:JS ouos l'l 'qUl UI
Wei :l Wd
uoiejnpour I O£'Z "!.:I
(I)J :lllqllllllA
szucnban
Wd :nuull:lS -
II
:llOllllll:JSO
»ec:
'~!J Ip urn;Jq:Js ojjou ouroo 'Wd ;JUO~ZU1nporn ;JlUmp;Jrn 0lBl;JU -;JIl ;JU;J~AW..I ;JrUU~;JS r~ OSS;JdS OAIlOru ;JrUl l;Jd 'O:Jqurnolnu 0nOllUO:J Ip Irn;JlS~S ~SS;Jrd -uroo ~p UpSS;J:J;JU W..I ;JIOlUnr:JSO,r ;JIlU;JUI 'OdUI;Jl [ou ~l~{IqUlS UlBA;Jp UO:J rrazranb ~pml~:J quzzqqn ;JI;JSS;J ouossod 'ussg az -uonbarj U UIOAUr Wd ;JIOlUnr:JSO,r ;Jq:J OlUa '(QO£'l '~~j) OA~nU;JI OlU;Jrn;Jp un ~p 'orduroso rod 'U:J~j~porn ur ;JlUmp;Jrn ;JIOlUII!:JSO un ~p UZU;Jnb;Jlj ur U!lUA !S W..I auorztqnpour urpu ;JllU;Jrn '(VO£'l '~!J) ;JlOlUSUjS oun U UlU:Jqd -dn uss!J uZU;Jnb;JlJ U oiumrod nun Ip ;JUO!Z -Ul;JU;J~ ;JlUU!p;JUI UZZI{U;JI IS Wd ;JUO!ZUrnp -our ur ;Jq:J UIO ;JlUAI;JSSO ;JA;Jp IS '(q6l'l '~!j) (J) ,ua Wd U~ ;JlUrnpOUI ;JlU;JrnUA~SS;J:J:Jns ;J ;JlUI~;JlU~ ;Jr~qIssod ~ W..I ;JrUU~;JS un ;Jl;JU;Jl -io rod 'USl;JA;J:J~A ~(V6l"Z:'~Ij) (1) "« ~p W..I ;Juo~zu1nporn UAISS;J:J:Jns;J ;JUO!ZUA!I;Jp ;JlUU~p -our Wd ;J1UU~;JSun ;JI;JU;JnO assod IS ;JUlO:J ;JlUlOU
ond
!S
[9£'lJ
;Jrpp
0lUOIjUO:J
(q)
t
(1)~
"1 nsstj llzu:lnb:llj II :llOjllll':JSO
Wd:l[llUll:lS~
(J)~
(a)
t (q)
'Wd :lUOIZll[npOUl :l :lUOIZ1l11l:lIUl :ljUlllP:lru
tnnuouo WeI ouorzampotn (q) (V) Wd:lIBUll:lS·
~Wd :lUOlZlllnporu :l
ouorzaauop
I:lJOI~owl~
:ljUlllP:lru amuouo Wd :lUOlZlllnpow (v)
"1t
rua
6Z'Z "!.:I
JP
-- map' (J)
-Ul>[ + d'1(J)1 -
(J) lUa>[ UZU;Jnb;JIj urpp
WJ
+ d1 = (1) 1
Wd
:Wd ;J W..I IUOIZUrnpoUl rod (J) 1U;JUBlUUlS! ;JrulOdUl;Jl OlU;JrnupUU,IIU ;JAllUpl [l£'lJ ;J [81"lJ ~uo~SS;JldS;J ;Jr ouranrodrg
11\1.:1 - II\Id euotsroxuoo
17'9'(; 917
Modulazione
di portante sinusoidale
con segnali analogici
Si vuole realizzare un sistema di trasmissione vocale via radio dotato di elevate caratteristichedi fedelta ed efficienzain terminidi potenza. Individuare,tra Ie modulazioni AM, FM ~ quella pili adatta, motivando la scelta.
Multiplazione FDM Generalita ltiplazione a dioisione di [requenza, in sigla FDM (Frequency Division Multiplexing), te nel trasmettere pill segnali nella stesso canale di trasmissione, suddividendo la passante di quest'ultimo e assegnandone un intervallo determinato a ciascun segnale. o dei segnali da multiplare, definiti anche canali, viene preventivamente modulato, o tale da occupare in banda traslata l'intervallo di frequenze a esso assegnato; segue .... ggio mediante filtro passa-banda, che elimina le eventuali componenti di rumore anda e limita con certezza 10 spettro del segnale in caso di modulazioni a spettro come FM 0 PM. A questa punto i segnali possono essere sommati e trasmessi su 5g. 2.31a) 0, nel caso di trasmissione di onde e.m., semplicemente trasmessi dalle antenne nella stesso canale, cioe attraverso 10 spazio (fig. 2.32a). Se l'apparato ricevente smistare tutti i diversi segnali, come tipicamente avviene nei sistemi su cavo, ne esegue emultiplazione mediante sistemi fissi di filtraggio passa-banda e demodulazione : 3lb); un apparato a ricezione singoIa, come una radio 0 una TV, si sintonizza invece unico segnale mediante un sistema di filtraggio e demodulazione a banda passante .ante variabile (fig. 2.32b). causa delle zone di transizione dei filtri, le operazioni di filtraggio in trasmissione ezione impongono una banda di guardia, cioe un intervallo di frequenze Iibero tra vicini. In un sistema FDM il numero di eanali trasrnissibili e limitato dalla banda nibile suI mezzo trasmissivo.
Multiplazione di segnali telefonici .Jtiplazione FDM di segnali telefoniei, pur superata in Italia dai sisterni TDM-PCM rda ehe la rete di giunzione e interamente numeriea), e tuttora in uso nei centri aazionah connessi a eentrali analogiehe. La modulazione utilizzata e del tipo AM SSB, ssicura il minimo consumo di banda. E definita banda lorda del segnale l'intervallo - - -Hz, pari allo spazio assegnato a eiaseun segnale nella banda passante del canale :.31).
"to che, come noto, la banda effettiva, denorninata banda netta, va da 300 a 3400 Hz, Ita una banda di guardia tra segnali adiacenti di 900 Hz. I segnali di andata e ritorno, aggiano insieme sulla linea di utenza a due fiji, vengono separati su quattro fili .ante forchetta telefoniea, dando luogo a due sistemi di multiplazione separati (fig. 2.33). cuni easi viene utilizzato 10 stesso canale per entrambi i versi di trasmissione, natuente con alloeazione in banda diversa (sisterni N + N). frequenze delle portanti, dette frequenze vettrici, vengono seelte in modo da ottenere _ 10800 canali multiplati mediante pill stadi di modulazione e multiplazione. Per ,,~:.reper esempio la multiplazione di 60 can ali si creano 5 gruppi primari identici da nali; multiplando aneora i cinque gruppi primari si ottiene il segnale definitivo. Mo-do separatamente i 60 can ali servirebbero 60 modulatori diversi, mentre con il sistema stadi i modulatori impiegati sono 65 (60 per i gruppi primari pill 5 per la multiplazione e. rna i tipi di modulatore diversi sono solo 17 (12 + 5), con evidenti vantaggi nella .izione e manutenzione dei dispositivi. Naturalmente 10 stesso diseorso vale per la odulazione. Nella multiplazione di un numero pill elevato di segnali si ha un numero di stadi, con vantaggi aneora pill evidenti. ,"-3
3
47
oreruoscrddar
BUI::llpS 0'1
'(BSS::llddos
Bl)SJUIS BpUBq)
ass
WV
:lUOIZBInpoUl
'::lUOlZB::IlUnUlO::l Ip ::l)ump::lUl
ISl::lA ::lnp I::lp oun
I::ITUOPP) I]Buli::lS
!P WG.f
ojos
BplBnliu
::lUOlZBIdIIInw
t&"~ "JJ!.:I
en
"0
o
'"
'"
.j:>
~,
~ 0 0-
c:
Q;"
0 @
s 00> :> 0-
f_i
0>
=
(')
(')
0>
o
ft ?
w
300
'"?
tv
--- - - -- --
f~-
340j
340j
340j
-------
300
300
300
340j
'"
00>
'" CD - - - -- -- -- -- ---I ! I I~
:E
-- -~ --- - - --- --
- -- - --"'1 I
I
I
1= lIe. t"5!..
I
,I I
t ~
I
IQ
I~
I
f""'l
I I
10 I~ I I
I
lI __._"-
~
I
--'---
c_
_
-------------~---------------~
alBu'3aslap oluawBUBJl
817
Modulazione
di portante sinusoidale
49
con segnall analogici
N'
'"
"@ t:
'"o
N
:a 0
'"
",\0
::+ ..00
"'-\0. '[;i > '" '"t: ~0 "dcO.S!
.-
•
:a;;:::,
~
o u l:J.- Q) c -
~~
N
N
"-,
~~ ill 0. ~ ~ 0.",
2
l@~
N
::r: ..I<
"-,
;;:::, 0
M
0
::E
\0
~
M
\0
'"
::
..o~ '~~
o
",.,.,
'"
~~ o ~
"@ t: U
'p
£l
~ ~
~
\0
:;
E
3
'" .,., Ql'"'" \0 -e g
"@ t: bll
'"t:
-e
'"
..0
.:
.,
.~
0.. tr:
o
0.
0._
~
'" 0
~'€
~a
:g~ °u
E-
as '" '"
[IJ '"c
"d
..
s
-
N
:a
-9'"
"s
~'
~
N
:a
~
0 0 \0
..
:I:.
s ,
::;
~
0 c,
'" '"
'"ee
j~ ~i~ ..0 "d t:
'"
0
c
'" U
;f
'"c '"
U
<:')
~
~
.,
'5
0..
U
ne FDM di segnali radiofonici mediante modulazione AM a spettro intero.
'"'"
0.. 0 J::j
~
l@ e
~
"3
..0
,S
ill
0
'N
8
'" " ~;g
"d 0
::E
0
'ZHW 0081 B .)a IB oUlJ zHW 006 B WSD
o~v
':p ~U~Ul1
;)lu
vn
B1BUll
[L£'Z] :BUl
ojjonb 0
-umuatro
'I:lIUOPFll I]1mjj::lS Ip
wa~
::lUOIZllj d Iljn UI Ip
oiojdurco llUI::llSIS
tt"l! "1l!:I
as
Modulazione di portante sinusoidale con segnali analogici
II segnale v (t) = 2 sen (2n· 200· t) + 4 cos (2n' 500· t) modula una portante a frequenza fp = 500 kHz. Determina 10 spettro del segnale modulato nel caso di modulazione AM DSB-TC e SSB con soppressione della LSB. Determina 10 spettro di un segnale FM in cui una portante di ampiezza Vp = 4 V e frequenza fp = 200 MHz e modulata da un segnale sinusoid ale a frequenza fm = 10 kHz, con deviazione di frequenza I1f = 30 kHz. Verifica inoltre la validita approssimata della formula di Carson. Determina 10 spettro di un segnale PM in cui una portante di ampiezza Vp = 1 V e frequenza fp = 20 MHz e modulata da un segnale sinusoidale a frequenza on = 5 kHz, con deviazione di fase I1cp = 4. Verifica inoltre la validita approssimata della formula di Carson. en segnale telefonico (banda 300...;-3400 Hz) modula una portante a 100 kHz AM DSB-TC. La larghezza di banda del segnale modulato e pari a: 3400 Hz 6800 Hz ~ 3100 Hz 00' 6200 Hz c:::::E:J 600 Hz
III
00
In un confronto tra modulazioni AM e FMjPM, in ica le corrette associazioni tra
'S
tipo di modulazione e relative caratteristiche: -\.M - bassa portata radio. f\...D [J[J AM - alta portata radio. ~ FMjPM - bassa efficienza di banda.S \ c:::::E:J AM - bassa semplicita circuitale .. FMjPM - bassa fedelta. rJ0 Completa le seguenti frasi. ~ I
Il termine modulazione indica la trasposizione dell'informazione presente in un ()t)\JI.PoJ\f\E·, lI}Rm~d.0 chi'e ta e IIIforrnazrone . segna 1e di1 partenza, d etto M. I~ venga associata a un secondo segnale, detto .f.~1~ .. , ottenendo un segnale risultante, detto segnale modulato. II risultato pili importante della modulazione e che la banda occupata dal segnale modulato (banda ~®.o/,l~A.diversa da quella di partenza del segnale modulante (banda ~Si.:,...). Nella modulazione FM, la massima variazione,_r,rodotta dalla modulazione sulla " r(~6'.. t . per frequenza d e11a portante e' d efini unta t..r: :".b< V,M La sessa quan tita 1 a d'IVlsa
*
~! .•-"
.......•.
~'1le'@l mdodul~nte . (sel ~udestllofe sin~sod~d~e2ad;ttnisce ...s.lvt-' _.}..L.. . ,
Completa gli spettri in fig. 1 relativi alla modulazione AM DSB-TC.
Spettro in banda base
.. ...
Spettro in banda traslata
Fig. 1
51
I
AD
.10
AD
.10
oresn
.10
r
)D
AD
.1d
M1
.10
O~lBSS;):l;)U~
";)lOl,qnpOlU;)p
wa.:l
un
o OSSBq-BsSBd OllJg un
;){BU~;)Sun up ;){BUB:lun
";)UO~ZB{npOlU~p ;):l~pmJ ~
onreirod
orransc
B{PP ;)SB] Buns
l;)d
(a
;)UO~ZB{np
-our BHBp BHOPOld ;)UOlZB~lBABI.U~SSBI.U B{ Wd ;)UOlZB{npOlU
UJ (p
"OlBHOPB ;)UO!ZB[npOI.U Ip ;):l!Puq{BP
BZU;)lOd !P
opuodrp W.:I ;){BU~;)Sun rururrci U~ ;)lU;)~:l!lP md
ornsds
Ip
OH;)P BZz;)!dlUB,l
"=>l-aSa BHB OH;)dS!l ass WV B:l!U:l;)l Bl
BHnS!l
(:J (q
";)SBq BpUBq U! BH;)nb B
rred "BlSodS!l
BpUBq lp
B{ OPUBA!lOlU
anorzadnoooun
as]v]
0
aAaa
os-ascr
Bq
WV
;)[BU~;)S UO
(v
OUOS lUO!ZBlUl;)11B ~lU;)n~;)S ;){ ;)S B:l!PUI
'A (1)~
Introduzione ;nali emessi da una sorgente numerica binaria hanno uno spettro che si estende dalla anua a una frequenza pari a circa
OF OF
OF I
!Jk'
dove
Jk e
la frequenza di cifra del segnale
par. 1.4). La trasmissione di tali segnali su can ali di tipo passa-banda richiede un'omone di modulazione che ne modifichi 10 spettro in modo da renderlo compatibile - la banda disponibile. Uno dei casi tipici in cui e richiesta tale modulazione, che consiste variazione di uno 0 pill parametri di una portante sinusoidale in relazione al contenuto segnale, e la trasmissione su linea telefonica, la cui banda passante si estende da 300 _:~ Hz; in tal caso si parla di modulazione in banda fonica, e il dispositivo che esegue :nodulazione del segnale uscente e la demodulazione del segnale entrante e denominato em (fig. 3.1). La modulazione di segnali numerici e inoltre utilizzata in tutti i sistemi radiocomunicazione digitali, siano essi riguardanti la trasmissione dati 0 il trasferimento rnformazione audio-video; in tali sistemi, che includono per esempio la telefonia GSM DeS 1800'e Ie trasmissioni TV-SAT digitali, l'esigenza di determinare un'occupazione banda del segnale in alta frequenza e ovvia. Si tenga conto, nel seguito della trattazione, che i grafici sono riferiti, per semplicita rappresentazione, a segnali in banda base squadrati, e quindi a spettro esteso; nella - tica pen) i segnali modulanti possono avere banda limitata, come per esempio dopo il saggio attraverso un formatore che ne determina uno spettro a coseno rialzato .
.1.1
Frequenza di cifra e velocita di modulazione
modo pill semplice di modulare un segnale numerico binario consiste nell'associare due tati diversi della portante aile cifre 0 e 1, dove la diversita degli stati puo riguardare ampiezza, la frequenza 0 la fase della portante; in questa caso I'occupazione di banda Fig. 3.1 La comunicazione numerica su linea telefonica richiede la presenza dei modem. Elaboratore
OIBZZI[Iln ~
pnaq
II '
Bill 'ISB~ rum[B
ill ~lm~J;JWWO:l
odurao
'S/IIq Ip OIB~!JrujjIS [I UO::> UT ;llP OnB] [B ;JUOIZU:JllU m~~B] IS
(1)
':mO!Zl;)SU!Ip ;)1011;) ~lAU !S ;):JOPAntd 9 ;)S ';)UO!SS!UIOIp ;)1011;)~lAU !S ;)IUU;3;)S PP UIJ!:)!P ezucnborj unu oncdsrr OlU;)Imd 9 ;)lOl!A;):JIlI! ;)S ::llOl!A;):J!lIU nq ! OUUIU;)S;)ld!S !m U(:):JOml!l I! ;) umn;)I Ip ruotzurodo ;)IPP UZU;)pu:JuI un ;)UO!ZUZZ!U01:JUIS tp UIIP1;)d unu nnxop OUOS!1011;) !IU.l 'OlnA;):J!l ;)IUU;3;)Spu oiuascrd uou oun ;):JS!l;)SU! au omddo OSS;lUlSUlll!q un UA;)!!lUOU ;)lOI!A;):J!lII :iJUO!Z.IOSU! !P 0 ;:)UO!SS!WO !P ~,wJ..I;:) ~;)UO!SSIUlSUll ulpu emuaxrann ;)ZU;)X;)Jl;)IUI 0 !UO!SlOISIP'!lOUlTI1 !P nsrrao U OIUl;)IIUopom U! OIUI;)ldl;)IU!;)U;)!Al!q PP o:)!aoI ;)lOIUAI! .suoiznmsos :!1011;)
!P ;:).10.1.1;:)
!P Idq ;)np !SlU:J!JIl;)Aouossod U!lUUIq u:J!l;)mnU ;)UO!SSIUlSUllann UI aJOJJa
!P OSS81 (;'1'£
II :l ciumrod BIPP OjBIS OUn:lSBl3B 00817 :l pnaq 009T B :lH:lillSUll uropom «n
'!lBjS IIBj Ip orotnnu IjBI30SSBl!q Ip Ol:lUlTIU II :llBUIUll:lI:lQ 'S/llq
-'4i-
[ZT] ':JUOIZB[npoUJ Ip
;)UO!ZUI;)lunup ;)lua;)l ouos "« ;)UO!ZUlnpoUl!P ~11:J0pAUI o UIJ!:J!P UZU;)nb;)lJUI 'uZ = N ;)IUUIIOd UIPP !Sl;)A!P !IUIS Ip oroumu I! ;) U 0IUlS ounosero U !IU!:Jossu l!q !P oroumu I! 9!U!PP ';)IUl;)U;);3 UI
:r
J?II:lO[:lA :J BJJI~ Ip BZU:Jnb~JJ Bll BZU~J~JJla
l:'£ .,,!.:I
(SW) J
££'E
Ll'v
•
pnsq OOZ1
S/lIq
I OWlS
OOvZ
s'z
Z OlB1S
L9'1 V olelS
10
00
££8'0
E 01B1S
Z 01B1S
01
1l
10 (1)~
tl'£ 'ay) S/l!q 0017Z !P 9 Ull!:J Ip eztronbaq uI 'pnuq OOll U ordmoso rod uad 9 mnnmisonb ;)S ~;)uo!zulnpoUl Ip ~1!:J0pA unu onodsu ntddop ;)UO!SS!UlSUllUII;)P Ull!:J !P eztronbaij nun OpU;)U;)nO';)IUUllOd UIPP 0IUIS ormosmo U llq ;)np ;)lUI:JOSSUopqrssod 9 qUls orunnb U ;)uo!zulnpoUl ntm ;)IUU!p:lm 'otdtnoso l;)d [1'£] :(1) pnvq I! 9 ;)uo!zuln pour !P 1i?11:JoI;)A unu UIUU;3;)SS;:_ ums!m !P ~1!Un.'l '!SS;)UlSUllllq nrd ouOPUOdS!110:):lUO!ZUIUU;3:lS !uao U :np OIUP 'UIJ!:) lP nzuanban unup OSl;)A!P 9 ':lIUUIIOd uIPP 0IUIS oIo;3UIS un ;)PU:lIU! !S dUO!zuluua:ls rod :lAOP 'o~SilTTuo!ZUIUiili;)s !P oroumtr I! Ol;)AAO';:)uo!zvlnpow !P {JJ!JOl;:)1I uI tsno nsonb UI ':lIUUllOd uIPP 0IUlS ounosmo U unroosse l!q !P oroumu I! 9 1 < U ;)AOP '!IUIS uZ uO:J ;)lU[O:J!)lUdU! ;) 'onp !P ;)lO!aaUUl !lUIS !P oroumu un uoo ululnpom ;)l;)SS;) ond :lIUUIIOd uI mo U! !uo!zu[npom U OHOPUO:Juq 'rououmu OIpUl !m:llS!S !;)U :lq:Juu am 'u:J!UOPPI U;)u!I ns !lUP :lUOISS!UlSUlluIPu orajoonred U! !SUIU!ZU:lPIA:l 'npueq Ip OIU;)Ulnu arouoijn UZU;)SUll!:J !P sznonbarj UI :llUIU;)Ul:ll:)U!!P ~1!SS;):J;)U U'l 'Ull!:J !P nzucnbaij nns unu 'Isquuu ull1!lln UI 'tptnnb ;) ;)Iuua:ls PP :lsuq npueq unu ;)[uuo!zlOdOld 9 olU[npOUl :l[uua;)s pp
Modulazione di portante sinusoidale con segnali numerici
55
cola probabilita, sempre presente, che si verifichino errori in ricezione, si traduce o di errore della trasmissione (0 BER, Bit Error Ratio), definito dal numero di bit ediamente sono ricevuti a livello errata rispetto al totale dei bit trasmessi. Naturalmente eranza agli errori dipende dal tipo di applicazione che si considera: mentre per pia la trasmissione di un testo puo accettare senza gravi conseguenze un tasso di e di 10- 3 (un bit errato su 1000), un sistema bancario puo richiedere un tasso di ~" inferiore a 10-7. 11 tasso di errore, determinato fondamentalmente dalla presenza :..more nel sistema di comunicazione, e strettamente legato alIa frequenza di cifra della sione. Per limitare la presenza del rumore in ingresso al ricevitore, questa e preceduto " filtro la cui banda passante coincide con la banda occupata dal segnale; nell'ipotesi :..moregaussiano, ovvero a densita di potenza costante, il rumore che entra nel ricevitore di proporzionale alIa larghezza di banda del segnale. Ne consegue che se la trasmissione ipo binario, all'aumento della frequenza di cifra corrisponde un aumento del tasso "ore in seguito all'incremento della banda del segnale. Se la frequenza di cifra viene ementata aumentando gli stati della portante, ugualmente aumenta il tasso di errore _ce i diversi stati risultano rneno differenziati tra lora; di conseguenza e pili probabile , rumore possa produrre un errore di riconoscimento della stato della port ante (si l·analogia, gia rappresentata nel vol. 1, par. 5.6.2, sviluppata in fig. 3.3). Oltre a quanto . nel caso di modulazione del segnale, il tasso di errore e legato al tipo di modulazione -.ata (per l'approfondimento di tale aspetto si rimanda pero a testi specialistici).
o. o
di stati Vb
sono
-0
Fig. 3.3 Segnalazione a distanza con bandiere colorate. Aumentando il numero dei colori disponibili diventa pili facile interpretare III maruera errata il colore della bandiera.
••••
000001 010011 100 101 110
Colori possibili
Colori possibili
[3.2] associati
':'.3 Efficienza spettrale pporto tra la frequenza di cifra fk e la larghezza di banda BWs del segnale modulato zefinito come efficienza spettrale E della modulazione:
~= [ s·Hz a causa
bPS] Hz
[3.3]
- pratica l'efficienza spettrale rappresenta la diretta indicazione della quantita di bitIs che ssibile trasmettere per ogni hertz di banda occupata dal segnale modulato; un maggiore ore di tale parametro corrisponde, a parita di frequenza di cifra, a una minore occupazione - banda traslata.
3.2
Modulazione ASK
::h emplice realizzazione, la modulazione a spostamento di ampiezza, in sigla ASK (Amplitude
:: ift Keying), e stat a la prima modulazione numerica impiegata, rna per Ie prestazioni ..:mitate in termini di tasso di errore e oggi scarsamente utilizzata. Nella forma designata
alJI::> al lad
auolZBuilassB !P aloilal al orenodsrr ouos
'xsa
TA l-[llI aUOIZBpmmlO::Xl1lJBUBP arerounua I a 0 a )lSc[ 1::>!JBJilrxtssaoons rcu ouroo 't'£ 'il!J UI (,)
fv+df= 'I
[t,£]
Iv="! = If ."] osodu B ::llOIBA un Bp fv ezucnbarj Ip ::lUO~ZB~A::lp Bun ~p ::lUO~ZBlnOS0 amuros BI onrmpotn osscrdsc ::ll::lSS::louossod ozuonbaq !IBl '(9'[ ''3n}
P
'1-
~B:llUOPFll
rdnooo
::JSBq BpUBq
m
::J[BUE::JS IT ;Jq:l
B::Jm[
ns
OlBIAUl
IS;JlOdl,n::JU
::Jl::JSS::Jond
orajnpour
E Ip ouorzednoooj ::JIBUllUl;Jl;JQ 'zH 001:1= dJ B und \l ::JWBllOd )IS\' B:lIU:l::Jl Ul orqnpour ::JU::JIAS/llq ooz = 1Bljl:l Ip azuonbaq
B[PP
)IS\,
::J[BUE::JS
::J[BUE;JS [::Jp BpUBq
azuonbaij
B O:lIl;JUmU
B[ ::JAOP
;J[BUE;JS
(q)
«n
-iIi'OlBlnpoUl alBuilas lap (q) a :llUBlnpoUl :lIBuilas pp (v) unods :)lSV aUOlzBlnpow S"g "'1.:1
(v)
J
(f)'''H
(f)H
'OlBlnpoUl :lIBUilas (q) a :llUBlnpoUl alBUil:ls (v) :)lSV ouorzejnpopq t"g "'!:I
'::lpUBq ::lnp ::lIPP Bun oiuourpnzred orcunrddos 0 ::JIBl::JlBIBpUBq BIos Bun ::ll::Jn::lUlSBll ::lpq~ssod \l BpUBq ~p ::lUOIZBdn:):)o,I ::llmp!l l::ld
f
'zH/sdq L9'O = i_ = tI ::lIBlll::lds
z
II II II
1\
1\
(\
1
BZU::l~:)~JJ::l do:)' '1~ B uad \l BlBIsBll BpUBq u~ ouorzndno -:l0,1 lfj'.!_ B uad ::lUOISU::JlS::l BI{ aumjn.isonb £" ,
V
cs :(~'£ ''311) ~
V
V
V
V
V
1-/\ (I)A
::JSBqBpUBq BIlB onodsu nrddop ? orejnpour ::lIBu'3::lSpp BpuBq !P otrorzndnoooj ::l oiuauod BIPP Bzu::lnb::JlJ Bllns BlBllU::l:) nprraq nrddop Bun opuarduroo ornods OA!lBPl I! 'BSS::llddos onrairod B BZZ::l!dUlB ~p ::luo!zBInpoUl Bun B B:)IlB1d m ::lPUOdS!llO:) )l00 )lSV::luo!zBlnpoill BI3_!l;liOd 'Cd (t(£ ''3Il) 0 \l ::ll::Jn::lUlSBllBp B1J!:)BI ::lSBlInu ? BZZ::JldUlBI ::Jl')ff~W '1l'J1j~9~:ap Bzu2E_uods,lilo:), iro BIIB A BZ -zordureun ::lnu'3::JssB.II::lU ::llSISUO:)(3u!tfiJ)[ ffo-uo) )l00 aleu~aslap owaweUEJl
99
57
Modulazionedi portante sinusoidale con segnali numerici Fig. 3.6 Modulazione FSK: (a) segnale modulante e (b) segnale modulato.
'ampiez-
laterale
- prima analisi un segnale FSK pUOessere visto come la sovrapposizione di due segnali ti in ASK con frequenze delle portanti pari a 11 e 12 (fig. 3.7a). Da questa punto di vista ro FSK coincide con un doppio spettro ASK riferito aIle frequenze 11 e 12 (fig. 3.7b). - reaIta l'analisi dello spettro FSK e piu complessa poiche il segnale non viene generato - emente mediante una commutazione tra due portanti (fig. 3.8a), rna Ie transizioni -0 stato all'altro avvengono con continuita di fase (fig. 3.8b), e cioe in modo tale da re variazioni repentine alle quali corrisponde un allargamento della banda occupata egnale. Risulta inoltre che se Ie frequenze delle portanti sono sufficientemente vicine o Ie due sottobande si fondono in un'unica banda centrata attorno alia frequenza Ip-
vet)
(a) v,(t)
H(f)
[3.4J
(b)
f,
I--------~-------~ t..J
t..J
Fig. 3.7 (a) Segnale FSK come sovrapposizione di due segnali ASK e (b) relativo spettro.
I
'J ,
1 'f '
,
: Iv : Iv : I~~I
,
'
,
'v9'O = JUI rod 6'£ ''31j u~ ormuosarddar olpnb ~lU;)l.UUA~lUW -tssorddn ~ ornods O[ ;) L9'O= JUI rpumb ;)U;)9 -10 ~S 'zH OOIZ = "f ~ zH 00£1 = If czuonban ;)1 ;)lU~l.UUA~n;)dS~lOUOPUOdS[llO;) 0 ~ I rreurq qpAIT ra 'S/l~q OOZY u U;)[UO]upuuq u~ W;)POW
I
v9'0=fw
rod £Z'A .LTl.Ll ~uo~zUPUUWO;);)U1ul OPUO;);)s 1:"£
'
\
:
,,:
I
/
/+
S;'O=fw
'
(J)H
OldW3S3
'ZH/sdq '~IU1H;)ds UZU;)[;)IjP ;)IOA~lOU mm
oiuauod
;)U;)IHO !S ;) '1v9'0
= If- "f
v9'0 9~'1 = = 'if 1
u
ued '
'B ;)lU;)W'BA!l'BW!SSOldd'B
'v9'0 :l S;'O 11 usd :luOIz11lnpow Ip :l:J!PU! .iod
)lSd oruodg
n; .,!.:I
uad OIl'BA1;)lU! un 'B 'B1UFUl!l ~ nrednooo 'BpU'Bq 'BI 'ornods oIPP ;)PO;) ;)1 OPU'BJn;)S'B11 'OS'B;) PN '6'£ ''illj U! !1'B1U;)S;)ldd'B1 ouos v9'0 = JUI ;) ~'O = JUI rod '!IOA;)lOU !S'B:>;)nG
____2__ = JUI If- "j'
ouo!Zv/npoUi
w
o:J1Pu!.IPP
ouotzunj
-OAn] nrd 'Bpuuq !P ruotzsdnooo
auomo
!S
'1£= xewit < )fS.oJff
;)UlO:> Ol!UIj;)P U! ;)1'B1U~S;)ldd'Bl ~lU;)Ul'B1!IOS OUO'ilU;)A ;)q;) '!IOA;)l
;)l;)U;)HO ;)pq!ssod
~
tv opu;)nU!W!G
v OPU;)SS;) P;) '1£ = xewf oiqos 'Iszzl UOS1'B;) !P
OS'B:>oisonb Ul ;)IU1H;)ds 'BZU;)I:>IjP:1
££'0
'ZH/sdq
= i_ > 'if T
I'B opuezzuodt ~'B1'BFw!l oisonmd 'BlnW10] uIInp
~
;)q:>U'B 'BHnS!l ouroo
cn'} + fv) Z; = )fs.oJff 'B rred 'B1UIS'B11'BpU'Bq IT! UZZ;)q'il1'BInun QU;)mO !S qC£ ''illj EIl'BP OS'B:>I'B1 U! ~;)lu'BInpow ;)I'Bu'ilQS pp szuonborj 'BW!SS'BW 'BIPP ;)lO!'il'il'BW ? tv ezuonban [P ;)UO!ZU!A;)P'BI ;)S ;)I!q'BH;):>:>U? )lSY !I'Bu'il;)S;)np U! ouorzrsoduroos 'BI OS'B:>!u'ilo Ul
xewf
':lSl1j Ip ~jmUIjUO:J
(q)
uoo
:l osej !P
~jmu!luo:JS!P
uoo (11) nzuanbar; Ip OjU:lUlllIqWll;)
s·£ .,!.:I 8S
~& f}-
/
£)1
(~
co.:
Modulazione di portante sinusoidale con segnali numerici'
3.1 Modulazione MSK dulaziane angalare a minima spastamenta, in sigla MSK (Minimum Shift Keying) consiste - particolare trattamento FSK per cui la frequenza della port ante e relazionata alIa enza di cifra del segnale, in modo che la durata del bit Tbil contenga esattamente un :: 0 dispari di quarti del periodo Tp della portante: Tbil
2n + 1
= -4-
2n + 1 Tp = I,= -4-fk
n intero positivo
do la deviazione di frequenza lif
[3.7]
M~k- -:
..j!~
= fk
'Z..
4
6
ne
2n + 1 fk n I, = -- -4-fk-"4 = "2fk f2 =
2n + 1 -4-fk
fk
+ "4
~ Z -- \::'~,;. ') It
n
= Tbil = 2Tl
n+1 = -2-fk
=
[3.8]
""'01_
[3.9] .
n+1 Tbil = -2- T2
~il contiene n semiperiodi di fl e n + 1 semiperiodi di f2; in tal modo risulta _ costruire un modulatore in cui il passaggio da una frequenza all'altra avvenga rinuita di fase, In fig. 3.10 e rappresentato un esempio di modulazione MSK con ~'indice di modulazione del processo MSK e pari a
f2 - I, m[=--=
n+1 n -2-fk - "2fk
I,
[3.10]
=05 '
fk
"to 10 spettro e quello rappresentato in fig. 3.9. La sua estensione e pari a CIrca .re f2 - fl ovvero 2m[fk = fk con efficienza spettrale pari a 1 bps/Hz .
.6] Fig. 3.10 Modulazione MSK.
'"'l
0
t:
0
.
,, ,
..
t
~JpJL rv' /
5? _
A
°BA~I::lp ou ::lq:J Qr:J onru oily Ip ![Buil::ls rep
VI
n:
o
(q)
(p)
(v) (1)"'/\
UO:J ')lSV ojjonb B o:J9U::lP~ ? )lSd I[il 'Bnu9uo:J oiuauoduroo B[
unods
°::llllI0dlq ::ljUlllnpOUI ::llllull::lS (p) °Ojlllnpom ::llllull::ls (::» ::l oiueuod (q) '::ljUlllnpOUI ::llllull::ls (v) :)lSd ::lUOIZlllnpow
orncds O[ 'ronuapr ouos P ::l oirad B '::llU::lUl[BlD1BU 9q:J~od
[In]
n:
ornjnpom ::l[Buil::ls un ctrotno ~s '(PI oily) 0 ::l I ::llp:J ::lITB::llU::lUlBA -tnodsu nuopuodsuroo i1 - ::lA III::lAI[ onp B ::llUU[npOm ::l[Buil::ls un 0PUBzz90dr OlUB1I::ld ::l '::llUUlIOd o ::lluqnpoUl Ull ouopord [B ::l[BUO~ZlOdOld ? OlB[npOUl ::l[Buil::lS p ::lUO~ZB[npOUl ::l[Bl U~ rnBJUI °::lIB[od~q ::l[Buil::lS un ns Blmil::ls::l V ::lUO~ZB[npOUl Bun B ::l~ ::lSBPil,...)]$_d ::lUOIZ n12QUlBJ o(U°£:..J!.!JL,Q&.~;),S ro ::lUlO:J ::ll BllOd B[PP ::lSBJ~p rSI::lA~p ~IO[BA ::lnp 0 ::l T ::l~IBU~q::lIJI:J ::lnp ::lIIB ::lIBI:JOSSB.IPU '::lUOIZBZZ~[B::lIooqdmos md nns B[PU '::llS~SUO:J '(:gU1~o)[1fi'iS asv'iJ) )lSd B[il~s UI 'eso] ~P oiutnumsods v ouo~zvlnpotu B'1
not
0)}1.:1
m
/
>tSd aUO!ZelnpOW
/h
°ZH/sdq ~£'I B ~IBd onb -unp? ::l[BIll::lds BZU::l~:Jyp,[ ~S/l~q)]: rssoursan OUOS ::l[Bnb BIIns 'oiuairod Bun:JSU~:JB BpUBq ~p ZH)]: OOl qBuil::lSSU OUOilU::lAWSD IpqOllO~pBI ~Ul::llS~S~::lUordmoso l::ld °::l[BIll::lds BZU::lq -!IP.I rpmnb B1U::lUlnB ::l 'eosmurunp B1B[SBll BpUBq U! cuotzadnoooj o!ililBllIY::lld [B ::lIZBID o()[SW UV1ssnvD) )lSWD B[il!s UI 'otusumisods oununu v vuv~ssnv:g ouo1zvlnpotu Ul!UY::lp ? BAIl::lp ou ::lq:J ::lUO!ZU[npOUl B[ 'orrarssrref odn !P ? OllIY ::l[Bl !P nzucnban U! msodsu !P BAlm B[ 9q:J~Od °::lIOlB[npOUl pp oruom B ororeurroj OllIU ::llqO:JqIBd un uoo ::lSBq BpUBq B[ ::lIUl!Ul![ ::l[!q~ssod ? ':mO!ZB[npOUl B[ odop !llIY Ip OZZI[qn,[ ::lIBl!A::lB![iloA !S nropmb '::llU::l!U::lA -UO:JU! ::l[Bl B ::lIUIAAOl::ld °O!PBI !ll::llS!S !::lU ::llU::l:JB!PB::l[BUB:JBp BZU::lI::lP::llUI!P nrmnoi U! ~pqBm:JsBll UOU B1B:JIPUI cpueq B[PP ~lonJ ~p [B qU::lUOdUlO:J Bq )lSW OlB[npOUl ::l[Buil::lSII
oa
09
61
Modulazione di portante sinusoidale con segnali numerici
Un segnale numerico a frequenza di cifra h = 600 bit/s viene modulato in tecnica PSK con frequenza della portante pari a fp = 1200 Hz. Determinare l'occupazione di banda 3 del segnale modulato nelI'ipotesi che il segnale in banda base occupi -h. II segnale PSK pUO essere inviato su linea telefonica? 4
-.1 )Y].etl~zione DPSK modulazione PSK richiede in ricezione una por-e di riferimento con la quale confrontare la fase v",(t) segnale al fine di determinare la sequenza di bit -uta. Per superare tale ostacolo si preferisce ri(a) ere alla modulazione a spostamento di fase difJe_'ale, in sigla DPSK (DifJerential PSK), in cui si rrispondere ai due livelli binari rispettivamente .ma variazione di fase 0 variazione di 180 ri-0 alla segnalazione precedente; in fig. 3.12 presentato il caso in cui alla ~~ra zero...£_QIri(b) - e continuita di fase, mentre a a cifra 1 cor.;.:.,;;.;..t.lI.lI~inver.sion Ilpi-o ema i mdividuare il re della prima cifra ricevuta e facilmente risoIto vio di una sequenza prestabilita prima della .micazione vera e propria. aturalmente un segnale DPSK, avendo 10 stesso andamento di un segnale PSK (cam010 le regole per generare il segnale), conserva Ie stesse caratteristiche spettrali di 'ultimo. 0
-_2 Modutazioni polifase polifase sono possibili quattro oppure otto variazioni di fase di tipo enziale, di modo che a ciascuna segnalazione e associata rispettivamente una coppia terna di bit. In tab. 3.1 sono rappresentati gli schemi individuati dalle raccomandazioni -T V.26 e V.27; si noti come a valori di fase consecutivi corrispondano coppie 0 terne . aratterizzate daIla variazione di una sola cifra binaria, in modo tale da minimizzare re associato aIla errata interpretazione del segnale.
~ modulazioni
(a) Schemi possibili per la 4-DPSK; (b) schema della 8-DPSK.
Tab. 3.1
I
~
~
Dibit.
Alternativa A
Alternativa B
Tribit
Variazione
00
00
450
001
00
01
900
1350
000
450
11
1800
2250
010
900
10
2700
3150
011
1350
(a)
111
1800
LA
110
2250
100
2700
101
3150
~1~~
~ l./.- f'.-kJ A
IVA L~
"\Q
tc.:. k~
Yt{(SLton.A
)l
tIW\~f'
crt0AL8
(b)
Il'vON'd\9:_ [01'01 t;~ .J "
5\\ R_,J
Fig. 3.12 Modulazione DPSK: (a) segnale modulante e (b) segnale modulato.
UOll;}A qtqrssod ~ OSS;}ldUIo::> oumd Ins nmuosorddar ouos ~m u~ 'oUO!ZVllolS0:J OlUU~UlOU;}P -UUlUlUl'3U~Pun up OlUZZ~l;}llUIU::>~ WVo ;}uo~zulnpoUI lp odu un::>suD -;}lUUllOd uIPP auorzesjnd uI ~ "to o nmrerpenb u~ nuouoduroo onp ;}IPP ;}ZZ;}!dUlU;}l OUOS V ;} XlIIV ;}AOP .lU
(ldm) U;}S.'IIV - (ldm) soo V= = (lm) U;}SIIIdJ U;}SIIIV - (lm) soo IUdJ soo IIIV = (tudJ + Jdm) soo IIIV = (J) a XlU
;}U;}!110!S FfU;}S"fJ U;}S- Ff soo "fJsoo = (Ff + n) soo ;}UOlZUPl U10U uI opueoqdde onqnpour ;}1uu'3;}sPP osej uI ;} uzz;}~dUlU,1 ;}lU;}UlUA!ll;}ds!l IUdJ ;} V uoo 9luJU! opuu::>~pu~ -UZZ;}!dUlUu~ 9ulnpoUI ;}suJ !P arnrerpsnb U! quu'3;}S ;}np !P ULUUlOSuI ;}UlO::>OlS!A ;}l;}SS;} ond WVO ;}luu'3;}S n onranb ll! U1UU!UlOU;}PISo::> 3 -OII;}A!191nUlUZZ;}~dUlU!P ;}uo!zu1npoUl eun ~p ;} 'ulnlossu ;}suJ uoo ';}suF.1od ;}UO!ZUlnpOw sun lp ;}UO~ZUU~qUlO::> uuns ulusuq ~ uopv1npo W opnmdUlv o.mlv.lpvnO) WVO u1'3!SU! 'tunuupnnb U! VZZo!dUlV!p ouo!ZvJnpoUl u'1 IU
ZH [000£ '009J = sMfI :v1sodsm_ -BlnU;:lllO ::lIBlll::lds BZU::lI:Jill::l,1 ::l BlBIsB1l l!puBq UJ ouorzadnoooj ;)UOlzB:J~unwO:Jl!IPP pnl!q Ul ::lUOlZBIBUil::ls lp l?l~:J0pA BI ::llBUlWl::ll::lQ-zH 0081 = B
"I
~ oiuauod l!IPP Bzu::lnb;)ll l!1 ::lAOPusis ouo B ::lUOlZBlnpoUlBun ::l:JSlqns "IJ.!. B £
::lSBqapueq Ul ouorzednooo ::llU::lAl!'S/llq 008P = 'IJ Blll:J lp nzucnban a ;)Il!uil;)s un
qt\!+ "J £,
V!+"J J
£
qt\!_ "j £,
-'Ii-
)lSd-8/t
,,
V!_dJ £
xsa-z
-:JSBjIIOd
(f)H
:Jlllu1l:JS un lp llpUllQ lp
ouorzednoorj £to£ O'!:I
-)lSd UIIU onodsu £: 0 z ;}lOllUJ un lp ululOq'3~Ul
()f?J(V vr) 7J )<:
Yl!S~
'{~~~ le;m~IDln::l,1 ~(£:r£: -'3g)
Y
{/'%'Y~~
>
~e
~
"a £:
~nI(/ir
\f1
{ l~ r~.:::J3 ?)iln~ 'VO'd U U qa ;}UOlzu1uu'3;}S!p ~P::>0pA ul onmnsos
Ol;}AAO
qai_ £:
Y'Z = T =!I
o~~"'~;f'I
1Ul m uud ~ ;}1Ulll;}ds 0PU;}AU 'xsa ornods ollu
osso
."~'T1TT"nr_ ~ ;}suJ!lod ;}luu'3::lSpp ornods 01 'yl'_ U uud osuq nptreq ut onotzndnooo uoo '01UU110J £: pOul ;}1~ oprrezznodj -;}~J! rro!~1n'POrn uuu ouodsu U1U::>qd!110 U1U!ddoPPUl ;}{P ';}1U1ll;}dsUZ{f;}I::>g];}.JPP OlU;}UlUlOq'3!Ulouou un ouo::>npollu~ ;}suJqod tuorzrqnpotn 'olulnpoUI ::l1uu'3::lsI;}P nooojjns oosmjjm uou 'pnuq tn ;}UO!ZUluu'3;}S!P mq!ssod ;}IPP oiuoumaj oqo ;}pqu11S0Ul!P ~ ~lplOd (';9
Modulazionedi portante sinusoidale con segnali numerici
63
vi ai diversi stati della portante, 0, per semplicita, i punti del piano individuati da "ettori; per motivi legati alla costruzione degli apparati di mo-demodulazione, tali punti .ciono sempre su quadrati centrati sugli assi. La forma pili semplice di modulazione .1. enunciata dalla raccomandazione ITU-T V.29, prevede 16 stati diversi della portante, an fattore 4 tra frequenza di cifra e velocita di segnalazione (in realta la stessa rae.mdazione indica la possibilita di una modulazione QAM a otto stati per una velocita missione inferiore); la tabella di associazione e il relativo diagramma vettoriale sono --resentati in fig. 3.14. Fig. 3.14 (a) Tabella di associazione e (b) diagramrna relativi alla modulazione 16-QAM.
[3.12J 900
Ampiezza
Quadribit
relativa
5 1m
1350
"
1000
3
0010
450
3-J2
DOll 2250 2700 1001
3150 00
5
00
1800
-3:
-5
1000
,, ,
1010
Re 5
----------
1011
----------
-3
lllJ
iuo
3150
2250
1100
5
1101
2700 3150
3
-5 2700
(b)
(a)
pari pari
Per quanto riguarda 10 spettro QAM vale quanta detto a proposito delle modulazioni 3
.Jase; pertanto, nell'ipotesi di segnale con spettro in banda base pari a 4" h, per I'efficienza ttrale vale la [3.12J, che mediante la [3.2J puo essere riscritta come
2
E= -'n= 3
13J
2
-'log2N 3
[3.14J
ndo n e N rispettivamente il numero di bit aSSOCIatIa ciascuno stato della portante numero degli stati possibili. A quanta detto si deve pero aggiungere che in realta, per _ municazioni in banda fonica, Ie code dello spettro QAM possono essere trascurate, otendo un'occupazione reale approssimativamente pari alla velocita di segnalazione in - ud. Per esempio, la raccomandazione ITU-T V.34 prevede una portante a 1959 Hz con a velocita di segnalazione pari a 3429 baud; 10 spettro risultante si estende da 244 3674 Hz, ai limiti quindi della banda telefonica. II miglioramento introdotto dalla modulazione QAM rispetto alla PSK consiste nella aggiore immunita al rumore, a parita di potenza di picco e di punti della costellazione. fig. 3.15 sono rappresentate Ie costellazioni relative alla 16-QAM individuate dalIa rae_ mandazione ITU-T V.32 e a una ipotetica 16-PSK. In esse risultano visibili Ie aree di cecisione, e cioe Ie zone entro Ie quali il vettore rappresentativo puo scostarsi dalIa sua sizione teorica senza che venga causato errore; si noti come la distanza minima dal confine dell'area di decisione sia maggiore nel caso della modulazione QAM.
0...'1./
t ((
';:JIUUO!znIOAUO:l U:l!j!P0:l Ip UA!ld UUI ';:J:l!ldUI;:JS nrd ;:JuO!ZUIPlSO:l nun UO:l WVO ;:JlU;:JpuodS!110:l nun U ouodsu ;:J10UInl IU ~FUnUIm! ;:J10!'i3'i3UUInun UU!UI1;:Jl;:JP'Ulm:lOSSU WVO ;:JUO!ZUn;:JlSO:luIPP ~lISS;:Jldwo:l ;:J10I'i3'i3UW nun tpumb 0PUUU!Wl;:Jl;:JP '!A!lUW10JU! Fq mp orournu IU !AIlum'i3'i3u Fq nrd ;:Jq:lUU0 oun U:lnpOllU! ;:Ju;:Jqq;:Js'W:Jl ;:Juo!zulnpow nun ;:Jq:l rpurnb ;:J1UA1;:JSSO ond !S 0pu;:Jumssuqr 'uP!IUA qUls !P uzuonbos nun n;:Jl:l ;:Jq:l ;:JUOIZUIUUJl;:JS UU!:l!A nrd uI UlP:lS ;:JU;:J!A'qnA;:J:l!l l!q !;:JP UU;:JlU:luI UO:l ;:JEqIludwo:lu! ;:JUOIZ!SUU1lntrn UlUA;:JI!l;:JU;:J!A opuanb ~UlmJl;:JS;:J UUI9s uIPP ~luoq uI ;:J1UlO!lJl!Wup ;:JIUlopow U! ';:JA!Ss;:J:l:lns!UOIZUIUUJl;:JS Ip !q:l:lOlq 0PUU1;:JP!SUO:lnnis !lJl;:JP ;:Juo!znloA;:J.IPP OlUO:l ;:Ju;:JIlUUI ';:JUO!ZUIUUJl;:JS rod ;:JUOIz:UI -UUJl;:Js;:JU;:JIAAU nou umaoou ;:JUOIZUIUUJl;:JS unns ;:JUO!S!:l;:JP uI ;:Jq:l ;:J1U1;:JP!SUO:l ;:JA;:JPIS 'QI:l U ;:JllIO 'oOL(:-o081-o06-o0 ;:JuO!ZUIPlSO:lOnOSuI unptxrpm 00 u!ddo:l uI orduroso rod ~T
WOl !UO!ZelnpOW
9t /
'WYO
:lUOIZBIP1SO:lBJI:lp nund Ip oroumu
:lUOIZBIBU~:lS Ip 1?II:lOpABI :llBmUI1:lj:lG ':ljuBjlod BIFlP 01B1STU~OB l!q S/IIq
ooozr
B :lIBU~:lSun :ll:lIl:lUISBlj rod
WYO
II :l pnBq m
onbmo 0PUBT:lOSSB
:lUOIzqnpoUI Bun :llBZZIIIjn :llonA IS •
(q)
•
.,Ci-
(v)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• •
·tL. • •
•
•
r------•
•
• • • •
• )lSd-9T (q) a WVO-9T (v) lUOIZBIP1SO;)
Sl"t ""!.:1
Modulazione
di portante sinusoidale
con segnali numerici
Tab. 3.2 Codifica TCM 8-PSK. Bit da trasmettere
-SEMPIO
Bit trasmessi
Output del codificatore
Fase del segnale emesso
bi bi-1
bi-2
bi-4
0 0
0
0
000
0
0 0
0
1
UO
270
0
0
1
0
010
315°
0 0
1
1
100
225
0
1
0
0
001
180
0
1
0
1
111
90
0
1
1
0
011
135
0
1
1
1
101
45°
1 0
0
0
110
270
1 0
0
1
000
0
1 0
1
0
100
225
1 0
1
1
010
315
1 1
0
0
111
90
1 1
0
1
001
180
1
1
1
0
101
45°
1 1
1
1
011
135
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
3.2
fine di superare il problema costituito dalla ristrettezza della banda telefonica, sono state ':!ppate modulazioni TCM che per la propria complessita esulano da questa testo, rna di cui _ iamo dare un cenno. La raccomandazione ITU-T V.34 stabilisce 10 standard per modem _"800 e 33600 bit/s; tali frequenze di cifra sono raggiunte rispettivamente con velocita di gnalazione pari a 3000 e 3429 baud, utilizzando modulazioni TCM con costellazioni a 1408 .664 punti. L'efficienza spettrale, includendo il bit aggiuntivo Trellis e considerando l'occuone di banda pari alIa velocita di segnalazione, raggiunge i 10,7 bps/Hz. La velocita di _ tiOO bit/s e superata solo, sotto certe condizioni, dai modem V.90 e V.92, che potenzialmente vano a 56000 bit/s; tali standard, che si differenzianodalle tecniche sin qui esaminate, saranno nsiderati nel seguito del presente corso.
3.7
XDSL
~ tecnologie di tipo DSL (Digital Subscriber Line, linea di abbonato digitale), indicate _ he come XDSL (la X rappresenta una possibile lettera identificativa di una specifica ecnologia), sono state sviluppate per consentire l'accesso numerico ad alta velocita mediante doppino che connette ciascun utente telefonico alIa propria centrale locale. Grazie a tali ecniche l'utenza puo (0 potra) usufruire di servizi tipici delle reti a larga banda, quali la c.ffusione video a qualita standard, la videoconferenza ad alta qualita 0 l'accesso a Internet
65
-
--
-
UOU IAq~sods~p qB.l ''1SGV 0Il:mb Bp O::l~UOJ
'(!lOS~A~p) .I.d11nds opcaord 'Ll'£ '~g
'}'l
lSO\f
alllnlU~A~ llllllP :l (":l:la 'oroumr
'ljumll
y{S
'~uolZllAmlp UJ ~~un Ip azuosord Ip azuosard 'aUOISOllO:l) llaUn lllPP orais 0lll1P :lll1UOlZIPUO:lciuauiatroj QUOSJUOIZl1lSald a'l (z: 'IAlll1:ltpUl OIOS QUOSllll:lq111 Ul tll1P I alllolou:lal alPP all1lUaLUuads crcunmo lap nsnao V (1 ;}JON
I
j
1
ON
....
(ounsseru J?11:l0PA al lad £'0) v'l
S/llqW v£ S/llqW t'z-s'r
<,
VUllSSVUI VZUVJsJa
{1JJ].lqpvdUlo:J
(Ul)\)
SLOJ
iuiddop W'N
IS
1
I
IS
1
'1
ON
1
I
~'v
ON
st:
~'£
ON
I
S/llqW
S/llqW v£ S/llqW Z:~-£1
z
S/llqW
ll:lUlaUlUlIS l1:l11I:lUlUl!SV
I
nso
;}JV,I-Jlq
113111
;}UH-;}13U1S)
'lSaS ;}JV.I-1Jq
S/llqW Z
s/jlq){ Z1~
S/jlqW
1131H)
'lSaR NaSI) 'lsm
(SS:lp:llllldS 'lsav) :lIn 'lsav
S/ltqW 1
rrscv - S/IIq){ OV9
ifJ;}A)
'lSaA
nso
z
nsc S/llqW Z
ns« S/llq){ vv1
s/jlq){ tvl
8
s's
(ounsseru J?11:l0PA :ll lad ~'£) s's S/llqW v~'l
Ulv;}.IJsdn
;}apdvpv
;}JvN - 'lSa
s-s'r
JUJQUlUlifs'V)
'lSaV-lI
WV;}JJSUMOa
- 'lSaV
v13Olou:J;}L
'(S/l!qW 8-17 rp BlJq Ip nzuonborj Bun Bq oououmu O
II! qnnb ;)II
'laUl:lIUJ 11 OIUaUIl1llallo:l un ill rssnj] lap J?lt:llll:lUlUITSV 91'£ "!:I
99
Modulazione
di portante sinusoidale
67
con segnali numerici
Rete numerica a larga banda
Rete relefonica
altro che filtri passa-basso e passa-alto che indirizzano i ~assa-freqtlsnza,. e e in alta frequenza (ADSL) rispettivamente verso il terminale telefonico e verso il em a presenza el 0 splitter dal lato utente irnpone il ricablaggio interno alIa di abbonato, per fare in modo che il segnale ADSL raggiunga i terminali utilizzatori _ essi sono posti; per super are tale problema e in fase di sviluppo una tecnologia minata ADSL Splitterless che puo fare a meno degli splitter, semplificando in questo l'installazione di un accesso ADSL. Si noti che la connessione ADSL, non interferendo . normale traffico telefonico, puo essere attiva 24 ore su 24 e non richiedere quindi -- procedura di accesso ai servizi. tecnologia ADSL prevede due tecniche di modulazione distinte, denominate CAP erless AmplitudejPhase modulation, modulazione di ampiezza e fase a portante soppresSaf IT (Discrete Multi-Tone modulation, modulazione a multifrequenza discreta). La prima .almente pill diffusa, rna la seconda gode della standardizzazione ANSI-ETSI-ITU e, e di realizzazione pill complessa, appare come la tecnologia destinata a prevalere.
-odulazione CAP altro non e che una modulazione QAM a portante soppressa; la .-Jff--"Tl7aprincipale tra un modulatore QAM tradizionale e un modulatore CAP e che . ultimo costruisce la forma d'onda digitalmente e la trasmette in linea dopo una ersione DjA. In dipendenza dallo stato e dalla lunghezza della linea, un modulatore ntilizza da 4 a 512 stati della portante (2-9 bit per segnalazione). La banda di upstream ende da 25 a 160 kHz ed e quindi ben separata dalla banda fonica (300-3400 Hz); semplifica la realizzazione dei filtri per 10 splitting. La banda di downstream, pill estesa maggiore velocita di modulazione supportata, si estende da 240 kHz sino a circa Hz (nelle condizioni migliori). L'utilizzazione della spettro per sisterni CAP e raptata in fig. 3.18.
Fig. 3.17 Schema di utilizzo di un sistema ADSL.
Fig. 3.18 Utilizzazione della spettro nei sistemi CAP.
Fonia ADSL upstream 4
25
ADSL downstream 160
240
1500 f(kHz)
S/llqW ZQ'T = "'1 ~S/llqW 61'8 = P'1 :vJsodSTN 'ureansdn rp ;:J UlB;:JllSUMOP !P lssnu I;:JP BIJl:J Ip ozuonbaq ;:JI ;:JIBUlUll:ll:lQ 'wvb :lUOlzuIBU'il:lS aunosmo B llq 8 oitrouratpaur opUm:JOSSB 0101 Bll OUB:JlUnUlO:JlWQ-'lSQV uropour ;:JnQ
ca'if-
';)lO!l'anu ;)rUUl~:Jun B llBU'a;)SSBUOUOSOSS;):J:J~ U! l!q ! ;) ;):JS!nUIUl!possrqj OA!lBlgl I! "BPBl'agp IS glBUB:Jun ;)S .auotssnnsun BI ;)lUBmp nnunuoo ;)UO!ZBZZ!Ul!110 !P ossooord ~lBl ~~UO!SS!WSBllBHBp !snpsg ouos !lo!'a'agd 11BUB:J! criuom '(qBpBl'a~p OUgUl !lpnb 19d nnis ntd 'qBPB1'3~p md !lBUB:J! 19d llBlS OUgUl) OP!lBAgIBUB:Junosnto B oururoddo WVO nais !P Ol;)WnU un OlBU'agSSBgU;)!A;)UO!ZBlnIBA;)IBl !P ;)SBq Buns g 'N/S oiroddar ;) ;)UOlSlOlS!P Ip 1U!Wlgl U1 ;)lBUB:JUnJSBI:J Ip l?luoq BI BlBlnlBA gUglA ';)uo!SSnUSB1l BIPP O!Z!UI,HV
a
'O;);J,IPP ouotssarddos llIPP OldT;)ID1d
Oin: 'Jf!.:l
091
'II1II]:' ,, ,,,
,
, ,,
,
~
\'
(TjUUll;)z£) meansdn lSITv' (quau;)9S;Z) ~ll;JllSUMOp lSGV
·.twa (f)H
nnoisrs I;JU orncds OIl:!P :!UOlZllZZ!I'Hl ,
6l·t 'Jf!:I
'(oz'£ ''ag) ouosuoddarxos !S OSSgB ;)q:J OSSgWSB1lglBU'agSPP nnquiuoo I omxoou glBU'agSIBP ;)lBlp:JUB:J opqrssod ~ IIBnb !B g!ZB1'a 'O:JgJPP cuorssorddos !P !l!nJ1!:J Tp OUBPSS;):J;)U lWa WgpOW 1 ureansdn lP o illBg1lSUMOPIp ;)PUBq ~IPP ouorztsoddarxos BIPP BSnB:J B ~(6r£ ''ag) UlB;)llSUM.OP!P !lBUB:Jl£ mrud mp BlBzzTlqn BpUBq Bl gp!AlPUO:Jumansdn Ip lWa ;)IBU'a~SPP ornods O'l 'B:J!UOJBpUBq BIlBP orerados Ugq ~ 'lSaV oruods 01 OSB:Jorsonb U! gq:JUB ~zHJ"'J>1 B:J1!:JB OU!SzH)j" ~Z B:J1!:JBp gpUglSg !S WBg1lSUM.0PIp lWa ;)IBU'agSpp OlH;)ds o'l 'S/l!q)j" 09,.3 und ~ ;)jBUB:JUnJSB!:JEd ossnu OW!SSBWH BZU;)n'agsuo:J!P ~~l B Z np gl!qBI1BAgUO!ZBIBui!gS rod l!q !P oroumu un OlB!:JOSSB~ InJ pnBq){ 17 B WVO ;)lBu'agS un OSS;)UlSB1l~ ;)IBUB:J !u'30 OSl;)AB1HV'zH){ 17 B:J1!:JB uad BpUBq Tp BZzgqEIBI Bun ;)lU;)ABOUmSB!:J'!IBUB:J9~Z U! OS!A!ppnS~ ~I!ln ornods 01 'UlB;)llSUM.0PP BplBn'a!l oiuanb l;)d 'gU!'a!lOIp o:J!~;)wnu gIBU'a;)SP ;)l!n1lSO:J!l19d qB'ag1'a'aBoiusuraumroddo rod OUO'aUgAIlIS!nb:JB !ssnu TgUOlZ;):J!lU! ~Bzu;)nbg1J Ip gUO!S!A!PB ouotzrqdnjnur !P B:J!U:JglBun noo !lHB !lEBP ciucnraiuopuadrpm OSSgUlSB1l~ rpmb !gp OUnJSB!:J'UOUIW !ssnu !P OlBA;)lgOHOUl orournu UT O:J!l~UlnU ossnjj I! OUOp!ATP -pns lWa !W;)lS!S! ';)UO!SS!WSB1l!P OSl;)A UmSB!:J 19d gIBU'agS0IOEU!Sun orasn Tp ;):J;)AUI 111\10 89
Modulazione
di portante sinusoidale
con segnali numerici
Nelle modulazioni numeriche: la frequenza di cifra e sempre uguale alla velocita di modulazione. Jv.NfJoL-f: la frequenza di cifra puo essere maggiore della velocita di modulazione. la frequenza di cifra puo essere minore della velocita di modulazione.
-_-
la di la di
velocita di modulazione 2.
frequenza di cifra 10.
e pari
e pari
F
J
f
alla frequenza di cifra moltiplicata per una potenza
alla velocita di modulazione moltiplicata per una
L'efficienza spettrale rappresenta:
B
E
una valutazione della banda occupata dal segnale modulato. il rapporto tra la larghezza di banda del segnale modulato e la sua frequenza di cifra. una valutazione di quanti bit/s e possibile trasmettere per ogni hertz di banda occupata dal segnale modulato. il rapporto tra la frequenza di cifra del segnale modulato e la sua larghezza di banda. il rapporto tra la velocita di modulazione del segnale modulato e la sua larghezza di banda.
Completa Ie seguenti frasi. ., diI segna I'I biman su cana Ii diI tipo ~i\(~c:r-\i1.t\vn· a) L a trasmrssione n.7 '2'.1 fIChiIed e una operazione di modulazione che ne modifichi 10 spettro in modo da renderlo
compatibile con la banda disponibile. Uno dei casi in cui e richiesta tale modulazione e la trasmissione su linea telefonica, la cui banda passante si estende da ........ ?:,
1~.~
b) In una trasmissione numerica binaria possono verificarsi due tipi di errori: errore di So~1\.S~?:fI.1H val?re logico Od~bit ~iene interpret~to in modo alterato; errore di orrussione 0 di .\r.l:lE..tlL.. il ncevitore non nleva un bit trasmesso oppure ne inserisce uno non presente nel segnale ricevuto. La piccola probabilita, sempre presente, che si verifichino errori in ricezione, si traduce nel 1''£\''''').0 .I::>.l. della trasrnissione, definito dal numero di bit che mediamente sono ricevuti a livello errato rispetto al totale dei bit trasmessi. c) Lo schema di utilizzo di un sistema trasmissivo ADSL prevede sia dal lato centrale . d a I Iato utente Ia presenza diI diISPOSltIVI . . . d enommati .. SIa ~( ~ -v
69
;}UO!ZUPl
AD A0
AO
Apr"
°lUP.:) ~p UZU;}nb;}lJ uI ;} Uzz;}puum
uI OPUU~ZU;}P~A;} ouotzajnpour ~p ~l~:)0pA !P OH;}:)UO:)I! !:)s~pa
°Ul){ z !P ;}ZUUlS!P U oug Uluzzn9n ;}l;}SS;} ond 'tsov U:)~:);}lU'l (d °)lSV ullu crouodns ;}IU1H;}ds UZU;}~:)gp,un ul{ osej !P !lOIUA ;}np U xsa ;}uo!zulnpoUl U'l (p °)lSV ullu ouodsu uouodns ;}IUlH;}ds UZU;}~:)gPJPP !lOIUA OUO~U;}nO!S )lS~ ouorztqnpour uI UO;) (J °ZH/llq ~ nmsnn ~s ;}IUlH;}dsUZU;}~:)gP/1 (q O;}UOIZUlnpoUl~p ~l~:)°pA ond ;}IUU~;}Sun ~p U1Jq Ip uzucnban U'l (v
ullu ;}!un~n
;}l;}SS;}
°Ulsods~l UI opuUA~lOUl dS1vj 0
d.lda
ouos
~OIZUUll;}JJU
9u;}n'il;}s ;}! ;}S U:)~PUI
J IljlljSllll spueq
Ul
ornadg
(J)~
onrejnpour ;Jllluil;JS
Percezione del colore ibile definire un'immagine, in modo molto generale, come un'area in cui ogni punto arterizzato da una grandezza che chiamiamo colore, che corrisponde alla intensita spettro della radiazione e.m. emessa da quel punto. Per essere percepita dall'occhio 0, la radiazione emessa deve comprendere componenti armoniche aventi lunghezza i. compresa nell'intervallo 380 -'-780 nm, corrispondente all'intervallo di frequenza -90 '103 -i- 385 '103 GHz (si ricorda che la lunghezza d'onda e la frequenza sono legate nota relazione
f = ~ , dove c = 3 .108 m/s
e Ia velocita
della luce nel vuoto). Se la
e monocromatica, ovvero e costituita da una radiazione pura, a seconda della sua _ ezza d'onda viene percepita dall'occhio umana con un determinato colore, secondo . rrispondenza indicativa di fig. 4.1. Fig. 4.1 Corrispondenza indicativa tra lunghezza d'onda e colore .
.9
'i)
'0 .;;
.9
g
s F
'i)
0
'0
"0
:; 380
'"
"
0 o: co
0
Q)
o
::l
ill
430 460 490
"2 Q)
>
.2
'0
(3
.:;:'"
co
c;
560580 620
~ 0 0<:
~
.5
780
A. (nm)
F
F
, meccanismo fisiologico della generazione del colore e pill complesso della semplice iazione lunghezza d'onda-colore. Nella retina umana sono presenti due tipi di cellule trici, i cui nomi prendono origine dalla loro forma: i coni, responsabili della visione :"evato livello di luminosita e in particolare della generazione dei colori, e i bastoncelli, o pill sensibili dei coni e responsabili della visione a bassa luminosita. I bastoncelli -0 insensibili al colore, e cia spiega come mai quando l'illuminazione e scarsa gli oggetti aiono tutti pill 0 meno grigi anche se sono di diverso colore. I coni si dividono in tre ersi tipi, ciascuno responsabile della percezione di uno dei tre colori fondamentali, e cioe _ BLU, del VERDE e del ROSSO. In fig. 4.2 sono riportati i grafici di sensibilita dei ~ tipi di coni al variare della lunghezza d'onda. La stimolazione con luce monocromatica a 420 nm produce la massima risposta del !IDO tipo di coni, e la sensazione che si produce e quella di una luce blu; la stimolazione _ -30 nm produce il massimo di risposta del secondo tipo di coni, e la sensazione associata uella di luce verde; infine, per stimolazioni a lunghezza d'onda maggiore di circa 620 nm crevale il terzo tipo di coni, e la sensazione associata e di luce rossa. Una stimolazione _0
Jl Il;)U;)B qUlU;)WUPUOJ~10I0:) an I;)P nururos EI omoo nou IS ~UAq~ppU~S;)l~S UI rod ;)Suq 'P BW;)lPS oun onnrodu ;)U;)~A£'p ·B!.JBIPN 'l1!quZZ~IunSIA~lOI0:) IlHU lJ~ 'UZUUlSIPumxop UIIU'OUU~U;)nO ~S OSSOI;) ;)Pl;)A 'njq !P IUO~Z -EU~qWO:);)Sl;)A~P OSl;)AUlnU ;)WO:) !SO:) orm -OU1?1lOdIS ~OW1;)1.pSOIPP qU;)WW;) qU;)W;)I;) IlB ;)l::m~UIlsIp U ours uojoo U Al nun Ip orou = oon] tp nzuossv OWl;)l{:)SolIU o~l{:):)o,I;)lU~:)IAAU,TPu ;)lS!SUO:) EAqIppU IS;)lU!SBT craiuornuods rod ooqdtnas ntd OpOUl II ·vmnVJ.JJOS 7Sa]UlS !P upud !S ;) 'oosmtnunp Oll{:):)o,l ouO~Un!~BUl oqo ;)l{:)!lBW -OD nuouoduroo ;)II;)P oroumu I! 'qU;)qlOSSU czumsos qu;)w~~d I OPU;)SS;)'OSU:) opuooos pu :vamppv lSa]U1S Ip upud ~s ;) 'UlU;)WnU onp:)o.I ouo~um~~Ul ;)l{:);)l{:)qUUlOl:)nuouoduroo ;)IPP Ol;)WnU I! osnc ourrrd PN 'qulol0:) uuourstd ouuIO:)S;)Ul !S mo UI olpnb ;) ~:)nl OUUUlWOS UI OSB:)T~ an ;)UO!ZUIlS!PUT ;)lU!ZU;)P!A;);)A;)P !S 11010:) !;)P IS;)lUlS UII;)P Ol!qUlU,TPN
°BAljIPPB ISajUIS £"17 ""1.:1
'!1010:) U !UI1lUWUlT;)IPP U:)!UOln;)l;) ouorznpordu EIPP ;) ouorzrsmboajjop OdUlU:) pu ezuauodun ;)IUlU;)WBPUOJ!P ms ;)UOlZUlU;)S;)lddUl dTUl omoo OUl;)lP;)A ~umlUU UT !pqIS!A IlOIO:) ! uiru qUl;)U;)~ ouos ;)UOTZTsodUlO:) !nJ Ul ;)lUUTP;)Ul qUlU;)WUPUOj!1010:) en OUOlS!Sg:!lOIO:) I;)P VJ~tuOJ.J~J.] suoiztnusseuidiu Ul ;)~l;)lllg 'IUO:) !P odn unosmo Tp ;)UOlzuloUlqS lp ;)IUnlU;):)l;)d BUB osuq ~ ;)lU;)UlUl;)Idmo:) !l{B;)!ds !S UOU ;)1010:) (gp ;)UOIZUSU;)SBl ;)U;)qq;)S 'UrrU!B oon] !P ;)UOIZUSU;)Snun opuoonpord OSSOI PP ;) ;)Pl;)A PP !lI;):)UOlsuq I umSTW rred UTOU;)W 0 nrd UAlnU WU Og U ;)UOTZUI0UI!lSann orduroso rod .orsodtnoo ;)lOIo:) !P ;)UO!ZUSU;)S nun eonpord qU:)TPU!IloIUA !U UIP;)Wl;)lU! upuo,P UZZ;)l{BunlU
O~L
OOL
0~9
009
O~~
OO~
O~t
OOt
°maJUOjSBq lp rdu all lap BPUO,p Bzzaql!unl BIPP ouotzunj ill 1lllllq!suas l;"17 ""!:I
Immaginie trasduttori relativi
:.2
Sintesi sottrattiva
-aendo come colore complementare quello che si ottiene sottraendo dal bianco il colore _ si puo constatare che i rispettivi colori complementari di rosso, verde e blu, e cioe . magenta e giallo, costituiscono una base per la sintesi sottrattiva dei colori. Nella -A e riportato uno schema di base per la sintesi sottrattiva; si noti come la somma 're colori di base generi il nero.
3
cui
SI
Spazi di colore
tema che permette la rappresentazione dei colori sulla base di variabili numeriche aominato spazio di colore, dove il termine «spazio » si riferisce al fatto che dette variabili no essere rappresentate su assi cartesiani in modo da ottenere una rappresentazione Ie dei colori. La spazio di colore pili utilizzato e il sistema tricromico indica to dalla RGB, da Red (rosso), Green (verde) e Blue (blu); il suo successo e dovuto alIa stretta one esistente tra la rappresentazione RGB di un colore e il comportamento della . basato sulle percentuali di coni eccitati per ciascun colore primario. La fig. 4.5 resenta 10 spazio RGB, in cui Ie tre coordinate rappresentano rispettivarnente la per...lIe di rosso, verde e blu presente nel colore associato a ogni punta interno al cuba. - rvi che ai vertici del cuba sono presenti sia i colori fondamentali della sintesi additiva, _ elli della sintesi sottrattiva; lungo la diagonale principale, che rappresenta il luogo -unti can uguali componenti RGB, c'e la scala dei grigi. istema tricromico RGB e un buon madelIa per la sintesi additiva dei colori, e viene egato in tutti i dispositivi di output a colori in cui si sommano luci (schermi, proiettori, _ ella stampa, invece, vale la sintesi sottrattiva, per cui si utilizza uno spazio di colore minato CMY, da Cyan (ciano), Magenta e Yellow (giallo), ottenibile dalla fig. 4.5 .zndo l'origine delle coordinate sui bianco e posizionando gli assi sui tre colori CMY. ne il nero possa essere ottenuto come somma di ciano, magenta e giallo in proporzioni - che, risulta troppo dispendioso utilizzare i tre inchiostri insieme, per cui di fatto in . casi si usa il sistema quadricromico CMYK, dove la lettera K indica il nero. Data =colta di prevedere il risultato di una combinazione RGB a CMY, in ambito informatica ~ato 10 spazio di colore HSL, dove H sta per Hue (tinta a tonalita), S sta per ation (saturazione), e L sta per Lightness (luminosita); per saturazione si intende la ezza del colore (diminuire la saturazione corrisponde ad aggiungere bianco al colore).
senza di pigmento = bianco Ciano Giallo
Magenta
(0,1,1)
(1,0,1) I
: : Nero
I
/1
/
/ Bianco (1,1,1)
(o:~'~~~:t---__ Rosso / / / / Scala dei grigi
--
(1,0,0)
Giallo (1,1,0)
4.4 esi sottrattiva.
Fig. 4.5 Modello geometrico dello spazio RGB.
Verde (0,1,0)
73
':JI1:q~'a~pBl:JIDB:)O:Jp~A Bl :J :J1Bll'a~P Bl:JIDB:)OlOj Bl 'ootno l:JUUB:)_S 01 'XBj l! ouos aJJ ~lOSU:JS ns !lBSBq ~A!l~sods~p I 'BIDmn,ls:Jnb Ip :JIBIH:Jds :Juo~Z~SOdIDO:) BITBp :JlU:JID:JlU:Jpu:Jd~pUI Bsou~IDnl :JUO~ZB~PBlBIT:JP"?l!SU:JlU~,IlB:J:)S~'aB:JlOl:JAAO 'O:)!lBIDOl:)OU -OID ~ aJJ :JIOSU:JSun '~lBnHB OlBlS oIlY ':JlU:Jp~:)U~Bsou~IDnl :JUOIZB~PBl B1PP "?l~SU:JlU~BIlB J1BUO~ZlOdOld :JlU:JIDBH:Jl1P :JlU:J110:) Bun :JH:JID:J :JIP oxntsodstp un Ol:JAAO 'OpO~POlOj un JpUOdSUlO:) :J:)!llBID BIPP OlU:JID:JP umSB~:) Y 'O~:)Il!S~P d!IPOl:)~ID un ~P :J!:)!.Jl:Jdns BIlns Bl:J~q:) -;)B:)SB nsodsrp 'OllgIDOl:)~ID oqopmb !P OlBl UO:) '!lB1o'aUBH:Jl 0 rrarpanb !lU:JIDgp Ip :J:)~llBID Bp OlBZZ!lgHBIB:) ~ ossg 'ouotzunj BH:JP Bl !lU:JAB IA!l~sodSIP !:Jp :JlIBd lO~'a'aBID BIPP O:)IUOlH:JP o~q:):)o.r ~ (B:)~lB:) ~P OlU:JIDB!ddo:):)B pe oxursodsrp ':J:)~A:Ja p:JldnoJ :J'alBqJ)
aun
OJJ 11 '::llBl~'a~p ~ BSS!.J:Jlf!'aBID~ Ip arounpsnn un ~P mdmoj ::llmHB OlBlS OIlB 'o:)~'a0l -BUB 0lBIDIOj U~ BSS!.JgU~'aBIDID~,un ~P ::lUO!ZnpSBll BnB !nB !A!llsodsIP nnsrsc OUB!S :JU:Jqq::lS
1
1
iSH
g~lI
17"17
assg !U!~eWW! !P aUO!Z!S!nb3V
~·V·V
OJJ
'(!AISS:l:xms :l
11
5;6
sMopmM) :llO[O:l
!P
Ul)S:lm,,{
9'" 'J!:I
'(IUO!ZBUlquroo 901, L'91 ;;;:; vzl B OUOPUOdS!IIW omqtnre unosaro rod IlpATI 9~l = el) 11010:) !P ruotpur L'91 BIl Dun BuoIz:JI:JS IS iSH 0 HDll :JII::lSB:> :Jlpu troumu I :JlU:JIDBU:JIIP 0PU:JI:JSUl 0 :JsnOID II 0puBzZ!1 -Ilfl '(9''17 ''a!.J) iSH o HDll lUOIZBlU:>ns :J ~6 SMOPUlM Ip ourroqos olPP \ll
"[:'17
OldW3S3
Immaginie trasduttori relativi
-.4.2
uno 16,7 .106
75
Risoluzione
procedimento ideale che permette la conversione di un'immagine fissa in una sequenza it, gia descritto nella sua essenzialita nel vol. 1, par. 2.3.3, prevede il campionamento o spazio del quadro che forma l'immagine, ovvero la suddivisione del quadro stesso in reticolo a elementi rettangolari 0 quadrati denominati pixel; a tale proposito si faccia erimento alIa figura a livelli di grigio e al relativo reticolo rappresentati in fig. 4.7a e 4.7h. . gni elemento del reticolo viene quindi rappresentato da una stringa di bit, secondo la = ente procedura di base: - stabilito il numero n di bit che si intende assegnare a ciascun elemento, si ottiene la disponibilita di 2" diverse stringhe, a ciascuna delle quali e associato un diverso colore; - mediante un dispositivo di scansione, si codifica ogni elemento del reticolo con una particolare string a, in base al colore al quale l'elemento, nel suo insieme, si avvicma di pili (fig. 4.7c).
r----------------------------------I I I I I I
000 000 010 010
I I
000 000 010 OlD 000-000-0 I0-010-000 ... 110 110 000 000
I I
I
:
Scanner
110 110 000 000 I
~
J
Irnmagine
Reticolo
Codifica degli elementi
(a)
(b)
(c)
erie degli elementi codificati costituisce il segnale numerico che rappresenta l'immagine - =. 4.7d). Il numero di pixel per unita di lunghezza in cui e suddivisa l'immagine, sia in orizzontale ~ in verticale, determina la risoluzione della codifica, misurata comunemente in dots per Iz 0 dpi, ovvero punti per pollice (si ricorda che un pollice equivale a 2,54 cm). Se per esempio il reticolo e a elementi quadrati, con un numero di pixel per pollice pari a 300 in orizzontale sia in verticale, si dice che la risoluzione dell'immagine digitale e di _ x 300 dpi. Si noti che la densita dei pixel non necessariamente coincide con la densita .:.~glielementi di un sensore CCD, dato che in molti casi sono associati pili elementi del ~CD a un singolo pixel.
-.4.3
Fax G3
fax (abbreviazione di facsimile) e un dispositivo atto alIa trasmissione a distanza di znmagini fisse per mezzo della comune rete telefonica 0 della rete ISDN. La totalita dei .erminali che oggi operano su comune rete telefonica e di tipo numerico e appartiene alia categoria denominata Gruppo 3, 0 G3, le cui caratteristiche sono standardizzate dalle rae:omandazioni ITU-T T.4 e T.30. II trasduttore diretto, che trasforma l'immagine in una sequenza di bit, e di tipo monocromatico ed e basato su un CCD lineare sotto il quale - orre l'immagine da acquisire, illuminata da una sorgente di luce artificiale (fig. 4.8). II CCD, a 1728 elementi, e destinato alia scansione di una riga di lunghezza pari a 21,5 em,
8,46 pollici; la risoluzione orizzontale
e pertanto
pari a
~7::~ ,
200 dpi. La risoluzione
Fig. 4.7 Codifica numerica di un'immagine a Ire bit (otto livelli di grigio).
'UOI0:l
II
rouuaos oun rp OlU:lUlllUOlZUnj lp Oldl:lUUd
6"17 "J!:!
-arddnr ::ll1n ~::lSl::lA!P::lmlBUInjS {9I B:Jl!:J B onrcpuodsuroo 'l!q 17l rp BArSS::lldUIo:JiJ,WlOJ !p tnipuojcud Bun rod 'IIU}! oiuouoduroo BUn:lSB~:l rod ::lSl::lA~p::lmlBUInjS %l ouosuouo ~s 'l!q ono B ouos !10m1::lAUO:J ! ::lS '(6'17 'il!]) lIq U ~p BUBurq BilU!llS Bun U! OlU::lUI::lP OH::lP IBP BSS::lUI::l::llU::l110:l UIPP OII::lAH E ::llUUIIOjSUll U ::lP::lAAOld oqo 'G/V ::llOl!lI::lAUO:J un oiucscrd ~ G;);) I::lP OlU::lUI::lP Un:lSBI:l rp ::lIIUA V '::luriluUIUII,l US!A!ppnS ~ rno u~ [oxtd unosnto !P IID'M nuouodmoo ::lI ::llUA::lIIl ::lEq~ssod ~ G;);) qU::lUI::lp ::lll ::l IID'M OllPj un ::llUU~p::lUIoqc OUIU!Al::lSSO 'UmnmlS ::lIUl rp oitrcur pu cranuo BZU::lS ~(nlq 0 ::lpl::lA 'OSS01) U:JqBUlOl:l oiuauoduroo uloS ann UO:J G;);) pp 0lU::lUI::lI::l 0Ioilu~s ~uilo ::llUUO!SS::lldUI! !P UII::lnb ~ ::lUO!Zunj !n:l BI 'lID}! ~lHgOl:J!UI ~p ::ll::ll Bn!] ntm cmascrd ~ G;);) IU UlSod::llUV '::l~s~nb:lu up ::lUIilUUIUI~,IPP ::l~:Jgl::ldns uuns '::lUO~ZBU~UInmrp BPBdUIUI nun U aurotsm '::l110:lS ::lq:J ::llB::lUH G;);) un ns orasnq ~ 'BllB~d ::lSBqU 'osnjjrp nrd odn II '::lUIilBUIUI~,un !P !lOIO:J U ::lIUl!ilrp ouorzmuosardder Bun croucuo rp opulil U! oxnrsodstp un ~ '.IiJUUVJS oiucmcoqdurcs ntd 0 'OJ!JJo .IiJUUVJS 0'1
'q{::liln qooord !P UlUlOP UUIlS::ll nun up ::lIBUIIOU UlIU:l !P oqilo] un ns orazznrds ::lU::l!AOllSOIq:JU~.! OSB:J0PUO:l::lSpu 'orou ~ oradurais crosse OUOA::lp ::lq:J urad ::lI oPUUPIU:JSIl oreuorssordun ouora ::lIBI:l::lds BlIU:l !P O!IilOj un OSU:J OUI~ld I::lU 'onsorqour !P Oll::lil U oonnroi odn !P BdUIUlS rp oxutsodstp un cnrerpom U!luu!il!lO [oxtd rp eznonbos BI 'oinxcou ::lIuuil::lS pp ::lsuq uIIns 'orrnpordu B ::lP::lAAOld ::llU::lA::l:l!l ::lIUU!UI1::ll II '!PUO:J::lS!P UU~:l::lP::lq:lluub ump 17Y OlUUUOj ur BUIilud Bun !P ::lUOISS!UlSUllBI ~::lUO!ZU:l!U -nUIO:J BITBp uussaroun !IBUIUI1::ll rp mddoo UIPP ~l!IIq!Ssod ::lIPP BPUO:l::lSU 's/lrq 0017171 ::l 0017l an BS::lldUIO:l ~lr:lOpA mm U U:lIUOPPl B::lU!I ns USS::lUlSUll ::l BlUlOqBp tpnmb ::lU::l!A ::lUO!SUB:lSUI onrerpetu tnnuono U!lUli!q azuonbos U'1 'O:lUB~q ns oren ~ OlBdUIBlS oisoi un ~ ::lu~ilBUlUI!.II::lP ointrciuoo I! opuanb ::lrqBn::l:J:JB onru pp ulinsIl BUl '::lIU1::lU::lilU! IU~'ilUUIUI! ::ll rod ouotznpordu !P ~l!Iunb USIU:lS Bun UUIUI1::ll::lp oisonb 'oren 0 O:JUB!q ::lUIO:J [oxtd ~ilo ::llUllSril::ll U Ul!UIq !S UUI '::lurilBUIUI!.IPP O!il!lil !P !IpAq ! :;u '~lOIo:J ! :;u onbunp ::l:lSOU -O:JU uou £D XU] II 'O!lUIlUO:J OSB:J~ 0 outoo 'urlilos UlUU!UI1::ll::lP nun uodns OSS::l::lq:J OSB:J I::lU T ouroo OII::lA!I II araiardronn U ::lP::lAAOld ::lq:J onnano un ::lilumililUl G;)J pp qU::lUl::lp qilup ::lUO!SUU:lSuI oiuamp cmoosn ::lIBuil::ls II '::l:lqrod red ::l::lU!I OOl 0 OOT U:Jlq U onrcm -BAql::lds!l qU::lluA!nb::l '(iJuolzn10s!.1 v11v) Oll::l~l -noo rod ::l::lUIILL 0 tp.mpums iJUO!znlOS!.l) 01l::lUl9 -uoo rod ::l::lU!I ;'8£ U uad ::ll~SS::lond ::lIB:Jql::lA
°
'XllJ un UI :lUl1l11UmII,I!:lp :lUOISUll:lS
S"17 "J!:!
lmrnagini e trasduttori
77
relativi
azione, denominata true color (ccolore vero »), e sufficientemente fedele da generare .:::!IDagineelettronica in cui l'occhio non rileva transizioni irregolari di colore. Si deve _ .mgere che alcuni scanner utilizzano convertitori a 10 0 pili bit, offrendo una profondita ore di 30 0 pili bit; in ogni caso il software di scansione trasforma le informazioni site in un'immagine a 24 bit, rna la fedelta risulta superiore rispetto agli scanner che siscono direttamente a 24 bit. :...a densita degli elementi CCD determina la risoluzione orizzontale della scanner, mentre rrecisione dell'avanzamento del sensore determina quella verticale. Gli scanner commerffrono risoluzioni fino a 1200 dpi, mentre in campo profession ale si arriva a 5000 dpi. -olti casi vengono dichiarate risoluzioni «interpolate» superiori alIa risoluzione ottica scanner; in questa caso il software di scansione analizza il colore di ogni pixel realmente ito e determina una rappresentazione a risoluzione superiore basata sull'introduzione - iale di transizioni di colore tra i diversi punti dell'immagine.
- -.0
OCR
_ralmente uno scanner non distingue il contenuto dell'immagine da acquisire; se queama rappresenta un testa stampato, il risultato della scansione e un'immagine elettronica quale non si puo intervenire per modificare, 0, come si dice, «editare» il testa stesso. ttenere da una scansione un testa editabile e necessario utilizzare un software specifico OCR (Optical Character Recognition, riconoscimento ottico dei caratteri), in grado _.rarre il testa dall'immagine mediante il riconoscimento dei singoli caratteri (fig. 4.10).
- -.6
Fotocamera digitate
orocarnera digitale e un dispositivo in linea di principio identico alla macchina fotografica ionale, fatto salvo che la pellicola e sostituita da un CCD rettangolare i cui lati -0 dimensioni vicine al centimetro, dotato, come nella scanner a colori, di microfiltri
.....·scanO.bmp·
(orel OCR·TRACE
....
rapprcsenlati. oclJa maniera piiJ semplice. da zeri c uni a seconda cbe U pixel sin bilnC-Q0 nero. Gli scanner pill complt:S$i rappresen1NtO OC'1tipixel inveee ehe coo un solo bit. COD 24 bit, ovvero un nurnero decimal. fill 0 e 16 milioni . ogni pin! all"", rapl"""enta un (citm: ijo;elto tra J 6 millon; (""",'Q/ur). eta qualiJa dclfimmaaine quell. di una futognofu.. risuJlaIO eli questa digi:aJ;,....no"" c una matriee (tabella) di bit, dl;illllata I~tnlap. che puo ess ere visua!izz>Il. sullo scbermo. nwtipo!31a do al'positi wnw"", soIvar.t in un file, 0 quant'1lltro
n su~ nome complete e scanner ottico,
Esempio di programma OCR .
1iItl
risulrato della scansione
n suo nomecempletoi:sea .."er ottlco. ed < undi~PQliili.oellee in grade di ieruJ"'" ieso 0 immagini lIt;uopale f.lJ c.ana C Ir",brie in on fu:m.to che il computer ~ ill grado di ldiliz:z:u-e. U. scannor digil41iWJ una immagi •." 0"'''.0 di\'idt n fugJio di <411.i~ t.urti pic""li rettal1!!uli (pixel)
e
Fig. 4.10
n
ed e un dispositivo che e in grade di leggere testo immagini stampate su carta e tradurle in un formate che it computer e in grado di utiliu.are. 10
0
scanner digjtaJjWt una immagine, owero divide it foglic di carta in tanti piccoli rettangoli (pixel) rappresentati, nella maniera piu semplice. da zen e uni a seconda che it pixel sia bianco 0 nero. GIi scanner piu complessi rappresentano ogni pixel invece che con un solo bit. con 24 bit. owero un numero decimale Ira 0 e 16 milioni; ogni pixel aJlora rappresenta un colore scelto Ira 16 milioni (true color), e la qualita dell'immagine e quella di una fotografia n risultato di questa
testo editabile e trasportabile in word processor
(q)
(v)
'OATSTA;)PI OUIl;)q:lS
ollap
!IUI T
aUOIZlOdOld
nn (q)
~OATS[A
J (v)
OdUlU
n",.
£zz:)q'BunI
t
£zz:)H£
£
"Ii!.:!
(qIl't ''Blj) lUO~Z1OdOld:)1pu :)l£10'Bu£n:)l £Il:)nb ~ :)UO~Z£A1:)SSO £POWO:l ntd ~P :)u~'B£rn~,1 '£zu:)n'B:)suo:l ~P ~(vl1't ''Blj) .oz: eorro Ip :)I£:l~ll:)A osuos u~ :) .os: £:l1~:l ~P OA~S~A 0I0'Bu£ un £p ;)I£lUOZZ~IOosucs ~ ;)l£l~~PP DUOS~UOlSU:)W~P ~n:l :)I £:)IB,un ordoo OUBwn OA~S~A odurao E ;)IP £lIns~~ ':)UO~S~A UIlBP BlBSS:)I:)lU~B:)IB.II:)P -gmu:).I OI:)MO 'OA~S~A odurao I~ ~ OA~S~A;)I:)l UUI:)lS!Sun ~P OH;)'BOldI;)U OlUO:lrauoi :)A:)P~S ITIJ ~P B:l~'BoIO~Slj -gl:)~ldOld BPUO:l:)SBUn 'OPUO:l:)SIB rdumo 09 0 O~ ~P -gl~:l0pA £1 UO:l ~u~'B£rn~ :)I ouoonpordu :) ouoosrsmbou uonnpsan ~:)q:l :)IB:llj~u'il~S B BlS oqo I~'OPUO:l:)s~P09 0 o~B usd ~ 1 1 IA!S~A;)Pl!W:)lS~S~:)UolBz~lqn ouorzaradcs ~P odurai II 'OlU:)~AOUI ~P ¥l~nU~lUO:lBI £1:)U:)'B 'OIO:l:lld~ :)A~SS;):l:lns ~~'BBrnUIlan :)UO!ZUlBd:)s~P odtnoi I~:)IP OH£] E rod 'ouorznpordu ~TIJ£1 ':)sslj lU!'B£Wrn!!P ouorzrsmboa eptdar BIlns OlBSBq BZUBlSlP£ O:)P!A:)uo~sS~WS£ll!P BW:)lS~S nn :)IBll:)'BOld :)Eq!ssod rpumb BHns~~ 'OPUO:l;)SIB 1~'BBrnW! Ot ~P ~O~:l:) 'B~ddop ou:)rnlB szuanborj mm U~IBSS:):l:)U ~ '£A!Ss:):l:lns£1 o :)U~'BuU1U1~,un an o!nq PP :)UO!Z£PA~IBIlB omxop '(.IiJ)/J!l.n omvf.mfs 01 oruumrqo rod anuour 'OlU:)W!AOWPP :)uo!snm,I UI:)U:)'B!S 'OPUO:l:)s1£ ~P ~ ~U!'B£WW!:)IPP azrronborj £1 :)S 'OlU;)UIlAOUI!P 12l!n~lUO:l £Il:)P :)uo~snm,l ounum O!q:l:l0.Ipu :)IBl:)U:)'B ond ~ur'B£rnw~ !P :)UO!ss:):l:lnsBp!dUI Bun :)q:l B:llJ!U'B~S oisonb
, OZ ousuqa
.opuooos ~P °lZ £:l1!:l £ und oduroi un rod B~l:)l £Uns :)UBWI:)d:)u~'B£rn~,I ':):lS!U£AS;)lU:)UIUS -IAA01dw! :)q:l £sou~UInI :)U!'BBww~,un ap UlUUO!SS;)ldrnl:)U:)IAOU£UIn o~q:l:lO,IPP £Uq:)I £1 opu£no '£Uq;)l £Hns ;)~'BBUIUI!,H;)P£zU:)lS~SI:)d£IPP ou:)rnou:)] E o'Bonl omud u~ !TIJ an 'ounum Olq:l:lO.IPP :)q:l~'B0IOlSlj-gl:)~Id01d:)UTIJI£pu !SlBll£P£ OUOA:)Poiuotmxour ~ ~~'BBWUI! ;)IPP ouorznpordu £I :) £:l!UOIH:)P ouorznpsan B'] 'qm:lOss£ :)SS:)£ !uons !:)P o OlU:)~A -our u~ ~u!'B£rn~ :)IPP £ZU£lS!P £ :)uo~SS~WSUllBI onouusd :)q:l £w:)lSIS IT ~ iJuo!S!aiJ!iJ1£']
':)IBUO~~PBIl anrqo -:lUW uurtuoun !P TH;)A!1 ~B 0PU£U!:l~MB :)lU:)WBA~SS:)I'B01d BlS !S :)q:l ':)u!'BBrn~,H;)p -glTIBnb BI rod ':)lu:)rnlulTIl£U ':) :)1010:l !P ¥l~PUO]Old BI rod ';)EqlUOdsTp £UOW:)W !P -gl9umb £1 rod '(ns ur pX!d 0817 x 0179 £p £A rs) oirsmboe !u!'Bu~ ;)1PP ;)uolznlosll BI rod oU£~ZU:)l:)]]~P!S !I£l!'B!P:)q:lljBl'BolOJ;)urq:l:lBW ;)'] ':)IOSU:)SPP qU:)UI:)P !1'B:)P:)UBA£ a/v uomroxuoo o HO~
Immagini e trasduttori
relativi
79
e infatti la proporzione fra i lati della schermo televisivo tradizionale, mentre alcuni . . hi I . 16 .. .. Ir 2,35 d III rece~tI apparecc 1propongono a proporzione 9' piu vicma a torrnato -1- a ottato .smpo cmematografico. .n'ultima importante proprieta fisiologica e l'acuita visiva, ovvero il potere che ha hio di vedere distintamente e separati due punti 0 due linee vicinissimi. Poiche la .xluzione video a distanza e basata sulla scansione e riproduzione delle immagini per _:!. e necessario tenere conto dell'acuita visiva per determinare il numero minimo di ee in cui e possibile suddividere l'immagine senza che si perda l'impressione di continuita, un occhio normale affinche due punti siano percepiti come separati occorre che le due .~ che Ii uniscono al centro del cristallino formino un angolo non inferiore a circa 610 grado. Sulla base di tale stima, ipotizzando una distanza minima di osservazione pari a cinque 'e la base dell'immagine, si puo fissare il numero di linee in cui scomporre l'immagine .::.za perdita di definizione. Con riferimento alla fig. 4.12, in cui e rappresentato un triangolo .angolo in cui DB e la distanza dell'osservatore dallo schermo e AB corrisponde al o dettaglio visibile, si ha AB
1
= DBtan-60°'= 20·0 291'10-4 = 582.103 ,
[4.1]
Fig. 4.12 Determinazione del numero minimo di righe del quadro.
20
o
rapporto tra l'altezza del quadro, posta pari a 3, e il dettaglio AB fornisce il numero -nnumo di righe N in cui e possibile suddividere il quadro: N=
3 = 515 582 , .10-3
[4.2]
In Europa il numero di linee per quadro della TV tradizionale, salvo poche eccezioni che
non interessano l'ltalia,
e pari
a 625; negli USA il numero di linee
e di
525.
4.5.2 Telecamera in bjn La ripresa in bianco e nero e basata sull'esplorazione per !inee, mediante un fascio elettronico, di un target fotosensibile 0 fotoconduttore suI quale e focalizzata l'immagine (fig. 4.13), in modo tale da fare scorrere in una resistenza una corrente variabile con l'intensita luminosa dell'immagine punto per punto.
orpnnb
un ~p
ouotztsrnbouj
O~ Ip crdurcs 'oduroi I °
prepums
0ll::lU opuooos
opuooos
::lU::l!H0 ~s opom un Ul ::l °
IBl uI °UBd ::lqilu ::ll OUB10lds::l IS
'orpnnb
PP
rp O~ B ued 'oduroi ounrd
UBdsIP ° °
'opuooos
::lqilu ::ll OUB10lds::l IS °
~p
'oodorno
un Ul 'B:)lU:)::ll ::lIBl ::llUB~P::lW °VJV!JJVllv.I
T -aJU! aUO!SUVJS BIPP B:)~U:)::llB[ oUBzZlgln ~AIS~A::lPlIW::llS~SI '::llU::l~:)YJns orpnnb pp qS::ll]al ~P Bzu::lnb::llJ Bun ::llU::lWB::lUB10dW::llUO:)0PUBlTI:JISSB O::lpIA ::lUO~ZBmloJuq ::llBl~[ Ip ::luy IV
!UO.nl:lP rp OlJSllJ pp :lUO!ZllZZl[llJOJ o :lUOIZlll:l[QJJll':lUO!ZlllQUQD
:lUO!ZllZZ![IlJOl :lUOlSS:llJ:lp tp autqoq !p llU!qOg
-
rp
°uo:llqWTI[d[:lp lllTIjjTIllS
"l""
"1I!:I
°Bnu9uo:) oruouodmoo BI BU~W~P oqo ::llOlBSU::lPUO:)un ::ll~WBll OlB~::l1 -ord ::lU::lIA::lq:) 'O::lPIA ::l[Buil::ls ouaiuosorddar ::lq:) ::lUO~SU::llIp ~UO~ZB~lBA::l[PP opuoonpord 'BUl::llS::l BZU::llS~S::llBun BS1::lABlllB ::llU::lllO:) ::lIBl 'orund [onb Ul ::lU~ilBW~.IPP ~l!SOU~lUn[ BnB ::lIBUO!ZlOdOld '::lIBuil::lS !P nnserd BI ::lilumililBl ::l l::lillBl I! BS1::lABlllB ::lq:J 'oiuorroo Bun oonpord ~UOlll::ll::lIp O!:)SBJ I! '::l::lU!ll::ld l::lillBl PP ::lUO~ZBlOldS::l!P OlU::l~AOm ons pu onnnrod ~BlBZZqB:)OJ OSS::l!P ns ::lUlilBWUll,IPP BSOU!IDnl ~lISU::llUl BnB ::lIBUO!ZlOdold Olund ons !uilo Ul ~l!A!llnpuo:) Bun araiuosard Ip ~l::l!ldOld B[ Bq pillBl II O!UOm::lp ~P O~:)SBJ[I ::lll::lW::l::lq:) 0P01B:) IB onodsu A 017 B:)lP B oisod 'azvu'3as !P tuistnd 0lBU!WOU::lP oiuoredsan ::l O:)mBl::lW orans oun ~ !A l::lillBl I! ::l oqnl PP ::l[1!lU01J Oll::lA I! Bll °U - ! - d o!ililBilOlP B oqurord Ip OP!SSOuom ~P ::llOnnpuo:)olOJ orans ojdtn un Bp onrunsoo 'l::lillBl [I o 'ODSBJ [op ::lUO!ZBZZ!IB:J -OJ ::l ::lUO!SS::lU::lPBnB B1BUllS::lP ::lUO!Z::lSBun 'OlBZZ![B:J0J ::l OlBl::lP:):)B !UOln::lp !P OI:)SBJ un !P ::lUO!ZB1::lU::lilB[ ~ ::luo!zunJ !n:J B[ ::lUO!Z::lSBun ::llBnp!AIpU! ouossod ~S ::lAO 'BlTIHTIllS nns B[ mucscrddar 171°17 oily BI .osnjnp nrd I! ~ uotnquoud [I 'nsardu Bp !qnl IS1::lA!P ! Bll
r.
°:lmllllWUTI,Un Ip QUOlSUllJSll[PP
OJIUO.nl:l[:l°ll:lUu:ld PP OlU:lWIAOW
OlllJljl[dw:ls llW:lqJS
&l'" 'If!:!
Immagini e trasduttori relativi
81
· 25 1 di1 secon d0; pertanto 1· eto III 'Ill1
L
==.zione video consiste in 25 quadri eti al secondo, che pen) sono pre:J alla visione sotto forma di 50 sedri al secondo, in modo tale da lire 10 sfarfallio dell'immagine. In fig. - ~ rappresentato 10 schema di analisi roduzione interallacciata di 625 ri..o standard americano, a differenza _~llo europeo, prevede una frequenza _ resh di 60 semiquadri al secondo.
.
.
2: 625esuna nga
c. -------
_
1
_
--
-_~ '" - __
3 -,
.:'"
-- 4 5
_
., ,
L----~~=~~~:::~~~~~~--6
,
1
.
'I
.1'.
------------. 1
, ,
I-=~=~~::;~==::::=====~~-I, 1 =~=======:_~.=====~~-= = = === = = = =::::=~~~~~~- -
--==== --==::::--
1
622 623
··8
tere ricostruire fedelmente l'immagine ripresa dalla telecamera e necessario che il e video comprenda Ie frequenze che vanno dalla continua (immagine tutta bianca .~ nera) fino a una frequenza massima che corrisponde ad alternanza di bianco e di con la massima definizione dell'immagine. Ipotizzando per un calcolo di massima un ero di linee pari a 600 e imponendo la massima definizione pari alia dimensione della = Ia linea, immaginando di riprendere una scacchiera di 800 x 600 quadretti (viste Ie valutare la frequenza dell'onda quadra determinata
a tale scansione. II numero di quadretti dell'immagine e pari a 800 x 600 = 480000; plicando tale valore per il numero di quadri al secondo si ottiene il numero dei periodi al secondo dell'onda quadra, il cui numero di cicli al secondo vale pertanto
f = 480000· 25 = 6 MHz 2
[4.3J
siderando una riduzione del valore reale della definizione dell'immagine, e state fissato valore massimo della banda occupata da un segnale video sia di 5 MHz. II segnale composito e un segnale nel quale l'informazione sulla immagine e contenuta in negativo vello minima corrisponde in bianco, mentre al livello massimo corrisponde in nero); comprende, oltre all'informazione vera e propria, I'insieme dei segnali necessari alIa ronizzazione della riproduzione. Senza entrare nei dettagli di tale aspetto, ci limiteremo egnalare la presenza dei segnali di fme riga, che impongono al televisore di cambiare .xr-: cosi come dei segnali di fine quadro, che informano l'apparecchio televisivo dell'inizio ..m nuovo semiquadro. I segnali di sincronismo sono distinguibili dal segnale video in nto quest' ultimo non puo andare oltre al 70% dell'ampiezza massima del segnale, tre i segnali di sincronismo hanno ampiezza che raggiunge il massimo livello del segnale - == 4.16). j
624 D
Segnale video in bin
e possibile
620 621
-- i ------------------.~
_ rzioni ; del quadro)
618 619
1
1
. . 2:1 625eslma nga
=
2
Fig. 4.15 Schema di analisi o riproduzione interallacciata.
·TlOI0:J Il ssardu III lad ordiouud Ip IlUlaq:JS n"t> "~!:I
~U!'illHum~,nUp;llU~~U~AOldasourumj ~UO~ZU~pUl U'1 ·us~ld~l ~U!'ilum~,n~p ~UOTSS~mSUll UI1~d OlUnOpU rod ~U~~A~t{:) OA~S~A~I~l Um~lS~SIUP cnrcpuodrpm UllnS~l ~t{:) '~1010:)U ul~mU:)~pl UIPP 0lU;:lmUUOTZUnj ~p otdtouud IT U1lSnm L 1"1> ·ily U'1 ·UZ1~lUI OpU;:ln~ml ';:l:)nl UIPP aO"H nucuoduroo an ~IPP ~np ;:llUSSUdlU~:)SUI~P 0pulil U~ ~IU~:)y~l1U ~:)~Ol:)~P npoods ~1~n1lS0:) ;:lI~q~ssod3. ·qulOI0:) ;:llU;:lm~lU~l~JJ~P oummsu ~:)SUj~np ~ 'u:)uu~q ~ ;:llU;:lp~:)U~ ;:l:)nlUI ~S '9~:)U ~11l0 'oprom ~A ;:It{:);:l:)nl ~p O~:)SUjl~ mddops ~t{:) ';:llU;:lilUUlj~l~q orqooods ;:llUI0:)~l1udun ~ 0:)J01:)~p orqooods OUD p~O.I.J~p !'1x)ads !lil~p ~l;:l~ld01d ~l uzz~rqn uOlo:) U ul;:lmu:)~pl u'1
.3HD ~ 3HA rod
ZHW 8 ~ L U omcuraxtucdsu rrad ~ ~luuu:) top UZZ~t{illUIul anuour 'zHW ~Z;'9 uad apueq ~p UZZ~t{illUI~p azucnborjotpar U ~IUuil;:lsun ouotuo ~s 'ouons pp upuuq ~p cuotzadnoooj opunmoserj, ·W3 orpnr ~luuil~s ~u oilolUUU ouru pp opom U!' UZU;:lnb;:llju~ olulnpom ~ o~pnu ;:lluuil;:ls IT ~ 'zHW U usd ~ O~p~Aulpnb up o~pnu ciumrod uIPP UZUUlS~pu'1 ·zHW ~L'O U und nssarddos ciuouqarzred upuuq Ull;:lPUZZ;:lqillUInun uoo 'oirsodtnoo O~PTA ~luuil;:ls PP aSA-WV ouorzrqnpour ul opoxord uqun u~ 0lUnOpU OA~S~A~PlP1UPUUlS0'1
ss
O:JUB!qlap 0llaAq - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - %0 I
orou pp 0llaA!I - - - - - - - - -
- %OL - %001 (1)~
-onsoduroo oaplA allluilas 91"t> "~!:I
lrnmagini e trasduttori
relativi
raversa un obiettivo, che la concentra su un sistema di due specchi dicroici, l'uno riflettente - il blu e l'altro per il rosso. In tal modo si ottengono tre canali RGB distinti, i quali po aver attraversato i filtri di correzione sono inviati ad altrettanti tubi da ripresa bicon. I tre segnali di uscita dei plumbicon sono poi elaborati, in maniera diversa : vari standard, per otten ere un unico segnale video a colori.
- 5.6 Segnale video a colori
=
sistema televisivo a colori deve potersi adattare al sistema in bin preesistente; questa pifica che un televisore in bin deve poter ricevere un segnale a colori, cosi come un evisore a colori deve essere in grado di riprodurre un segnale in bin. Al fine di assicurare compatibilita con il bin, i tre segnali RGB della telecamera a colori devono essere lati in modo tale da ottenere un segnale, detto di luminanza, equivalente a quello che zvrebbe riprendendo le stesse immagini con una telecamera in bin; Ie informazioni agrive, riguardanti la colorazione delle immagini, sono contenute in ulteriori segnali detti _ ominanza. Oltre a cia, la larghezza di banda del segnale a colori deve essere identica ___ ella in bin, devono essere usate le identiche tecniche di modulazione, e le componenti zrominanza devono essere tali da non disturbare la riproduzione nei te1evisori in bin. La miscelazione dei segnali RGB deve tenere conto della sensibilita dell'occhio alle tre ponenti, cosa che risulta essere pari rispettivamente allo 0,47, allo 0,93 e allo 0,17 della sima sensibilita, corrispondente a un colore tra il verde e il rosso. Pertanto i tre colori ono essere miscelati nelle dovute proporzioni per ottenere il segnale di luminanza. Tenuto - 0 che si ha 0,47 + 0,93 + 0,17 = 1,57, al fine di ottenere un segnale pari a 1 nella .azione di massimo livello dei tre segnali R, G e B, il segnale di luminanza Y puo essere in funzione di questi ultimi come Y= ~'~~R+ ~'~~V+ ~'~~B=0,30R+O,59V+O,llB
,
,
,
[4.4J
componenti di crominanza sono espresse invece dalle difJerenze di colore, ottenute sotendo da ciascun segnale di colore il segnale di luminanza: - Y per il colore rosso - Y per il colore verde - Y per il colore blu ~ riprodurre un'immagine a colori e sufficiente che siano trasmessi solo due dei segnali .erenza di colore, dato che il terzo puo essere estratto dai primi due. Essendo infatti = 0,30Y + 0,59 Y + 0,11 Y, sottraendo membro a membro tale espressione dalla [4.4J si ene 0= 0,30(R - Y) + 0,59(V - Y) + 0,11 (B - Y)
[4.5J
cui puo essere ricavato, per esempio, V - Y in funzione di R - Y e B - Y ~9(V - Y) = -0,30(R
- Y) - 0,11 (B - Y)
=>
V - Y = - 0,51 (R - Y) - 0,19(B - Y)
[4.6J
n sistema di trasrnissione PAL (Phase Alternation Line), adottato in Italia, impiega per trasmissione della crominanza i segnali differenza di colore ridotti Cu = 0,493 (B - Y) Cy = 0,887 (R - Y) - .-
[4.7J
_e due componenti Cu e Cy modulano in quadratura di fase (ovvero una modula con rtante cos wpt e l'altra con portante sen wpt) una sottoportante colore, determinando un
83
~z:
I
~z:
r_
O~ O~
OOP OPZ:
:lUOIZBljSI'il:llO:lPIA
09
OE
OPZ: ~Z:11
(SHA Jddns) SHAS
:lUOIZBljSI'il:llO:lP!
A
I
09
OE
:lUOIZBljS!'il:llO:lPIA
O~
~z:
O~
~z:
~Z:9 ~Z:9
~z:~
']Vd
(UidlSt\S aUioH OiJP1A 7Vcl) SHA
']Vd
(UI;nst\S aUioH oap!A :JS.LN) SHA
auoddurrj
:)Sl.N
(UO!SIAa/a.L UOplulfaa !film)
'B:m:lruv
Al.GH
i
09
OE
B1ssn}f ':lIBjU:lUO Bdom3:,lI:lp
oired
(aJ!oUl?W
v /al1uan03.S)
'B1:lUB1.,(
:lIBjU:lPI:l:lO Bdom3:,IPP
;JjlBd
WV:)3:S
(aun
uOl1vUJallV asvl.fcl) iVd
:luoddBiD
'B:lU:llIlV
(aan!UlulO:J walst\S uOls!aa/a.L /VU011VN) :)Sl.N
~ opuoJas IV !lPVnO
opuooes IV upimbnuss;
dl.fil!A OJaUinN
pAVpUV1S
!UO!ZVN
I -':·17 ·qe,L
'1:l1'il0IBUB IAISIA:lPl plBpUB1S
ntd !1010:) I"P 'q1l1 uI
'~snJP'p I~OlllUll plllpU1l1S ~I~gp !11l1UgUIllpuoJ gq:)IlS~lgn1l11l:) gl glllZZIlllUIgq:)s ouos
'(0
1l
1l 1l1S0d 'gllldI:)uud
iuairod 1lllgp azuonbarj 1l111lglUgJ~l OUOS ozusnborj gO llqllH u~ oranopn plllpU1l1S 0Ipu 010:) 1l OA~S~AgIg1glllUll:) un ~p omuoiuoo I! 011l1UgSg1dd1l1 ~ 8I'P '~IJ til 'g1OIO:) orumrod oqomomrn ~P mcqoosd I oreuorzrsod opqrssod ~ 1l ornods oun 1l1UgSg1d
-onos
1llPP
cuorznjnpour
'11mb r o nua
1l111lPonopord
~lgqII ~nllA1g1U~ nuosord OUOS ~lllnb ~ 1111 'uioqooad
J11sodUIO:) Ogp~A gIllU~gS I~ gq:) 011llJ Ins -!Wnl Ip ;)IllU~gS IllP
zuonbo.lj!p
nradnooo
asnq
IS gpUllq
gngp
01U;)Ulll~:)::m{1g1u~:1 'llZUllU
llpUllQ 1l111lglU;)UIllUlg1U~ 011l:)01l1l crasso
opuvq o]]oP 01UoUlV!:J:JV/.Io1Ul,IPP
ll:)~U:);)l llIJll ;)IZ1l1~
ond '(Zu!avo/-.Io1U!)
'oqo
OllllnpOUl
;)IllU~gS
'(OUBlJllll plBpUB1S)
O~'~ ~L'<; I
<;L'9
1l0Im
Ev'v-
(9'EI (1'(-
00'<; I
B
OAISIA:lPl
00'0
:lIBUB:l PP ;Jlp!lSP:lllB1B:)
8t·,. ·li!:f BZUBUllIl010!P BpUBH
0
oipnn onrauod .ad :l10100 :J1UBllOdollOS .ods
azusurum] !P :J1UBjJod :jd
(P'V - ------1
ods t-----zHW .._------Ild ---------zHW
zHW s's --------
....~---I ZHW sz't:
[d
1
L-------------1
1--------------ZHW8-------------
178
Immagini e trasduttori
6
85
relativi
Visualizzazione
3.1 Cinescopio in
bin
escopio in bin e un tuba a raggi catodici, 0 CRT (Catode Ray Tube), in grado di nvertire in immagini il segnale video di luminanza. E costituito, come visibile in fig. . da un'ampolla di vetro ad alto vuoto che termina da un lato con una superficie ngolare denominata schermo, e dall'altro con un collo cilindrico di piccolo diametro, terno del quale e collocato un cannone elettronico, la cui funzione consiste nel generare a cio di elettroni accelerati e focalizzati, che opportunamente deflessi verso 10 schermo ucono in esso l'immagine. Lo schermo, Ie cui dimensioni sono indicate dalla lunghezza della diagonale in pollici, coperto nella faccia interna da sostanze fluorescenti denominate impropriamente fosfori, che, analogamente al fosforo, hanno la proprieta di illuminarsi quando vengono bomcare da un fascia di elettroni di adeguata energia; la durata di tale illuminazione e di ~ inferiore a
;5
di secondo, corrispondente al tempo con il quale si alternano Ie immagini.
erro esterno e tale da ridurre la riflessione della luce ambientale, al fine di ottenere un to contrasto dell'immagine. Gli elettroni del pennello elettronico prodotto dal cannone, rendo 10 schermo causano, oltre alIa fluorescenza, l'emissione di elettroni i quali tendono rmare una nube che modifica il cammino del pennello elettronico; per evitare tale nveniente, si provvede a depositare sulla superficie intern a del bulbo un sottile strato _ afite conduttrice (aquadag) che, essendo connesso alIa Extra Alta Tensione (EAT) che enta il cannone, funge da raccolta delle cariche. II potenziale della EAT, dell'ordine .0 kV, raggiunge 10 strato di grafite tramite un contatto metallico che attraversa il o (bottone anodico). fascio genera to dal cannone elettronico deve essere deflesso in orizzontale e in verticale, odo che possa esplorare 10 schermo secondo una successione di righe dall'alto verso - so, ricalcando fedelmente la scansione interallacciata eseguita dalla telecamera; affinche - rmi l'immagine sullo schermo, il segnale video di luminanza, agendo su una griglia annone, modula la quantita di eJettroni emessi, in modo tale da generare in ciascun - 0 della schermo il corretto livello di luminosita. II sistema di deflessione utilizzato nei ~scopi e di tipo elettromagnetico; esso e ottenuto disponendo esternamente al colla del scopio, all'inizio della parte a imbuto, due coppie di bobine, che provvedono rispettiente alla deflessione orizzontale e verticale del fascio essendo pilotate da segnali a dente sega, i quali a lora volta sono generati sulla base dei segnali di sincronismo presenti _ segnale video composito. L'insieme delle due coppie di bobine, di un anello ferroma30
25
25 30
Fig. 4.19 Cinescopio in b/n.
IlJ~lpSIlW
"lllIlJOJ 1l1~qJSlllU
IlIPP
~uO!zund
tZ",.
"1I!.::1
0(1Z"17 O~!J)OW1:lq:JSolPP BUOZBSS:llSBlpu OUO~l:lAUO:J:lq:J m:luu:ld :l11 l:lp qUOlJUO:J U 010JSOJ !P orans OUmSB1:JB Bp!n~ rp :lUOlZUnJB[ :l~[OAS:lq:J B:Jl([Bl:lWB1B1OJB1:lq:JSBW un 'OU11:lq:JSOIlBP BZUB1S!PB[0:J:J1dB 'otdoosouto PP ouroiurjje :lUOd1:l1Ul!S 'BZU:ll:ldwo:J rns !P orans ol q!:J:J:l 0:J~U01n:lp 0Il:lUu:ld UmSB!:J 9q-;,uillV ":lU!~BWUI!.[PP !1O[O:J! orund !lB1:lU:l~ OUB!S'BAq!PPB !S:llUlS rod ':lq:J OpOUI U! 'OUI1:lq:JSoIlns OlBZZ!lB:Joluoq -lU:l:JS:l10nu 01Bl1S omcpuodsuroo un ns onnosuro OUOp~:JUlqSBJ ! ~BZUBUlUJ01:J o BZUBU!UJ
.:Jd oiund
-Il[ !P ![BU~:lS!BP BnB11S:l ':lU!~BUIU1!,lPP 8D"M oiusuoduroo Bun up 1?PSU:l1UlU! olBlnpoUI un:JSB!:J'1:J[u01n:lp l:JSBJ!luqS!P :l11!P BZU:lS:l1dBIlns BSBq!S OlU:lUIBUO!ZunJons II "OJ!UlOolJ!.lJ OlBU!UIOU:lP? PO[O:J B !U!~BUJUII:lIl:lP ouorznpordu B[ onouncd :lq:J oxnrsodstp II IdOJSiJUp
"O:J!UOln:lp O!:JSBJIns :llUBp!n~ :lUO!ZB S Bl o :lU01SS:lU:lP1p 0~0l~ un B1U:lS:l1ddB1OZ017 "~!J WI °iJUO!SSiJlfiJp !P 0:301:3 I! oosmms o ':lUO!ZBUI1OPPBIPP :lUOlZ:l110:JB[ :l BJn1B11U:l;'Bl rod !IBUO!Z!PPB!l:lU~BUI !P :l O:J!NU~
~Jll1UOZZUO ~UO!SS~UlJ tp IlUTqOS:
~IUJTll~A ~UOISS~UTltp UU!qos:
"~UO!SS~U~p lp OilOlil ~ OJTUOln~l~ ~UOUUIlJ
OZ"" "1I!.:1
98
-~
---~~------
-------------------------_---------
lrnmaginie trasduttori relativi
87
cinescopi tricromici detti a mascherajessurata, dalla forma delle aperture della maschera, o soppiantato i modelli a maschera forata, cosi denominati per la maschera a fori .ari; tra i primi si distinguono i due tipi Trinitron, presentato dalla Sony nel 1968, cision In Line (PIL), presentato dalla RCA nel 1972. inescopio Trinitron utilizza una maschera a fessure continue verticali (Aperture Grille), orne i fosfori sono a linee continue verticali (fig. 4.22a); il cinescopio PIL utilizza ce una maschera a segmenti (Slot Mask), e i fosfori sono depositati a segmenti sfalsati ":'.22b).
I
I
;
!
,
,
(a)
I
!
¢one, co~ e la sua
(b)
cinescopio ~.ciascuno hiali di lu~orescente punto per ate di sua ermo, una fosforo nei ~.21).
Maschera
Schenno
- ~.3 Monitor per personal computer zaonitor a CRT per personal computer funzionano in modo analogo ai cinescopi televisivi colori, pur differendo da questi per alcune caratteristiche. In primo luogo non viene .azzata la scansione interallacciata perche fastidiosa nella visione da breve distanza. In . rondo luogo la frequenza di refresh (numero di quadri generati in un secondo), che nde pero anche dalla scheda video, e pili elevata rispetto ai 50 Hz della TV; il valore - _ basso e di 60 Hz, rna il valore minimo da considerare per una visione priva di sfarfallio ill 75 Hz (85 Hz per i monitor pili grandi). Infine la risoluzione dell'immagine puo essere molto superiore a quella televisiva, raggiungendo, nei monitor di maggiori dimensioni, densita di 2048 x 1536 punti. Maggiore e la risoluzione utilizzata, maggiore risulta il numero di elementi grafici che sono essere visualizzati, rna con dimensioni inferiori (fig. 4.23); pertanto a ciascuna .:;mensione di monitor e associata una risoluzione oltre la quale non e consigliabile lavorare, che se il monitor 10 consente. Normalmente con i monitor da 14" 0 15" si lavora con soluzione di 640 x 480 0 800 x 600, con i 17" si arriva a 1024 x 768, con i monitor da " in su si arriva a 1280 x 1024 e oltre.
Fig. 4.22 Maschera e disposizione dei fosfori per i cinescopi (a) Trinitron e (b) PIL.
'urur zz'o-oz'o B BA!llB !S "?l!lBnb rp 10l!UOUI !~U ~llU~UI 'UIUI sz'o-sz'o ouos !UnUI0:) UOjBA ~~UOrZBZZ!jBnS!A BjpU ~UO!SD~ld ~1O!l'ilrUIB:J!PU! ojoootd \l!d qond lOa ·~lOjO:J OSS~lSOjpp !lU~:JB!PB01OJSOJ!P uund an BZUBlS!PBj aiuoscrddar ~l{:J'uond 10P jBP IlBZZ!1~nB1B:J OUOSlllJ 10l!UOUI! 'l{S~lJ'U OA!WPl jBP ~ orairoddns !uo!ZnjOSIl ~llBP '!UO!su~UI!P~llBP ~l{:J~lHO
91 rdp 08
.
= z89L + zPWI;
=p
~U~!nO !S 89L x PWI B "L I Bp 10l!UOUI un rod ~llU~UI Id
,_
PI
-
. P 17I L - z009 + z008;
- p
"?lISU~PBun !purn b ~U~InO IS 009 x 008 B ,,~I Bp 10l!UOUI un rod ~~UO!ZBZZ!jBnS!A Ip B~lB BArn~JP Bjpp 0lUO:J ~l~U~l rod oun Ip Bl!nU!UI!p 1Ol!UOUl PP ~UOISU~UI!PBj rod OUI1~l{:JSOjpp ~jBuo'ilBrp Bllns nucsord pX!d !P oroumu jr opU~prA!p umucuo ~l~SS~ ond ~:Jmod rod pxrd !P "?l!SU~PBj '!:J!ll0d U! BlBlnSIUI ~jBUO'ilB!PBllB OUO;)S!l~J!l !S 1OpUOUl pp !ll0!SU~UIIP ~j 'OlOU ~UIO;) '9l{;)!Od ·Idp 08 -7- OL B OUlOlU! "?l!SU~PB oson] OUUBp '"L I ~ ,,~I Bp 10l!UOUl Bp oiuourasmods -u ~lBzz!jqn 'motzrqosu !jBl ~89Lx PlOI ~ 009 x 008 ouos rurunoo md !uo!znjosu ~'1
(q)
(v)
·08P x OP9 (q) :J 89L x PZOT (v) :JuOIZn[OSIl 11 :JllS:JUlj :Jnp
rp
:JUOIZ11ZZ1[11nSIA
&n,·J!.:I al8u~as lap owaW8ll8Jl
88
lrnmagini e trasduttori
relativi
89
4 Display LCD lay a cristalli liquidi, 0 LCD (Liquid Cristal Display), sono utilizzati nei personal _uter portatili e in tnaniera pili ridotta, per il prezzo elevato, come sostituti dei monitor T tradizionali; e prevedibile che la maturazione di tale tecnologia ne produca l'impiego rga scala sia in campo informatico sia in campo televisivo. I display LCD di grandi sioni utilizzano una retroilluminazione che genera una luce bianca, filtrata dai cristalli . e da tre filtri RGB per pixel. Nella versione pili semplice, i cristalli liquidi sono tra due superfici di vetro scanalate perpendicolarmente, e poiche seguono l'orientadella scanalatura della superficie pili vicina, finiscono per descrivere una spirale che di 90° man mana che si pro cede da una superficie all'altra. II nome assegnato a tale logia e twisted nematic, vale a dire cristalli nematici ruotati. Esternamente alle due erfici di vetro sono posti due filtri polarizzati, con polarizzazione a 90°, e inoltre per ubpixel RGB del display sono presenti due elettrodi trasparenti, la cui funzione plicazione di un campo elettrico che produce l'allineamento dei cristalli. In condizioni n allineamento dei cristalli, la luce attraversa il primo filtro polarizzato, attraversa i 10 strato cristallino tendendo a seguire la spirale da esso formata, ed emerge quindi una rotazione di 90° che le permette di attraversare il secondo filtro polarizzato, __ ungendo infme la superficie del display (fig. 4.24a). Quando viene applicata invece una ne sugli elettrodi di un subpixel, i cristalli sottostanti si allineano e pertarito la luce _ attraversa, non subendo pili la rotazione di 90°, e fermata dal secondo filtro polarizzato .24b); tale effetto di oscuramento e tanto maggiore quanta pili e elevata la tensione _ elettrodi. Mediante l'applicazione di un'opportuna tensione a tre subpixel RGB, e pospertanto modulare l'intensita della luce che da essi emerge, ottenendo per sintesi ava il colore del pixel. -'J fine di migliorare la luminosita e la defmizione dell'immagine sono state sviluppate oni a pili celIe sovrapposte, denominate DSTN (Double Super Twisted Nematic) e TSTN e Super Twisted Nematic). II principale svantaggio del display descritto consiste nella .ezza di risposta dei cristalli che, pur essendo necessaria per il mantenirnento del colore al successivo refresh, determina effetti di striatura nel caso di immagini in rapido -unento (per esempio, il mouse lascia una scia); inoltre I'angolo di visione e piuttosto
Sorgente di luce
Sorgente di luce
Polarizzatore Superficie di allineamento
Superficie di allineamento )iZ---Polarizzatore
---=..;:
Luce uscente (a)
(b)
Fig. 4.24 Cella a cristalli nematici.
BZUglS!S;l1 BUn BlBUO!Z!sod O!:JSBI!l
~ 0Ip'lln Un:JSB!:J UI :olloq V ono;) V 0 'Jo(oJqqnq OPOlgUI 'orisorqout Ip BP:JO'll Bun !P Bun oonpord B:J!lHgp B:J!lB:JS Bun !P azuopuodsuroo OlBUO!Z!sod ~ 0Ip'lln Un:JSB!:J _u! :oJ!.lJJozoazold OPOlgUI -
oiuonsosrroo UO:J gUO!ZBlq!A
ur gIl" 'ozrnnb
!P OIlBlS!D un
:!POlgUI gnp noo BlB:JOAOld orcssc ond OllSO!q:JU!.IIgp gUO!SS!UI -g:-l 'B!:J:JO'll B gUO!SSIUIg UO:J OllSO!q:JU!,I g:JSg~lOnj I{Bnb !BP I{p'llnol:J~ !P BUI::llS!S un !P oreiop !I!qOUl ::lU9Sgl !P ozz!I!ln,Ilns BlBSBq ~ 19f){u! B!'ll0IOU:Jgl B'1 '"RtISV'1 !lUBdUIBlS gIlB ossnd I! glgP::l:J OUOAgp 1?l!:JOpA Bjpp BlS!A !P oiund IBP as gq:JUB '!:J!.lJn I{o:J:J!d ! o B:J9SgUIOP Bzugln,I 19d gIBgP! guo!znjos BI 'BdUIBlS BIlgp 1lll{Bnb g 1ll!:J!UIOUO:Jg!P cqousuouureo gI 19d '!lOjO:J B orucuraxrsrqosc !BUllO 'Jo('fUl 0 'O.lJSO!!fJU! !p On 0;) V nundunns g'1
'ouaiuosarddar
'glUBdUIBlS Bjpp ~:J!p:J::lds 19AUP ! OUOlS!S::lI{Bnb ! rod !A9Bl::ldo !UIglS!S ~('1;)d g iduosiso.j O!dUI::lS::l19d) rrairoddns sdunns ~P !'ll'llun'llu!I ~(glgl Ip ntradurais gj 19d surnjn.iscnb 'lgUlgqlt[ 0 8:S[} 'uPIlUlud) Ul:J:JUjlglUl ~(BHOA U! BlloA Ip UlU:J!p:J::lds urrurcdoo) UOjO:J U o (% ~ urrurodoo) u/q U! (ommm jU ::lUl'llud 'o}nU!W isd o;)vd) nrdd UI 1ll!:JOpA .(rdp 009 x 009 otduraso rod) tdp ~ gjU~9lgA ::l ::lIUlUOZZ!lO ::luo!znlos!l ~OplOq U WV"R U!lOUIgW ~(Zpx L'6Z 0 'nrnr L'6Z x TZ 'PV !I'llOj OuuzZ!I!ln IS glUgWU~Id9) mdmopop IUO~SUgUl~P'(orou g OlU~q~ 0Ilu~'ll 'orarqo OUU!:J 'oIlu~'ll 'UlU::l'llUUl 'oumo ~o~~ g 'V!WO.lJVSO 0 'orou ::l 0IlU!'ll 'UlUg'llUUl 'OUU!~ ~O!~ g 'miuo.oupnnbs !S::llU!S !P OPOlgUI 'uojoo U 9uudUIUlS ::lj 19d ~(::llOIO~ 0 u/q) mdmo !P odn -
'rv
:IIUlUgWUPUO] gq~!lS!lgnUlU~ nuonsos gj 19d OUU!ZUglgJjIP IS nuadumis ::lI gIUl::lU::l'llul 'lglndwo~ pmosrcd IUP OWOUOlTIU opow ~ !lOIO~ U 0 u/q u~ qU::lwn:J0P ~P ordoo ::ll!n'll::lS::l~P opnrf U~ ouos ("RtISV'1 0 19f){u!) onredunns nun g 19UUU~S oun 0PUUl'llglUI gq~ 'euotzunfinruu !Aq!sods!p ! OUUl!l::lW oired U ::lUO!ZU::lWUU[} '(OpI{OS onsorqour 'U~~Wl::ll ouorzeurqqns 'GtI'1) gq~!p~::lds nrd gll"!U~gl oraddnpxs ouuuq uounpord !un~jU gllUgW '"RtISV'1 o 19f){Ul gq~~U~gl !P OZZI{9n,I gjUAgld onndun U uou g~'ll0IOU:Jgl gI Ull {ooouireo oiroddns Ins ouorssard uun 0PUUlI:Jl::lSg oIos Ul!n'llgSg orosso ond oqo onroumo -op un Ip otdoo nrd 0 gnp !P uguuHnw!s ndureis) u!do~9InUl u~ ::llU::lWIBnlUgA::l~Inpow ~P adunns uI rod I~!.lJn ~I'llgU ;}lUZZ!j1ln u/q u~ !q'llu pu ntradurms up cnroumatsrqosc Uluzz!j!ln !UUIlO ~ U~!U~gl tmrud U'1 'orradurt uou U o OnUdWI U gI'll0IOU~gl Ull ::lUO~ZU~lS!Pnurud Bun UnU] orosso ond romdmoo IBuoslgd ::llUU!pgUI ;}U!'llUWUI!,jPP ndurms UIl;}P Ol!qwU,jPN
r..uedwe~s
L ·to
"OWDSgp glU;}!U::lAUO~U!,joired Ul ;}lBlIWI{ U ooscu gq~ ;)U!SV1/V!JUVUlUU!W -OU;}P B~IU~::ll nun ouuzzI{qn AUjds!p !Un:JIV "qUgP!A;} OU;}UI 0 nrd ::lUI'llU~,IPP gUO!ZUlgU -g'llgp !P qlgJj;} noo UOU ;}S USl;}A~P ;}uo!znlos~l U ::llUzzI{unsIA B g:JSg!l uou
89L x PlOT !P Ip auotzrqosu
onnnrod g '[oxtd '89L x PlOT os ~OlUHg'll
::l~I:"qUWnun np oitruusoo ;}lU;}WU~~Sy~ OSS;};}q~ B~y~U'llIS oisonb ullu ::llUlOAUI rod OlUH::l'llOld ~ G;)'1 AUlds!p un ordmoso 19d
-ord ~ AUlds!p II mo rod ujpnb up ;}SlgA!P ;}lS~SUO~'OlUA::lP OlSO~ jU ::llljO 'gIud!~~ld ~q~uou 'l"R;) AUlds~p !U On::ldS!l ::llO!l;}dns -UgSS;} OUUA!l;}P ~'ll'lluluUA 1 "lpmbIj mUlS!l~ dlUl;}P~SUO~ OUOA::lp!S l"R;) ;}jUUO!Z!PUll PP
OloAuI !P !uo~znlos~l ;}lUZZII~ln Ip 1llIO:J!.lJ!P ulpu o~'ll'llUlUUAS0'1 ";}A!~OU!UO~ZU~pUl !P UZU::lssu,llup ::lUO~S~~;}ldulluP 'OlqUIO'llU! OllOP!l jUp ;}lUgWjU!Z U U!'llOjOU~::lluIPP OllUO~ ~ ;} old! ;}lU::lWUlUgHU OlTIlqsos ;}WO~ G;)'1 AUlds!p un !P UlP~S UjPN
"(.lOJS!SUV.l..LwU.1 U!!fL) ldl !P dUIOU U! 0lunssu uq U(BOjOU~;}l ::lIUl 'o~qsBld gjUP;}lUUl !P UII!] OUl!Ssq!nOS un ns !lUZZ!j -U;}l ouos lOlS~SUUll ! ~q:J!Od "gUO!ZUgl !P OdWgl ossuq U IJIUlS!l~ !P ozz~jqn,j ::llqU::lSUO~ up gIUl OpOUl U! 'qS::llPl OA!SSg~~ns IU OU!S !pOln;}p II'llns gUOISUgl uIPP 0lUgUlIU::llUUUI jI ~ lOlS~SUUll PP ;}UOlZUnj u'1 "AUlds~p PP j::lx!dqns un:Jsu!:J 19d U!lOWgUl !P lOlS!SUBll olun~'ll'llu ~ !n:J u~ 'vamv OJ!.lJvw U AUjds~p ~up 9jOSU ouos ~Wglqold qUl "ossuq 06
Immaginie trasduttori relativi
uo un
e
il ale da ,0 reanome )r
.derare essenionche onsiste e prodi x 768 degedeno-
91
elettrica, che in corrispondenza di passaggio di corrente produce il riscaldamento dell'inchiostro con conseguente rilascio di una goccia dello stesso. ~ stampanti LASER sono utilizzate nei casi in cui esiste un'esigenza specifica in termini 'elocita di stampa. Le versioni di base in bin non sono molto pill costose delle stampanti Jet, e il loro acquisto puo essere giustificato anche per l'uso in una singola postazione. _ versioni pili sofisticate in bin e quelle a colori hanno invece un costa decisamente pili ato, che ne giustifica l'utilizzo solo come periferiche condivise in rete e sottoposte _ andi carichi di lavoro. Le stamp anti LASER sfruttano, con opportuni adattamenti, il esso elettrostatico impiegato nelle fotocopiatrici, basato sulle proprieta di alcuni maiali, detti fotoconduttori, di caricarsi elettricamente se esposti alla Iuce. Un tamburo .ante, rivestito di materiale fotoconduttore, viene esposto a un raggio LASER selettivo produce sulla superficie del tamburo un'immagine carica positivamente identica a quella stampare; successivamente l'imrnagine elettrica incontra un toner Ie cui polveri, caricate = tivamente, aderiscono al tamburo per attrazione elettrica, per essere poi rilasciate suI _ 0 di carta e fissate a questa definitivamente per calore, pressione 0 entrambi (fig. 4.25). . caso delle stampanti LASER a colori il processo e ripetuto quattro volte, e cioe una ognuno dei colori ciano, magenta, giallo e nero; i modelli pili veloci imprimono i quattro ri di base nel corso della stesso passaggio della carta, essendo dotate di un quadruplo ema di raggi LASER, tamburi e toner. Fig. 4.25 Principio di funzionamento di una stampante LASER monocromatica.
giallo nero); x 42);
colori
l "lJ!.:I
t. = ;);)01 !P nzuassv O!lOIO:)!;)P BA!l!PPB tsonns BIIB OAqBpl I 0:5g U! BID;)q:)SoI Bl;)Idwo;) °u/q UI ;)IBU:5;)SIB ouodsu BpUBq croucnn ;)P;)!q:)!l uou 'Bzu;)nb;)lj !P ;}puBq ....... . JPP B:)!U:);)lBIIB ;)lzm:5 'oqo olBInpow ;)IBu:5;)Sun 0PUBU!Wl;)l Bun oUBInpoID !{BU:5;}S IIBl '1Yd ;)UO!SS!WSB1l lp BID;)lSIS .)N 0' !P qlgp HBU:5gS!lO!lgHn U! ;)lnU;)lUOJ ouos '!U!:5BWurr gIPP ~UOIZB10IOJBI uueprensu ';)AIlUn!:5:5B!UOlZBWlOjU!;)I :U/q If! BlgIDBJ;)Pl Bun UO:) rm:5BwIDI;)SSglS;)I opuopucrdu ;)qqglAB !S ;)qJ oIpnb B glU;)IBA!nb;), .. ouop ';)IBu:5gSun oroucuo Bp gIBl opOW U! qBpJS!W crosse OUOMp IlOIOJ B ?l;)WBJ;)Pl BIPP SD'M: IIBU:5;)Sgll ! 'u/q IT UO:)~lII!qllBdIDO:) BI glBlnJ!SSB !P gug IY (:J O;)UI:5BWID!,IPP OI arairurq ep gIBl opour If! 'OpUOJ;)S IB upanbnnos Ip BW10j OllOS gUO!S!ABIIB muosord ouos orod cqo 'opUO:);)SIB uojdmoo upsnb U!glS!SUO:)OgP!A uO!:imW10jU!,Ioodorno plBpUBlS 0IIgU 'B:)!U:);)l;}IBl B g!ZB1D ° 0' BIPP moor BI OUBzZ!Iqn !AIS!A;)Pl!IDglSISI 'glUg!J!Jjns orpnnb PP qSgljgl !P nzuonban n glUgUIBgUB10dwglUOJ OPUBJn:)ISSBO;)P!A gUOlZBW10jlf!J glBl!IlT!I !P gug IY (q U! glU;)1UgUnwo:) BlBJnSIW 'BJg!POJ BI Blf!Wlgl;)P Bzzgq:5unI !P ~l!Un rod qU;)Wgp nBl lp Ol;)WnU O;}U!:5Bllillil,IBSIA!ppnS ~ mo U! !gp onnosmo !P glOIOJ I! ;)lBJ!J ggq!ssod ~ osutsodsrp gIBl gl!WBll °gU!:5BWIlT!.IIgp B:)!lgWnU ;)UOlZnpSB1l!P !;)P oired lO!:5:5BWBIPP OJ!UOlll;)P O!qJJO,I ~ glOSUgS II (v n ••••••••••••••••••
'0'
n
••
O!SBljqugn:5gs gI Bl;)IdulO;) OSSA WY U! orajnpour
r:
orpna ;)IBu:5;)S [TI
oSSA WY UI 0lBInpow OgP!A-O!pm ;)IBU:5gS 00 °Wd U! orajnpom orpne ;)IBu:5gS IT] ;}IBu:5;}S[K] O;)l-SSa
WY U! 0lBInpow
o!pm
°SSS WY If! orejnpour OgP!A-O!pm ;}IBu:5;}SIT]
n
°BAq!PPB !S;}lU!S- BllBJ ns OU:5gS!P °BA!HBlllOS!SglU!S- glUBdIDBlS °BAqlppB !Sgllf!S - romduroo !P lOl!UOW °BAmBlllOS ISglU!S - mrao ns orrsosrp °BAqlB1llos !SglU!S- glOS!Agpl
qBpl ;} ;}UI:5BWWIJPPgUOIZBlgU;):5tp 0POlgW
:BlB:)!IddB IloIo:) !;}P !S;}lU!S!P odn Bll lUO!ZBI:)OSSB gH;}1l0J gI B:)!PUI
Immagini e trasduttori relativi
relativo
Indica se le seguenti affermazioni sono vere
0
false motivando la risposta.
a) Nella visione umana, i coni sono responsabili della percezione
del colore. b) Nell'acquisizione di immagini fisse la risoluzione indica il numere di colori riconosciuti dal dispositivo di scansione. c) Un'immagine luminosa che improvvisamente sparisce perma. 1 diI second o. ne sulla retina umana per CIrca 20 d) La scansione interallacciata prevede un refresh doppio rispetto al numero di quadri al secondo. e) Nel segnale video a colori esistono tre componenti di crominanza.
OV
OF
OV
OF
OV
OF
OV
OF
OV
OF
ndi ai seguenti quesiti in un massimo di 10 righe pin le eventuali figure. Descrivi i meccanismi della visione umana e della percezione del colore. Descrivi il principio di funzionamento di uno scanner ottico a colori. Descrivi il principio della scansione interallacciata. Descrivi Ie caratteristiche di base del segnale video a colori.
BI alB:JU'ldwas
lad
-l}lllBnluaAa
alBl
;JIBl;JpISUO:J Ip
.ourarananro ';JUOIZBllBll BAISSa:J:Jns
:BlIllBd BIJdP ouorsuodsos Ip l}llllQlssod BI aqous alapnpU!
~~w"
aqq;JIAOp IS BzzallBsa,1 l;Jd (,)
:t -Y1\~~
IW:)lSIS ! mru snp!Od -IIoqllil.S !P ezuonbas ntm ;}lUU~P;}W oreompoo ;}T,I;}IA Ul;}DS~P ;}lU;}'310S mm U 0lUl:-lOSSUOlU;}A;}unosero opmb UI UO:-l"?l~IUPOW UI ,n~ Ul~ug;}P tI -(b nun ou 0 U!S OSS;}W;}ojoqtms oumjn.] ;}lP OnU] IUP UPU;}dTP n eun !P ;}UO!SSIW;}!P "?m~quqold UI ;}WO:-lorduroso .rod ~;}P!SUO:-l rs) UUUTIUlTun'3ffiJ ~ ;}UOTZUS1;}AUO:-l aun oiuamp Ul;}n;}1 nun !P ;}UO!SS!W;},I.odn OPUO:-l;}SPP O!dUl;}S;}nn ~;}P U~lO;}l» ul
qoano
oucqqos)
;}H;}lnOl ~P 0~'3 un
~P Ol~S:I,,\:~~~
'"'t'""
t"«~lUlUP1Ul!1 uoumu orduroso nn
urud
Q
I;}P
-qU;}p;}:-l;}ld IIoqw~s
~up ;}PU;}dTP 0loqllil.s un ~P ;}UOTSS!W;}~P ~l~llqUq01d ul mo u~ 'truouunu uo:J !1ua2.los (', ...., ~!lU;}p;}:-l;}ldIIoqW!S rap opuodrp uou~\'loq~~i'Pn~~P ;}~~~s"s!l:u;fT "?l!llqUq01d ul !m u~ 'vlt0UlaUi vzuas !1ua2.los 4'. "'",.. ~ tJ\' r. x 1 l I\J \ \ ~ ~ ...~ .» r ~'\() :;}lU~lS~P ;}Uo'3;}lU:-lanp ~S ol~qmu ;}!Ul ul -OdUlQ11;}P ;}lU~lUA IU ;}lU;}'3lOS ulPP 0lUlS 01 OUU1U;}S;}lddUl ;}q:-l '~Ioqw~s ~P uzuon ;}S nutr _ ~~ ul Ul;}l:-lS~p;}lU;}'3lOS unn Tp euoissnu» UlTUg;}P tI -UUUlIUH un'3u~1 UIPP ~1;}HU1U:-l~P u'3~llS nun OIOqWlS ;}WO:-l oPUUZZIITln '«OUUEW U 0:-l~'301010;}1;}Ul odtucp ;}lU;}'3lOS UIPP (OlU;}A;}) 0lUlS OIPP UZU;}:-lSOUO:-l U mrod ro :_lOT:-l ;} ';}UOTZUmlO]U~,Un U:-l~UnU10:-l to '«;}AOTd OUUEW U» ;}q:-lorcdes U] ro ;}lU;}:-lSOUO:-l OllSOU un ordurosc red ;}S -OlUlS ;}IUl anrcscrddar ;}q:-l0loqw~s PP Ol;}AAO 'Ul;}l:-lS~P ;}lU;}'310S nun ~P 0lU1S olPP UZU;}:-lSOUO:-l uI oUO!ZVUl.lojU! ;}WO:-lOlS;}lUO:-loisonb UT UPU!PP q
f1
II <:: -
.:l:J~ - : -
,
cr
--- - V - z - ---
'6-----0-Z-
OlS;Jl un Ip OlU;JWaltI
- V
X - Tamddo EI Ip B!lOllIA - olllllalBd - V Ip BIlOlliA
(,) V Ip tlSB:JUI BlB:JOIIl EI a V BJl OI:JIB:JIp BlIlIBd Bun Ip OlBllnsl1[
H - 7 amddo A C; = A - A 0 = A
TLl OIlBUlq ;JUOISU;Jlrp alBullas vjO_lJslP iJ1UiJZJOS
mQlssod llUiJa;;:J
-(n -qUl) oisoi un Tp Olu;}m;}p,l 0 'OlU;}WTU;}AAUun ~P -olulJns~l E 'U:-l~S!.JUZZ;}PUU1'3nun ~P 0lU1S 01 ;}l;}l:-lS~P!EqU~lUA ordtnoso rod ;}l;}SS;}ouossod -o:J!po:J oss;}ds r:nd 'o1aqvJ~p :_l;}W;}!SUT mo E '!loqUl!S ;}lUU~P;}W qrqaiuoscrdder 'nuea» 0 'II~q!ssod ueis ~P Ol~UTJ oroumu un ;}lU;}AU UnUllSU ;}EqU~lUA nun omoo :_l01:-l;} 'oonsnms OSU;}S ~ ~')S!p-a1U;J-fuosnun OW;}l!1Jl!.J;}G
°
95
Elementi di teoria dell'informazione
•.aborazione e trasmissione numerici sono basati sulle tecnologie binarie, assume par.are importanza la codifica di sorgente mediante sequenze di bit; tali sequenze non . in generale, della stessa lunghezza, come evidenziato dall'esempio rappresentato in - -.2. Tab. 5.2
Codifica di sorgente binaria. Sorgente discreta
Eventi possibili
Risultato di una partita di calcio tra A e B giocata in casa di A
Codifica di sorgente
Vittoria di A
0
Pareggio
10
Vittoria di B
11
/ - :.2
Teoria dell'informazione
eoria dell'informazione si occue.g dellg_todifica e del trasfeiITnento dell'mformazlO§_J aspetti basilari sono: .a determinazione della quantita di informazione (indicata come QdI) associata a ciascun simbolo emesso da una sorgente discreta; :a determinazione della ~(QdI per simbolo) associata a una sequenza di simboli emessi da una singola sorgente discreta; o studio dei metodi di ottimizzazione della codifica di sorgente binaria, finalizzati a otenere un numero medio di bit per simbolo pili basso possibile; a determinazione d~e cita massima (QdI al secondo) con la quale l'informazione puo essere trasferita attraverso un certo cana e; la crittografia, 0 cifratura, mediante la quale la codifica di sorgente assume caratteristiche tali da permettere la decifrazione dell'informazione solo al destinatario; la codifica di canale, il cui compito consiste nell'elaborazione dell'informazione al fine di porre 11destinatario in grado di correggere 0 quanta meno rilevare i bit ricevuti con valore errato. _teriori aspetti della trasmissione numerica, non affrontati dalla teoria dell'informazione, ~guardano la codifica di linea, mediante la quale il segnale viene trasformato al fine di .=-:rrantireIe seguenti condizioni: c{ _~A0~o\ll
.~ C'Li tAA
e
-
c:r
r ¥t
V~
adattamento tra occupazione di banda del segnale e banda disponibile sui canale; possibilita, per il dispOSltlVOncevenfe, dl mdividuare nel segnale ricevuto la cadenza di trasmissione delle cifre binarie, in modo tale da instaurare e man tenere la sincronizzazione con il terminale trasmittente. l M 'Y1 l1'-7i?'
<---=0
~---fJ
('
S A/~fl...pv::rJSrl
iassumendo, in una trasrmssione numerica l'informazione emessa dalla sorgente subisce, sequenza, codifica di sorgente (eventualmente cifrata), codifica di canale e codifica di ..;nea, e quindi viene trasferita suI canale; l'apparato ricevente opera in senso inverso tn odo tale da ripristinare alIa destinazione il flusso informativo trasferito (fig. 5.1).
Informazione Codifica eli sorgente
-
S: sorgente D: destinatario
Codifica di canale
-
Codifica di
linea
H Canale ~
Decodifica di linea
-
Decodifica di ~ canale
.,'i651
~~deilo di un sistema di trasmissione numerico.
Decodifica Informazione di sorgente
n I~
-
OlU;}A;}!smSlunb U oiuaircd
Tllq
.
6~'Z = _2_ z;~ol- = 0 I
9
~I U ired
n1lTquqOld
IPQ nun U1U[JOSSU~
uoo '"!pquqOldmb;} ouos !lU;}A;}~pq!ssod I;}S I 3NOIZn70S
~·S OldW3S3
·Zzt'£· x ~Ol = x o~OJ uq IS ~n:) rod ';}SBq Ip oiuauratqurao PP ouotssordsaj IZZ!Eln ~S 'I{O:)JU:) ~ rod 'OHn~;}S PN • T l~q OlU:)~pUI \llUS rod III U10, P ;}lP 'otnud IB aorpod un otnorapuoddn l~~IP Allm~q JBP ;}UO~ZBUll01UI~P l~q E ;}l;}n~uqs~p rod ~OSJcJaJP oiuimbm OnaJUOJ un JP VnV.l1 !S OSVJ oissnb Ul as ;}q:)UU 'U~lUUIq U1P:) nun U:)U~lU;}PI ;}q:) ;}UlOU OSS;}lS OJ UO:) IPQ UlIgp Ip "?llUn.! ;}llU!PP !P UH;}:)S UI U~;}Ids OlS;}no 'l!q un U ired IPQ mm u1u~:)ossu ~ OUOS!JOIV(I anp 1 as 'U!lUUlq Bll~:) Bun !P ;}lOIUA PP UZU;}:)SOUO:)UIIU OlUUll;}d ums!w
'mqvqoJdJnba
uq !S '5;'0 = (x) d !JU;}A;}11:3!qUlBllU;} rod OPU;}SS;}'qlBJUI 'llq T U rred Ol;}AAO 'U!lUl~Un IPQ uun UlU!:)OSSU ~ 'rsuuapnpso oiucurerunur o !EqUqOld -mbo 'lJ!qlssod ~lU;}A;}I{OS ;}np ;}lU;}AUUl;}lJS~p ;}J!qU~lUA nun !P 0lU1S OIl;}P UZU;}:)SOUO:)UIIU :1!q U1UU!UlOU;}P 'IPQ UJPP nmsnn !P \ll~un.! ;}:)s~mJ;}p ;} oisarqon \ll;}!ldOld ;}IIU opuodsu
[g]
[l~q]
(x) d Z:301 - = (x)d 0;301 = 0
1
'U:)~WPlU~OJ ;}uo~zunJ nun onrarpom IPQ gl;}U;}HO rod l;}d)
'(91£ = ~ . ~
U ued
~Ju~zlud "?l"!pqUqOld gJPP
~ OA~lm;}SUOJ fI
ouopord
JU
;}UO"!Z~!FlP wI BI ;}lIUlJ;}P O~lUSS;}J;}U~ "?l~Aq[PPU.I
OlU;)A;}orddop
und ~ uuopucdtpm
un ~P \llI{~quqOld
uJ ordurcsc
~lUgAg gnp ~P uznarroooo
[P
\llI{IqUqOld uJ ?qJ~Od '"!Ju~zlud IPO gJPP uunnos ullu rrad arcsso ;}Agp nrso gnp ~gp UZUgJSOU -0:) ullu UlU~:)ossu IPQ BJ '~:)uul gnp ouunngJp ts ;}S 'onrcpcoard o~dw;}S;},II;}U ~~lU;}pugd~pu~ qU;}A;} u oretoosse IPQ ;}II;}P \ll[AIl~Ppu.! ;}l;}SS;};}A;}P IPQ uJPP onsrnbor opuo:);}s «n (x)d Ip ;}lU;}:)S;}J:)guorzunJ T . . . --
nun ;}l;}SS;};}A;}Px B UlU~:)ossu IPQ BI ;}q:) OW;}l~P 'x OlU;}A;}Ut} ~P "?lI{IqUqOld ul (x) d snop '0 UUZZIIBl;}U;}D . lO~~~urn IP nun Blu~:)OSSu ~ ';}pguqOld 0:)0 JrOllS.1.!J;}P ulpnb u ;}llU;}W ;}lOU~W IP nun UlUI:) S'U} e_IlquqOlOt;trd C OlIS;} BZU;}:)SOUO:)Bllu ;}q:) ;}lBWl;}JJB rpumb OWUlSSOd 'otroom oHorn ~ fI OlU;}A;},Januotn 'Oll;}:)UI oood ~ y OlU;}A;},1:OSl;}AIP UZZ;}llgJU~
v
Ip . opnrf
,_2_T o _2_ S U cnrouraaruadsu .....
un uq IS ... ISS;} Ip ns
rred 'ISlU:)UIl;}A ~P \llI{~qUq01d
's ;}
;}Sl;}A~P ouuuq qU;}A;} ;}np I ?q:)~Od '{9 oroumu PP nnosn :fI T an oroumu un ~P Ul~:)sn :Y} !JU;}A;}IEqIssod ;}np ! natoossn ouers cpmb ullu '«opup un ~P O~:)UUIPP oraunstr» Ul;}lJS~p ;}lU;}~lOS UI Il;}P~SUO:) ~S ';}AOnWU USS;}lS;}UO~ZUW101U~,Joqo ({[iiZ;}ll;}OuJ Bl1lU~> UJ U~S ;}JBnb 0PUBl;}PISUO:) UnOpOllUI ;}l;}SS;} ond ;}uorZUWlOJU~,un ;}lU:)~lUBnb !P U;}P"!:1
m
aUO!ZeWJoJU!!P ~mueno
£ot
96
'J( Klementi
-
::<:JC
to
Y
di teoriadell'iMormazione -
Ci
q
97
Determinare la QdI associata alia colonna vincente dell'Enalotto (12 risultati a tre eventi equiprobabili). " isposta, Q ~ 19 bit,
(_
- 1.4
----I{ ..,
Entropia di una sorgente
occuperemo ora, nell'ambito delle sorgenti senza memoria, di stabilire l'en!!Jll2ja della rgente, definita come la WI Ifili<@ per simbolo, emessa dalla sorgente. A tale proposito consideri una sorgente discreta S, ai cui possibili N sirnboli Xi siano associate Ie probabilita occorrenza Pi e Ie QdI pari a -log2 Pi' Ogni simbolo concorre all'entropia della sorgente roporzionalmente alIa QdI a esso associata e alla probabilita di essere emesso, con la zale deve essere pesato il relativo apporto in termini di QdI. Pertanto si ottiene una tropia H pari a
12 f()d ~3,'i[l z f~
b (,{
N
L p;log2
Pi = - (PI log, PI + P2log2 P2 + ...) [bit./simboloJ [5.3J ~ ~ possibile dirnostrare che ~1lB~e if} cons~erato risulta massima H
=-
~__ tutti gli n simboli sono eguiprobabili, ovvero se si ha PI = P2 = ... = PN = _!__. N Tale proprieta -~ giustifica in qualche modo l'analogia con l'entropia di un sistema termodinamico, che sulta massima quando tutti gli stati possibili sono equiprobabili.
I-t.,-
Rappresentaregraficamenteper punti I'entropia di una sorgentea due eventi, al variare delle corrispondenti probabilita di occorrenza (0/1 - 0,1/0,9 - 0,2/0,8 - ... - 1/0). J." '(
o .o
ESEMPIO
5.2
Determinare I'entropia della sorgente «risultato del Iancio di un dado truccato», in cui si hanno e seguenti probabilita di occorrenza: simboli 2, 3, 4 e 5: 0,167; simbolo 6: 0,25; sirnbolo 1: 0,082. SOLUZIONE
Poiche i simboli 2, 3, 4 e 5 hanno Ia stessa probabilita apporto in un unico termine. Si ottiene
di occorrenza si puc esprimere il loro
H = - (4, 0,16710g20,167 + 0,251og20,25 + 0,08210g20,082) = 2,52 bitdsirnbolo
Si noti che nel caso del dado non truccato (esempio 5.1), a qualsiasi risultato e associata una QdI di 2,59 bit, , e quindi l'entropia della sorgente e pari a 2,59 bitdsimbolo, maggiore di quella del dado truccato.
-t.,. /J
Determinare l'entropia della sorgente «risultato di una partita di calcio », in cui sono cosi valutate Ie probabilita dei diversi esiti: 1-50%, X-30%, 2-20%. Risposta: H = 1,49 bitJ/simbolo
5(C2
Codifica di sorgente
5.2.1
Primo teorema di Shannon
Come gia detto, la codifica di sorgente binaria consiste nell'associare una sequenza di bit a ciascun simbolo di una sorgente discreta, dove la lunghezza della stringa e variabile, in generale, da sirnbolo a sirnbolo; in tale ambito e definita lunghezza del codice il numero
~/(l'i\Lv~ lL\ \vA¥ t-fSCY\BvL lJlsVP--L. \
IUOIZISOdOld :JIPP ll:JI'ilO]III :J :JUOIZlljnWUlO:JIp 'lIn:Jll:J I:JP uuooi
ll]
an
'17~81 pu
:J]OOII "0 IIp lljlllOqll]:J
:JjU:JjSISa:JUlll~:J] PP :JUOIZll:J!J!lU:JP'll]
(8£61) Ol)]ll,llllj :JA:JPIS In] V 'IndoljUa Ip 0ll:J:JUO:J]1 :JjU:JUlllAlSS:J:J:Jns ossnponm opmb llIIau '(61761 'euoiztnnumuoo vl1iJP V:Jl1VUliJ/VUI V!,lOiJ.L) :JUOIZllWlOJUI,II:JP suoai llUl:JPOUl ll]PP :JIO)llPUOJ ]1 crsiuaxrp II OUTJ':JUOlZllUllOJUI,II:JP 1:J!jllUla)llUl ruodse Ij'il ozzqsruund '1):Jl'il:JStorpoo uoo umduo l:Jglll'il:JP)OIPlll 1'il'illlSS:JUl I creiordraiur Ip OZlOJS crossojord rpumb 'souoraroqaq POOMPtI :JpnllD (z) 01I:JU ':J]mpUOW lllIan'il -epuooas
ouoqdcpj,
ll] ajUllma
]PII III :JIOjll:Jla:JU suruddap
'SjaSsnq:JllSSllW PP
O:JljllJU:JjllW
'(9161
O:J!ll:J:JlljOd ]ll
'ull'ilnplVI[ 'PlOIAllD) uo=qS
'~lU~81OS BIlBP assauro ~uo~zBmlojU!,1 ~lB:)!.P.'P0:)rad '~IBmqlO ~:)~po:) un B
ouodsu 'nrd UI qBzz~19n ~lu~mBlp~m l~q !P ~UO~ZBlJBI np!.P.'luBnb BSS~curoo B!ZU~P~A~!S
7
--=--I=,l
H-7
7 H
ouroo BZUBP -IlOp!l BI opuourudsq '~lU~81OSBIlBP nuopcrd ojoquns/ IlIq H lp ouotznurrojm] oreirodsun rod !lBSS;'l:)~Uoiucureuans Ol~qq;'llBS uuanb lp ojoquns zed l!q ntd ~P 'B~p~m U! 'oumsuoo un B ciuopuodsuroo 'oxnumrojm BlS!A~p oiund IBP «uaoords» ~lIP !so:) rod llq ~p BZU~S~ld orounn 0 ~1O~88BmBJ BlB~:)OSSB ~ ~:)!po:) un lp BZUBpUOpllBIlB OlUBll~d 'BZUBpUOpUEnS BI ~ ~lOl88Bm '1 ~loiBA IBP BlSO:JS!P!S ~:)!po:) I~P Bzu~Pill~,1 l)!d 'BIlnu BZUBpUOpUBq 'epnunio OSB:)oisonb UI oncp '~:)IpO:) I~ opmb I! red ~lOIBA '1 B trad ~ BZU~!:)ill~nurtssaur BI ~q:) Bq !S 'Iss l BI l;'ld '~IBnlu~:)l~d U! 1l0iBA qU;'lPUOdS!llO:)! ouosuano !S 001 rod opueoqdnjojq
[L'~]
ouroo ~lU;'lmBArn~ds~l ~l!U!PP ouos ~:)!po:) un !P ,l VZUVpUOp1.lBI ~ It VZuo!:Jif.{o,i 'oloqm!s rod ~!lBU~q ~lJD H B ~lOU~JUI Bzz~q8unl lp ootpoo un noo oiucjsan ~l~SS~ond uou ~lU~81OSBIlBP ossourc ojoqurts/Iirq H !P oAqBmloJU! ossnu E 'll!q 1 B Om!SSBUIIB trad B!p~m IPe Bun BlB~:)OSSB~ O~lBUlq ossnjj un lp nq Un:JS'8I:)B 9q:)IOd :~lu;'ln8~s opom I'~u OlB:)yqsn!8 oiucuraouciurs ~l~SS~ ond OlBlInS!l ;'lIBl
HZ.7
:,rtJA
~q
~~J"~
N
~~\
..,
$ \-\)0 W1~W'!J
___ :H .!2!2.!l~ U! ~l~
aw~'\}}5
NCJ
1=1
[ojoquns/uq]
'd:i
1u
=7
N
B uad 7 Bzz~q8unl Bun ;'lU..:lll2-!S olUBll~d _- __ - __ _:'0::J.loqm!Spp ~UOISS!m~!P 1d lilPpqBqOld Bl uoo OlBS~d 'qB!:)OSSBossa B l!q !~P 1U orotnnu IB ~SBq U! ootpoo pp Bzz~q8unl BIlB ~llO:)UO:) oloqm!s !u80 '!loqUl!s N B B!lOUl~m ~ ~~81OS !P OSB:)Pt:J: '~lu~81OS BlPP ~U2lSS!Ul~ Ip ~q:)qsu~nBlB:) ~IlB ~UOIZBPl UI 'OSS~lS ootpoo IBP OlBl~U~8 0loqUI~s rod l!q !P OIp~ aleu:3as lap OlUaWe:),leJl
86
Elementi di teoria dell'informazione
n p
ESEIYIPIO
5.3
Si ipotizzi di codificare i possibili eventi della sorgente esaminata nell'esempio 5.2 (dado trueeato) con tre bit (0-000, 1-001, ..., 6-110). In questa caso la lunghezza del codice e L = 3 bit/simoolo, mentre l'entropia della sorgente e H = 2,52 bit[/simbolo; l'efficienza del codice e pari ..:.1]= ~ =0,84 (84%), mentre la sua ridondanza
l
5.2.2
e
pari a r=1-11=0,16
(16%).
Codici a lunghezza fissa
Il metoda pili semplice per codificare in forma binaria una data i zimle consiste nell'associare a ciascun sim 00 P . 1 e una sequenza di bit di lunghezza fissa n. Poiche :ale sistema ignora del tutto la statistica della ~rgente, e cioe Ie probabihta di o(correnza dei simboli, risulta sicuramente vantaggioso dal punto di vista della realizzazione pratica ia hardware sia software) e della universalita, dato che un certo codice puo essere applicato .1 sorgenti della stesso tipo, anche se con statistica diversa. Si consideri per esempio la videoscrittura in testa puro: si puo utilizzare un sistema tastiera-video basato suI codice ASCII esteso (simboli alfanumerici, di interpunzione e di controllo codificati a otto bit), che risulta idoneo per molte lingue diverse ed e poco esigente nei confronti della CPU (in effetti era una delle poche cose facilmente gestibili da un PC di prima generazione). In generale, se Neil numero di simboli da codificare, la lunghezza n dei caratteri deve essere il pili piccolo intero tale che si abbia 2" ~ N, ovvero, con ovvia simbologia: [5.9J Si deve osservare che un codice di questa tipo e ottimale solo se N e U!li!..Jill.t~nza di due N = 2") e i simboli sono tutti equiprobabili Pl' = - . In questa caso, la QdI associata S77'"" 2" 1 a ciascun simbolo e Q = -log2 2" = n e quindi l'entropia della sorgente e H = n bitI/simbolo,
pari alla lunghezza L del codice. Se N non e una potenza di due e/o i simboli non sono equiprobabili si ha H < n, e pertanto si puo presumere di poter codificare l'informazione ill maniera pili efficiente, cosa effettivamente possibile con un codice a lunghezza dei caratteri variabile, costruito in base alIa statistica della sorgente. Nonostante cia, i codici a lunghezza fissa sono largamente impiegati, per diversi rnotivi: -
se l'informazione deve essere memorizzata ed elaborata localmente, come un testa in un word processor, normalmente il problema dell'efficienza non si pone, e quindi viene adottato il codice meno dispendioso dal punto di vista elaborativo; ~ se l'informazione deve essere trasmessa, un codice pili efficiente rappresenta sicuramente un beneficio dal punto di vista dell'impegno del canale, rna, richiedendo una maggiore elaborazione ai terrninali, non sempre il suo utilizzo risulta vantaggioso nel complesso dell'economia del sistema.
-iSI5.2.3
Si consideri la sorgente descritta nell'esercizio5.3. Definireun codice a lunghezzafissa per i possibili eventi, determinandone l'efficienzae la ridondanza.
Codifica ottimale
In generale, peL codificare un'inform;:_z!2I!§..ne oda.piu efficiente..e.necessarie ricorrere ai codici a lunghezza del ~aratteJi_variabile. La prima osservazione da fare e la seguente: i caratteri, posti in sequenza continua, devono essere identificabili univocamente dal destinatario. Per ottenere tale risultato e possibile utilizzare i G.QSlicia erejissa.libero, cosi definiti per la seguente proprieta: ne~un car::t::_e deve essere la parte i~ziale Jprefi§§.9)di un altro;
99
'OJ qdulll:Jpl. pUUJpunod M:JN pUU :>[JO.\ M:JN UIPP O:lTU:J:Jl:JJOn:Jllp olm'il:JS UI 0lUUllUOU nd 'OP81 [ou 01l:JA:J1qII :JUU:JllOmo Ip 'O:Jllll:Jl:J OJU1'il;)PlII ::lUOIZU:JAUI :Jludl:JUl1d ans UI rod 13:lPI,1:JSSU1l :JU ';)1~dlUV ·J.... ry Ip cusdoos :JU13rod rsoreuorsseddv 'U'ilIS:lQ JO AUl:lPU:JYIUUOll13NUI UlnU:lAlp rod IllY :lIPS: Ip ¥l:J!:JOS 131:>[10.\ M:JN 13(n8I) ,?pUOJ 'Ulnllld UU13:JlU:lUljUlZIUIISOlU:JIP:lQ'(U81-16Ll :>[10.\ M:JN) :lS10W: pnlU13S (£)
:.1..
:.1..£ nramp Ip osmdun :u:mq UO:) OUI::ll:lq:)~pU~oqo 'UlUU~:lSSUUlUmp ~p oSIndUII .ojund
m
::lIO~:ll nuonscs :lI OPUO:):lS':lI~qU~lUAUlUmp ~p osnad :l (U:lUTI:l oiund) rsmdun rdn :lnp ns orssuq ':l:)IPO:) OUI~UOUl0.IPP :lUO~ZTIllSO:)Un:lU (£) :lSlOW up OlUnOpU ojjonb :llU:lUIUnUS:l~ oisodso ordromrd P :lq:) ~A1:lSSO~S 'qoqUI'!s ~:lp UZU:lll0:):)0 ~p ~l!pqUqOld :llO~~~UUI uUu :lU~plO U! ~A:l1q nrd :lI OpUUU~:lSSU':lpqU~1UAUzz:lq~unI U l~q ~p ozuonbos :llUU~p:lUl auoruo ~s :llU:l~:)~JPmd O~lUU~q:l:)!po:) pp :lUO!ZTIllSO:)Uj ':ljUUI'!HOmns~l uou ussy Uzz:lq~unj U :l:)~po:) un :lAO .oiucpcocrd O~dUI:lS:l,U:lUOlS~A onrenb :llUZZqU1:lU:l~Olund oisonb U OUlU!SSOd
Ojoqmlsjllq J7
s't
ojoquns/nq 8'1 fl7
00
1
IO
00
I
TO
:J dJlpO:J
fI d:J!PO:J
ojoquns/uq l "7
01
oloqulISj'llq
6P'I
H
z
to
~'O
00
£'0
IO
V d:J!PO:J
X I
1?JmQvQO.icl
oloQUl!S
':llU:l~lOS UIPP UId01lU:l,UU :ljun~n
z' to + z'
tsanb
'ojoq
+
-UI'!S/l!q s't = £'0 T ,~'o=;)7 Uzz:lq~unI Ip isoo 0pUUljnSU ':lIIqUqOld md ojoquns jU :lA:l1q nrd :l1:lnU1U::>j~ UU~:lSSU',?lq~qUqOld :lIPP 0lUO::>0PU:lU:ll ':J :l::>IPO::> I! :uZU:l!::>YP,I :llU:lUI10p:lljn :llU10~j~~U1:lpq!ssod 3 'ojoquns/itq 8'1 = T. Z· £'0 Z· = fI7 :l::>IPO::> pp uzz:lq~unI mm ouaruo ~S .nq un oratuiredsu :lU:l~A£X OjOqUlIS jI oramasarddar red aqo OlUP 'UlOq~IUI UZU:l~:)YP,IfI Ol:lq~j osstjard U oorpoo II 0puuzz~Plil 'OjoqUI'!S/l~q Z ~1USS:l::>:lU OUOSy ussy uzz:l~unj U :l:)!PO::>I! uoo onucm 'ojoquns/tnq 617'1= H U rrad ~ :llU:l~lOS Ujpp U~d01l -U:l,I :17'~ 'qul UU:lUorairodu ouos :lq::>qS!1:lnU1U::> !TI::> :lj '£'~ O!Z!:)l:lS:l.{PUUH!l:)S:lP :llU:l~lOS uI ~l:lPISUO:)IS 'Ol:ll:)UO::>OTdUI:lS:lun UO::> :ljUUI'!110u::>y~pO::> Ujpp UUI:ljqOld P U10 OUl:l1mp01lUI
to +
IX
0
'x
1
Ol
£x
00
on
IIO
~x
10
III
II 10
0
0
IO
:J d:J!PO:J
fI d:J!PO:J
V d:J!PO:J
+ s'o
OlOQUlIS
'Ol:lq!j ossqcrd U uou UUI :lpqU1JI::>:lp':J :l:)IPO::> un :l 'oroqq osstjord U fI oorpoo un ':lpqUlJI:):lp UOU Y :l:)IPO::>un 'qoqUl!S Olnunb U :llU:l~!.QS u_un Ip OSU::> j:lU 'mnU:lS:l1ddU1 OUOS £'~ 'qul uI ':lJ1pO~p-'"'llzz:lq'llunj :llOUTUInun OUOlU:lS -UO::>Ol:lqq ossqord U m:lnb :lq:) :lj!qB1lSOUIIP ~ UUI 'OSl:lAIP odn !P torpoo :lq::>uu :llUZZ!j!ln oroqqanod IS ,?lIU:l1uI 'UlnA:l:)!l ezuanbos Uj UO:)!ZTUIoqo OlljU unssou oisrso ou UOU:lq:) 0lUP ':luy ul :llU:lmUlUTP:lUlUlI:l:)SOUO::>!l au ':l1:lHU1U:)TU~OOpU:lA:l::>~l 'OUUlUUTlS:lPp OpOUl jUl U!
Elementi di teoria dell'informazione
101
pausa tra punti e linea all'interno di un carattere: assenza di segnale di durata T; - pausa tra caratteri della stessa parola 0 numero: assenza di segnale di durata 3 T; pausa tra diverse parole 0 numeri: assenza di segnale di durata 5T codice Morse utilizza quindi due impulsi di durata T, uno di lavoro (presenza di segnale) di riposo (assenza di segnale), per costruire punti, linee e vari tipi di pausa (fig. 5.2).
.mo
oon -'T--
'3T'
..
3T '
momenta di assegnare Ie combinazioni ai simboli possibili (lettere, numeri, caratteri di erpunzione e pause), Morse si informo presso una tipografia sui consumo medio dei vari aratteri utilizzati per i cliche, associando poi combinazioni pill brevi ai caratteri pill uti.zzati; il risultato fu un codice ottimizzato rispetto aIle probabilita di occorrenza dei diversi boli nell'ambito della lingua inglese.
5.2.4
Algoritmo di Huffman
formalizzazione di quanta discusso nel paragrafo precedente e nota come algoritmo di Huffman, Ie cui applicazioni pratiche sono dette codici di Huffman. Note Ie probabilita di _ correnza di N simboli mutuamente escludentisi da codificare, I'algoritmo di Huffman revede i seguenti passi: ~I si ordinano gli N simboli dal pill probabile al meno probabile; _) si assegnano con seeIta arbitraria i valori 0 e 1 agli ultimi due simboli (i meno probabili); :) si raggruppano i due simboli in un nuovo simbolo, con probabilita di occorrenza data dalla somma delle due probabilita parziali, ottenendo un nuovo sistema a N' = N - 1 simboli; ..1) se N' e maggiore di 2 si eseguono nuovamente i punti 1 -0--3 sulla base del nuovo sistema; se si ha N' = 2 si assegna, sempre arbitrariamente, 0 e 1 ai due simboli rimasti e si conclude la procedura.
Ogni volta che si assegna 0 0 1 a un simbolo composto, si intende che quel valore e assegnato a tutti i simboli di partenza che 10 compongono. I bit assegnati di volta in volta, posti in sequenza, costituiscono i caratteri assegnati a ciascun simbolo, la cui modalita di costruzione garantisce un codice a prefisso libero. L'ultimo bit assegnato potrebbe essere indifferentemente, rna con scelta uguale per tutti, MSB 0 LSB; nell'esempio che segue sara considerato MSB. ESEMPIO
5.4
Costruire un codice di Huffman per la sorgente discreta a quattro simboli, Ie cui probabilita di occorrenza sono indicate in tab. 5.5. Determinare l'efficienza e la ridondanza del codice. SOLUZIONE
Una possibile codifica e rappresentata in tab. 5.5. II bit della colonna C del codice e quello assegnato nell'ultima fase: 0 al simbolo Xl e 1 ai simboli X2, X3 e X4, raggruppati in X234; il bit della colonna B e quello assegnato nella fase intermedia: 0 ai simboli X3 e X4, raggruppati
Fig. 5.2 - Codifica Morse del rnessaggio SOS (Save Our Souls, salvate Ie nostre anirne).
IOIOTIOOIOIOOIIOI
;)UOISS;)JdUIo:J;)G
cuorssarduro j ";)UOIZBUIJOJUI.lI:lP ;)OOISS;)JdUIO;)
;)UO!ZBWJOJUl
&'S ·lJ!.:I
"OPUO:)gS lp
~Z T Ip
OUl~SSEUl oduroi un u~
orpenb
~U~O glgllgUlSEll
"
O~lESSg:)gU ~
gUO~ZE,IPP -'::lInuquo:) EI glgUgnO 19d mo u~ '!IEl~~~P Ogp~A ~UlglSIS ~ nprensu oiuerrodun nrd orrorzeoqddaj '£ n~IEulJ EI EP1En~~1oiuanb l::ld "O:)~UOPPl oumsuoo 10mUl UO:) rpmnb g '(Z ~l~IEulJ) glUgUlg:)OPA nrd IIEUl-g ErA opauoursan 19d 0 '(1 -'::l~IEug) qlgIPSIP oreturradsu 19d EU1UlEl~Old un ormradmoo onroo (orodns gqqglAOP 0) ES 'romduroo un ~z~Iqn onbunrq-j
~ll:)0pA 19d IPi:)
EIPP
ouotznutunp
EIPP
oiucuma
'IPi:)
nrep
ann
"::lUO~SSIUlSEll~P EUlglS~S IE ElSgIq:)~l S/l~q ut gl::lngUlSEll ~n:) u~ O~SSEUl oduroi E OlESSg (£ :ESSgUlSEll opuooos
'::lUO~SSIUlSEll Ip EUlglSIS PP S/lIq u~ EUlISSEUl -'::lI:)0PA EI ElEssg :EIlOUlgUl Ip omrrndstr
(Z Tj
:qugn~gs gI ouos qEp ouorsscrduroo EIIgp !IElgU::l~ -'::lIIEug =t "(£"~ "~lJ) euoisseuiwooep nuop ~ ESlgAU~ gUOIZElgdO,I ouroo !so:) 'imp euotsstud -tuOJ El~mJ::lp ~ ouorznrodo gIEl "E~ld EllE onodsu ::llUgI:)ljJ::l ntd El::lIUEUl U! gUO~ZEUllOJU! EUlIS::lpgUl EI nuosarddur ::lq:) 'EIlEU!q ezuonbos EpUO:)gS ntm glgU::lnO ~P ::lug IE glUEllns~l ossnu I~ araroqtqo ~P oresucd ond IS '::llll::lPlJP oood EIlEUlq E:)g~pO:) ntrn g:)slqns El::ll:)SIP glUg~lOS nun ~P ::lUO!SS!Ulg,I cs gq:) ::lUlnSgp IS 'oiuapcoard OJEl~ElEd pu ouap oirranb EO
~l!le.laua8
rcs £·s
rl-ep aUo!ssaJdwoo
-onn opap)
0
0
0
1
1
V fl
1
zs otdurosajpu
1'0
LX
81'0
1
£x
zro
1
'oorpoo PP BZUBpUOpUBI ::l BZU::lI:>!lP,1::llBUlUll::ll::lG "(OlB:> BHU:>S::lP::llU::l]3lOS BI rod UBwlJnH !P ::l:>TPO:> un ::llTn1lSOJ
"x
9'0
0
-
1
IX
0
17'0 9'0
'l7£Zx ...
LX
IX
9'0
"t£x
zto
LO
81'0
'i
1
IX
1
W'"li-
1'0
zr'o
-0 ..
81'0 9'0
"x £x LX
~
,
IX
ft
;)
'd
oloQUlIS
u
;)
V
'd
0jOqUlIS ~
oJlPO;)
T"~ ordurcsq
"%1Z
s's g
"qe.1
%6L
E
::llUgWBA9l::ldsu uad uzuupuopu ::l EZU::l!:>!lPOSU:>oisonb UT gqq::llAU l!q ::lnp !P ussy Ezz::lt{~unl U ::l::HP0:Jun omoo IA1::lSSOIS "(% Z) zo'o =). ~ UZUUPUOp!l EnS BI anuour '(::lIEnlU::l:Jl::ldUT '% 86)
86'0
= ~ =U U
uad ? corpco pp UZUg':J'JP,1 'OIOqUlTS/l'q Z9'1
glU::lillUA9lgds!1 uad ouos £x U 0 :::lSBJuunrd uTpu
L8~'1
= 7 ::l oloqUl!S/IlIq
=H U
aotpoo PP EZZ::lq'i3unl ul g ::llUg'i310SEIPP erdoriuaj :;>t{:JlOd"17X B 1 ::l oTpnb ? V mmojoo EIPP irq I! : Zx OIOqUlTSTB 1 g '17£X U!
oreusossa
Elementi di teoria dell'informazione
103
Nell'ambito dei metodi di compressione si devono considerare due categorie fondamenali: ~
~Igoritmi conservativi, 0 lossness (senza perdita), mediante i quali si ottiene una compressione totalmente reversibile, e cioe tale da rendere possibile I'esatto ripristino del [ormato originario dell'informazione; - algoritrni non conservativi, 0 lossy (con perdita), che operano esclusivamente sull'informazione audio/video digitalizzata; in pratica tali sistemi sono concepiti in modo da determinare una codifica pill efficiente di quella originaria, seppure a scapito di una leggera perdita di fedelta rispetto all'informazione generata dalla sorgente. entre gli algoritmi lossy saranno considerati nel successivo capitolo, in questa sede si gliono esaminare le caratteristiche fondamentali di alcuni algoritmi conservativi, che, per -0 stessa definizione, sono universali, ovvero si possono applicare a qualsiasi tipo di formazione codificata in forma binaria. Una prima cosa da considerare e in quale forma appaia, in un flusso binario, la minore :naggiore ridondanza del codice utilizzato. A tale proposito si consideri un codice ottimale, cui si abbia L = H: il flusso informativo medio di H bitdsimbolo emesso dalla sorgente ne trasferito con un flusso medio di bit/simbolo identico; questa significa che l'informaone associata mediamente a ciascun bit del codice e pari a un bit I' ovvero che la probabilita occorrenza dei due eventi 0 e 1 e identic a (vedi esercizio 5.2). Si puo quindi concludere e i1 flusso prodotto da un codice ottimale deve presentare mediamente un uguale numero ifre 0 e 1, con distribuzione casuale, come si avrebbe in una sequenza di teste 0 croci ~ erminata da ripetuti lanci di una moneta (fig. 5.4a). Per contro, in un codice non ottimale :it presente uno sbilanciamento del numero medio di cifre 0 e 1 e/o una distribuzione n casuale degli stessi (sequenze pill ripetute di altre), in maniera pill evidente quanto ggiore e la ridondanza del codice (fig. 5.4b e c); gli algoritmi di compressione, in linea ::-_nerale,individuano tali caratteristiche e su tale base ricodificano pill efficientemente I'in-
per
1000101101001101
1000010000010011
1100110011001100
(a)
(b)
(cl
Prima di descrivere le applicazioni, e necessario evidenziare gli ulteriori attributi in base quali si classificano i metodi di compressione. Una prima distinzione puo essere fatta tra:
Fig. 5.4 Tipologia dei flussi nurnerici generati dalla codifica binaria: (a) codice ottimale; (b) e (c) codici ridondanti.
- algoritmi on-line: operano in tempo reale, ovvero elaborano il flusso informativo man mana che 10 ricevono, generando la corrispondente ricodifica (fig. 5.5a); algoritmi off-line: o~rano su una informazione memorizzata, che viene elaborata nel suo complesso al fine di generarne una rappresentazione pill efficiente (fig. 5.5b).
...01101010 ...
...1010 . (a)
01100101 10110011 _ 10011100 10110101
00101011 10101100
Memoria di massa
Memoria di massa (b)
Fig. 5.5 (a) Algoritmo on-line; (b) algoritmo ofT-line.
'Zl OWlllOlllll,IFlP
ordrouud Ip llW"q:JS I,'S '1I!:J
I
•
vI (a)£ (:))1 (a)6 (v)L (Ov (Z)[ (V)£
'''lllWI:J.,PllS., ll! lllllU.,S.,lddllJ 'llq o.nrenb Ip Iddmll ns 3T~
ouorssorduro-j 9'S '1I!:J
, .. 01 (d)T [TOOlIOTTOOIOO
zIt
3'TI11
ouotssardmo-j
'" 01101 TOOlOT [lOOT lOT TOOTOO
8Z '" aaa:)aaHHHHaHHvvvvvvvLLLLZVVV
oreoqddn osssoord oilOIUUUun OlU1U:}S:}lddu1~ V8'~ 'il!J UI 'ump;):J01d UU:}P:}UO!ZU:JyqdUl;)S:} :}UlO:J~uzz:}qilunI ans UIIU :} szucnbos aunrd UIPP ouorzrsod UUU 11U:}puodsIl10:J !lOIUA !P mddoo nun UO:J:}:Js!nmSOS131U1SIAl?!il nzuonbcs Bun U11UO::>U! oprmnb LLTI OUll!lOilIU:l '(LS 'ily) O!lUUOIZ!P 113OlU:}Ul!l:}J!lun UO:J :}qilUlllS :}SS:}lS:}U:}P:}ZU:}llO:J:JO;)AISS:}:J:Jns:}I opucrunsos ':}IUU!~!l0 ezucnbcs Ulpu :}SlO:J:JOl?!il :}qilU!llS :}II:}P«O!lUUO!Z!P»un arm.nsoo pu :}lS!SUO:J'PIJSI.JVUOIZIP IUll!lOilIU nil :}l!U!PP UJ oqo 'oseq !P U:}PI:l '!A!lUnUpU :} :}U!I-UO'!AIlUA1:}SUO:J !Ull!lOilIU !P :}Ul:}!SUf.unopucrduroo 'AIZ T :} pdw:}1. ''I up !luddnI!AS 'Z1. !UlHlOilIU qil:}p U!Iil!wuJ 131.
Zl !WWO~IV
*g
'U!lUU!q UilU!llS USS:}lS131UO:J OlU:JY!P0:J ounosnro ':}lOIO:JO:J!lU:}P!!P nund !P ozuanbos :}qilunI nuasord ouos !m U! ':}lu:}wIU!:J!J!llU :}lUl:}U:}ilJU!ilUUlW!!P oSU:J [ou ouotssorduroo !P !IpA!I !lIu nrd ! :}ilun!ililu1 :} '(ddLL :} dWH !lUUl10J !:}P orezzqnn oood !UO!Sl:}A:}umlu ;) VDl. 'D3:df) !:Jyum IlUW10J nmoje U! oreoqddc 3: 'HU1:}U:}iltdoos red ;)lU:}!:lYPoiuaurrejoo -urad unnsil uou OlUUl1;)d :} 'nuniln ;)qiluills !P motznsdu :}qilunI :}II;)UUl!SU! ezuepuopu 131oIoS Unp!Alpm OP01:}Ul :}Iul. '(:}IUUl!:J:}PUS:} U! umuoscrdder ouos l!q ornnnb !P !ddnJil mo U! '9'~ 'ily Ipan) USS:}lSU~UI11Suuup Ul!nil;)s ':}l;)dll !S UilUU1S131!m U! :}lIoA !P oroumu I:}P :}uO!zu:J!PU!,IuO:J !:JIlU;)P!l!q 0110 amddo ornnnb !P ;)qilUl1lS !p ozuonbos !P otrorzrunsos uuns olusuq ~ (< 13 u:Jy!p0:J '2ulpmut/ 11.f2ua7-unN) 3:TM OUll!lO~IU,1.
':}lu;)il10S Ip u!ilOIOdll rssrspmb ns ;)lU:}!:JYP tpumb o 'OA!lUnUpU ~(O;)P!A/O!pnU:}UO!zuuuoJU! 'udord ;) !l:}A trap) o:J!l:}Ulnu ossnu lp odn !SU!SIuub 13;)I!qu:J!Iddu ~O!:J ;) 'OAIlUA1;)SUO:J ~;)UO!ZU:J!Iddu!P odn PP ouorznnjop .rod ';)Un-UO :;)l::lSS;);)A;)P oWluO~IU ;)IBl ~:}UOIZ;):J!l ;) :}UOISS!WSUllIp !suJ ;)U;)U;)lU;)WUA!l -iodsu ourarodo 'ouorssardtnoocp :} :}UOISS;)ldwo:J!P OUlP10ilIU un 13 'o:JY!:l;)ds uou odn !P 'oouonmu :}UO!zu:J!unwo:J rp UW:}lS!Sun up OlS:}lq:J!l onrenb :}lU!ZU:}PIA;);)IonA !S ';)UIJuI ';)Uo!ss:}ldUlO:J !P on;)ililo oououmu ossnu I;)P ;)q:JIlSI1U1S;)IPIlS!1;)l1U1U:J:}IIu :}IU;)l oduroi UI tnrapa !S :}q:J cuotsscrduroo !P uuraqos oun cpcxord ;)S 'oantntnpo 0 'O:JIUlVU/P ~(Bll!l:JSuu!~ud nun !P Ol:}U :} o:JUU!q ut :}UOISUU:JS uun Ip oraijnsu 0 'II;)SV ;):J!PO::>U! :}s:}Iilm oisoi O!dUl;)S;) rod) oraoqddn ;)l:}SS:} :}A;)P OU;IlIlOilIB.I :}Iunb uuu '!lU;)illOS Ip u!ilOIOd!l mrco nun !P ;)IU1:}U:}ilu:JllsllulS uU:}P osaq uuns Ul!nJ1SO:J 'ossorduroo :}:J!po:J PP ozuanbas ;) OPUU!il!lO ossnu PP ozuonbas 1311U1USSY;)ldszuopuodsuroo nun ;)lUUIP;)Ularodo ;)S 'O:JIJV1S .odn !P ;)l;)SS;) ond ouorssarduroo
!P ounuosja
un 'Ol1;)P oruanb 13;)1110
Elementi di teoria dell'informazione
Sopra la panca la capra campa, sotto la panca la capra crepa (b)
Fig. 5.8
123245623247
Schemi
Sopra la panca 2 capra campa, sotto 2 3 2 4 crepa
(\'\I\,r
I.:A.J/")\;,
"-Yl"M',
an testo. L'algoritmo LZ78, Ia cui pili nota versione e LZW, dovuta a T. Welch, indicizza sequenze incontrate, sostituendo Ie sequenze gia viste con il rispettivo indice del dizionario; fig. 5.8b e rappresentata I'analoga procedura applicata a un testo.
-.3.4
La compressione nel fax G3
ella trasmissione di un fax G3 la sequenza generata dal CCD subisce una compressione . ata su un codice di Huffman statico, ottimizzato rispetto aile probabilita di occorrenza sequenze di bianco (0) 0 nero (1). In tab. 5.6 e riportata una parte del codice, in cui e possibile notare come gia da cinque bit consecutivi si ottenga una compressione Ia cui nievanza cresce all'aumentare della lunghezza delle sequenze. Per comprendere l'alta effienza del codice (il fattore di compressione e di qualche decina) si deve consider are che contenuto dell'immagine scansionata e normalmente un testo, in cui sono pre senti nuerose righe interamente bianche, e dove, anche nelle righe scritte, sono presenti lunghe sequenze di bianco 0 di nero. Tab. 5.6
Parte del codice di Huffman utilizzato nel fax G3.
Numero di bit uguali consecutioi
Codice per il bianco (0)
Codice per il nero (1)
1
000111
010
2
0111
11-
3
1000
10
4
1011
011
5
1100
0011
6
1110
0010
7
1111
00011
8
10011
000101
9
10100
000100
10
00111
0000100
...
...
...
010011011
0000001100101
1728
End Of Line
105
000000000001
di principio delle procedure (a) LZ77 e (b) LZ78.
(;))Aq)
)X)'1lSllOOS"1
009
dlz'llSllOOS"1
lt1
)Xl'OSll;)1l009
009
dlz'osll;)1l009
L%
IUOISU;)llIIQ
;)[13
'(8'~ 'q'Bl) oimodu orsoi I! rod :llAq ltT I[OS ~p :l 'OS'B:)'B oiso; [~ rod :llAq L9~ ~P ouos nnddsz :l1YI:lp IUOlSU:lUIIP:l[ :lllU:lUl ':llAq 009 'B uad rquranua rod ~ :ll!J ~:lp :l['BUI'il~lO:lUOISU:lUIIP 'B'1 ':ll[OA O~I rod «'BS'B:)>>'B101'Bd 'BIPP ouorzuodu cuioo 0lnU:lHO opuooss I~ 'OS'B:) 'B usuureo 009 opuansrp 0lnU:lHO ourud II '(Sh\opU~M. ~P cion 0:):)0[8: I~ uoo nrepar ooto) orsoi ~P :l1Y onp «oraddtz» ~P ourmuodord I:) 'ouorsscrdmoo 'BIPP ousodord 'B OH:lP oiuenb :ll'B:)gIl:lA ~P :lUi] IV S·S OldW3S3
('SUOO uou)
Ull11I.lJnH
JIjj
1\\Z'1
'jjdf
+ aT~
(OAljllAl;JSUOO)
o~ifrJJZ
Ull11I.lJnH
omuuo]
I"P
+ LLZ'1
dlZ Z
Ull11I.lJnH
)[lll 'Olll
1\\Z'1
(Ill
+ LLZ'1
Ull11I.lJnH
zjj
+ LLZ'1
Ull11I.lJnH
qZ[ 'llq[
+ LLZ'1
Ull11I.lJnH
w
l1vzzmm !1.1.1nAOZ
-rssarduroo 1j1l11IlOJ
OSS".ldUlO~
md
IsnlJIP
mp
OJVUl.lOj
uazzqnn
I"P
"U01SWnS:;J
11lI)1l0jj[V
L·S ·qel
'Dtldf :l ~ID ~:)g'Bl'il q'BUl.lO] I ~snpu! ouos ~:lUO~SU:llS:l nudord BIIBP OUmSB!:) IlBnplAlpu~ 'qBl:lU:l'il rdoos .rod qBzzIlqn tssordmoo q'BllllO] qBdl:)U~d mp Il'BZ~PlTI !Ullllo'ilJ1~ !I'il nmrodu ouos 'q'Bl UI '«:llBddlzun» :l «oraddrz» !U!Ull:ll ~ !n:) Bp '(d/z :lm ~:lp :lUO~SU:llS:l) dIZ OlBllllO] I! OUBzzqqn :lq:) ~Ipnb OUOS ~snJJ~p nrd ! 'usonb Bll '~IB1:lU:l'il tdoos rod cuotssardurooop o cuotsscrduroo Ip BUllllBl'ilO.ld un orezzqun pa tod 0 BUI!ld BAOll IS romduroo IBUOS1:ld un Bzzqqn !q:::>
cr;
!SS8JdW08 !l8WJO.::l
9"£·9
/
I
/
/ S
~I'6 = 1 :V1sodsm
'S/lIq DOt PI 'B ;lUOISS:lUUO:) 'Bun uoo mfa1)d 'Bun arcuoursan 1) O!l'BSS:l:):lUodnrai I~ creurunaiop '0£ 'B rred :lUOISS:lldUlO:)Ip oronej un 0PU'BZZllodl :l 'lIq 8U I Ilm:)OSS'Bouos 1):lUlIm'ilo 1) :lq:) opuodag '(uro L'6l x Ii:) tV oreurroj 'Bm'Bd 'Bun Ip (uro .rod :l:lUlI LL) :lUO!znIOSU'Bll'Bps :lUOISU'B:)S 'BI U:lPISUO:)IS
/'
-'.i-
Elementi di teoria dell'informazione
SEMPIO
5.6
fine di verificare i risultati della compressione in campo grafico, ci proponiamo di salvare :onnato GIF due disegni delle dimensioni di 640 x 480 pixel originariamente a 16,7 milioni : colori (24 bit), il primo interamente bianco, il secondo ottenuto spruzzando diversi colori - 10 strumento aerografo del programma Paint di Windows (fig. 5.9). Salvati in formato ~::napnon compresso (estensione bmp), entrambi i file hanno una dimensione pari a 900 kB ~·480~ 300000 pixel codificati ciascuno con tre byte). Nel formato compresso il file bianco, cui e presente una sequenza ripetuta di terne di byte tutti uguali, raggiunge il pili alto grado compressione (tab. 5.9).
Bianco.bmp
CoJori.bmp
Tab. 5.9
Esempio 5.5.
File Bianco.bmp Bianco.gif Colori.bmp Colori.gif
- .3.6
Dimensioni (kB)
900 1,73
900 47
Compressione hardware
;j algoritmi di compressione e decompressione di segnali binari possono essere eseguiti ache mediante circuiti logici appositamente progettati. La co-decodifica hardware dell'inrmazione e giustificata da due tipi di situazioni:
-
-
107
L'apparato di codifica 0 decodifica e di tipo dedicato, ovvero e utilizzato per un solo tipo di applicazione (come si ha in un telefono cellulare 0 in un lettore CD audio). In questa caso puo risultare conveniente la co-decodifica hardware rispetto all'alternativa di aumentare la potenza del sistema a microprocessore sui quale e basato il sistema. II flusso dati e tale che il sistema a microprocessore non e in grado di eseguire la codifica 0 la decodifica software in tempo utile ai fini della comunicazione. In questo caso un sistema hardware, in cui i tempi di commutazione dei circuiti logici sono molto minori del tempo macchina richiesto al microprocessore, puo risolvere il problema. Un esempio tipico e la decodifica video in formato MPEG2 a schermo pieno su PC, dove il flusso di circa 4 MB/s (32 Mbit/s) non puo, essere gestito se non da macchine di particolare potenza elaborativa; pertanto per visualizzare fiImati in MPEG2 su PC di scarsa potenza risulta indispensabile la dotazione di una scheda hardware che prenda il comando del monitor.
Fig. 5.9 Esempio 5.5.
(I -
MgZ)il01
J
Mil
OT = (ap)NIs
:J
I-MgZ=NIs= :J
"alBapI alBUB:>un tp szuonban ill arsodsrg
= I + Nis = MgZ= :J
= (I + NIs) "il01 = MH" J
O't·S .,!.:I
:MH" :llUBSSBd BpUBq ;)lU;)AB ;)1B;)PI ;)1BUB::> un .rod J BAIlBW10lu~ ~l~::>BdB::> Bun ;)lU;)SUO::>;)q::>OW~U~WNis oiroddar OlBU~Wl;)l;)P orossa ond [£I"~] B1 0PU;)ll:lAUI ";)IBUB::>1;)U oransuan ond :lq::> opUO::>;)S 1B IPO B1 rod arouodns ;)ll~1 I! ;)q::>UBotnudso [£I"~] BI 'll~q P ararodns ond uou OSS;)WSBlll~q unosmo B BlB~::>OSSBIPO B1 ~q::>~Od "(NJ) ;)1OWnl PP Blpnb o (SJ) ;)1Buil;)s PP mp;)w BZU;)lOd B1 Bll oiroddar P Ol;)MO 'qBmlBu ~l~un U~ ;)1OWnl/;)1BU~;)S ouoddar E aruosorddur NIs mo nr
r.
[£I"~]
[S/l~qJ
(1 + NIs) l:ilol MH"
=J
UOUUVLfS !p tnnuuo] ;)lq;)p::> BIIBP BSS;)ldS:l ? BAllBW10l~ ~l~::>BdB::> B1 '(oounrq orourru) BlBSS;)l;)lU~ BpUBq BH;)U ;)lUBlSO::>ornods oun B~qqB oiuosard ;)1OWnl E ;)q::>tsciodrjjon MH" BpUBq lP Bzz;)qillB1 uoo :l1B;)P~;)IBUB::>un Ip OSB::>pu ~;)1BUB::> Flp txumuuofui '{J1!:JVdvJ0FU~PP ? B10::>::>~d ;)lU;)WB~lBlllqlB ;)1011;) ~P ~F1~qBq01d troo ;)1BUB::>un U~ orcnoursan ond ~S ;)q::> oououmu ossnu I;)P J O~SSBW :lFW~I ';)UOIZ;)::>11U~ ~1Buil;)s ~;)P OlU;)W~::>SOUO::>~l 1B OSI::>;)ld noq onurq un ouodun ;)IBUB::>pu oromru ~P BZU;)S;)ld B1 B::>IlBld B1pu 'JUo~zB1Buil;)s ;)1PP Ol;)WnU E 0PUBlU;)WnB Bl~::> IP' ezuonbarj B1 ;)lU;)WBl~U~ppU~ :llBlU;)WnB oroiod Ip '~1Blm::>lJ:) ~l~SS;)1dwo::> ;)1 opuerousr ';)lBSU;)d nssod rs cuaqqos 'BlO
n
[ZI"~] lsmbAN ~P ouoiuo 1~ ;)l;)IBA B Bnu9uo::> ;)1Bnb B1 aod '(pnuq) qa cuorzejnpour ~P ~l~::>OpA BIIB onodsu U ;)1OHBJ un Ip (s/pq) BlJ~::>Ip czucnbarj B1 ;)lBlU;)W;)l::>UI ;)1~q~ssod ? 'JUOIZB1Buil;)s uZ B ;)q::>y~po::>ommpatn '£ ~lJUn,IIBp OlOU ;)wo:)
[In] :1Sznbtf.N
!P
01J.oJ!.lJ nuop
';)UOIZB1;)l ;)lU;)nil;)s BIIBP asscrdso
rpumb ?
x,w'1
Bll~::> !P nztronbaq mI1~SSBW B1 ~(MH" = ~H") ;)1!q~uodslp BpUBq Bl;)lU!.I JHnlJs ;)q::> 'Bzu;)nb -;)11 U! orqsun ;)lU;)WIBnlU:lA;) 'lsmbAN !P tsjndun B ;)1Buil;)s un ;)lUB~P;)W ;)U;)~nO IS IlBU~q ~1Buil;)s uoo IlBp ;)UOISS~SBll Ip ~l!::>OpA BW!SSBW BI :llU;)W;)lU;)PIAt[ '(OI'~ 'ily) MH" ;)lUBSSBd BpUBq BIPP OUl;)lU!.I1B :llUBlSO::> OUilBpBnil ;)lU;)AB ';)1B:lp! ;)1BUB::>un B10 !l;)PISUO::> !S
[OI"~] ezuonban !P
;)UOIZB1;)l B1 opuooos 'B1JI::>~P ;)lo~ililBW B1 ;)::>SIlUB1Bil;)q::>!lBU!q qBuil;)s !P ;)1OlBl;)U;)il E ;)l;)SS;) Bl1ns!l lS!nbAN BpUBq !P Bzz;)qillBI Ip ~l!lBd B 'rpumb ~(lS!nbAN !P tsjndun B qBuil;)s)
osjndunj 'sMH
~. = Nj ';)q::>
I
B ired ;)l;)SS;) Blinsll
~l~un.II;)u
oFPBqll
BpUBq !P Bzz;)qillB1 ;)1O~W BI OlBlS
?
'~lBU~q qBuil;)s
''1 Bll!::> !P azucnborj
Bun BlBUil:lSSB
oirsodord V
~;)P BpUBq !P Bzz;)qillB1 BIPP
Elementi di teoria dell'informazione
e ipotesi indicate, per un canale telefonico avente larghezza di banda BW = 3100 Hz e rapo segnale rumore S/N(dB) = 35 dB, pari a 3160 in unita naturali, si ottiene una capacita issiva C ~ 36000 bit/s. Poiche, in linea del tutto generale, il rapporto segnale rumore di collegamento telefonico potrebbe essere inferiore a 35 dB, e inoltre il canale non e affatto ale come nelle ipotesi indicate per la formula di Shannon, risulta che sul detto tipo di canale e possibile, in generale, oltrepassare i 33600 bit/s raggiunti dalla tecnologia Y.34. Tale e e valicabile, in particolari condizioni, solo grazie aile tecnologie V.90 e V.92 (56 kbit/s), ai particolari saranno discussi nel successivo capitolo. Oltre a quanta detto, si puo osservare la formula di Shannon rende conto della instabilita della velocita di connessione di un dem V.34; infatti, tale dispositivo si connette a volte alla massima velocita (33600 bit/s), tre in altre occasioni la velocita risulta ridotta (31200, 28800, ecc. bit/s). II fatto e che nella - di connessione i due modem interessati stabiliscono la velocita di comunicazione in base rumore presente in linea; maggiore risulta quest'ultimo, minore sara la velocita di connessione, rtamente come indicato, sia pure in termini ideali, dalla formula di Shannon.
La formula di Shannon nei casi reali deve essere opportunamente corretta in relazione ~ distribuzione spettrale del rumore e all'effettivo sfruttamento di banda. Una volta tenuto il valore reale della capacita informativa C del canale, possono verificarsi due - tale limite viene rispettato; in questa caso permane nella trasmissione dati una piccola probabilita di errore, dovuta al fatto che Ie caratteristiche del rumore presente non sono mai totalmente prevedibili; - tale limite viene superato; cio e possibile rna il collegamento deve essere disposto a tollerare un tasso di errore tanto pili grande quanta pili la frequenza di cifra supera la capacita informativa del canale,
-tIl-
Determinare il rapporto S/N(dB) minimo affinchesia consentita nel canale telefonico la comunicazionea 28800 bit/s, ipotizzando che il canale sia ideale, Risposta: SIN (dB)= 28 dB
13]
5.5
Codifica di canale
5.5.1 Introduzione
[5.14]
La trasmissione dati consiste nella trasmissione a distanza di un qualsiasi tipo di informazione rappresentata mediante un codice sorgente. Dato che ai nostri giomi i mittenti e i destinatari .1i una trasmissione dati sono sempre sistemi a microprocessore, possiamo affermare che nella totalita dei casi il codice sorgente e di tipo binario (solo se si considerano applicazioni rmai obsolete, come un tipo di codice di telegrafia sottomarina a tre livelli, e possibile reperire codifiche non binarie), Come detto nell'unita 3, la piccola probabilita, sempre presente, che si verifichino errori in ricezione, si traduce nel tasso di errore della trasmissione BER, definito dal numero di bit che mediamente sono ricevuti a livello errato rispetto al totale dei bit trasmessi. Al fine di migliorare il tasso di errore effettivo del collegamento, sono state sviluppate tecniche definite di codifica di canale, basate sull'inserimento nel codice sorgente di bit aggiuntivi aventi 10 scopo di rilevare, e in alcuni casi di correggere, il verificarsi di errori di sostituzione in fase di ricezione. I bit inseriti dalla codifica di canale per la costruzione di un codice protetto, non essendo strettamente necessari alIa trasmissione dell'informazione, sono detti bit di ridondanza. Com'e intuibile, la potenza di un codice protetto e strettamente legata al grado di ridondanza introdotto nella trasmissione dalla codifica di canale.
109
R'l
'dOll-dIU :HpJlmb o ;}q:)!'301 oirod cqood "B ouo:Jnp~l ~s ;}l"BMPl"Bq B:JgIPO:J;}P ;} "B:Jg~po:J ~P 9~mlI:J I OS"B:Joisonb U~ ;}q:JUV 'oI0'3u~s ;}lOl1;}JPP USS"Bqntd OlIOUl ~l!I~q"BqOld UO:J "B:Jg~l;}AIS oired "BIH"B,Poqo "BSO:J';}l;}H"Bl"B:JOSS;}lS0IpU ~1011;}~P usd oroumn nn ;}l"BA;}IIl~P 0p"Bl'3 U~ ~ uou ~l~l"Bd ~P 0IIOIlUO:J P oqo non ~S '(tfp.md ppo) undsrp ~lIl"Bd ~P "BIO'3;}lUO:J ~l~l"Bd ~P 0IIOIlUO:J un ;}l~Ug;}P opqrssod ~ 'onop oiuanb "B;}lU;}Ulu'3oI"Buy
tI~mnI3 )IO aJOnaaJ!J lap auo!SIJaa
usdsrp llud lJmaaJU va!SsaldUlOJ
nzuenbss vllau
r
Jl[[
usd arduios
0-lOOOll01
ired crdtnos
1-00TTO[]lO
VmaaJ!,l va!ssald UlOJ vzuanbas
lJSSaUlSlJJJ v<1!ssaldUlOJ nzusnbes vllau [ 1)[[
1-001lO010 0-lOOOTT01 lJSSaUlSlJJJ va!ssaldUlOJ vzuarzbas
1 0
q
d
(rredsrp) £ (ued)
r
aJaJPUlSlJJJ vp aJanVJVJ /au [ 1)[[
001100lO lOOOn01 aAaJJaUlSVJJlJp a,lanV;lJ:)
'!lud "\llllud lp UIOjj~l UO:l 0II01JUO:)
O~'S 'qe,L
'(OT'~ 'q"Bl) ;}lU;}Ul"B;}UOll;}oraiardronn Ol"BlS ~ ;}lOI"BAun oqo rpmnb "BI"Bu'3;}Sundsrp I lIq ~P oroumu un ;}lU;}A"B"BA~SS;}IdUlo:Jczucnbcs "Bun ~P ;}UO~Z;}:JIlu~ ;}UO~Z"BA;}IIl "B'1 'Il"Bd I l~q ~P oroumu un orduros ~lA"B dq-;}l;}HUl"B:J "BA~SS;}IdUlo:J"Bzu;}nb;}s "BI OpOUl I"Bl uI 'I = "q "Bu'3;}SSU IS ~l"BdSIP ~ ;}l;}ll"Bl"B:Jpu 1 ~P oroumu P ;}S anuour '0 = dq "Bu'3;}SSU~s rred ~ ;}l;}llUl"B:Jpu I ~P oroumu I! ;}S :(tfJ!.md uoao) rred ~lIl"Bd Ip "BIO'3;}l;}lU;}n'3;}S"BInoo OlnU;}HO ~ ;}lOI"BA~m E q lIq un '(nq OHO ornddo ones "Buauurao oiuaureordn) "Bssg Uzz;}q'3unI ,~p lIq ~P tddruf "B ;}l;}'3un~'3'3"B,IPU ;}lS~SUO:Jo ';}1011;},Il;}P ;}UOIZ"BPA~l"BIOS~P OPOl;}Ul un ~ 1(11J.vd !P 0ll0.lJuO;) II
d
~l!Jed !P 01l0..llUOJ £'S'S
'~l~:J~IdUl;}S auranso ~P OUOS ;}l"BM -Pl"Bq "B:Jg~p0:J;}P"BI"B~S"B:Jg~po:J"BI"B~S"BUl '("B~SSIl"BA;}P ~ tmopo.nut "BZUUpUOpp "BI)IlU;}Dgp ntd ~;}P ~ UOU OPOl;}Ul II '(6-01 U £-01 "BP nssad ~s O~dUI;}S;}rod) OAm;}l};} ojjonb ~P oqno I"B trad OU;}UI 0 nrd "BHnS~l onptsor ;}1011;} ~P OSS"BlP ;} oddnra OSS;}lS OIl;}P lIq onburo ns uorro an OU;}UII"B;}lU:J~l;}A OUOA;}P IS ;}1011;} un aimpord rod 'l~q ~ Ip motznodu OUl"B~l;}P~SUO:J ;}S 'oIO:J:J~d ;}lU;}U1"B~l"Bll~ql"B Onp~S;}l ;}1011;} ~P OSS"Bl un ;}l;}'3un~'3'3Ul ond IS 'motznodu ~P oroumu I~ Ol;}AAO ';}:J~pO:JPP "BZUUpUOp~lUI 0PUUlU;}Ulny '(9-01 "B£-01 up cssed ~s O~dUI;}S;} rod) OATH;}l};}ojjonb ~P orarpnnb IU rrad OU;}UI 0 ntd uHnsIl onprsor crorra Ip OSS"BlII ;} 'oddnrf OSS;}lSoIPP lIq ;}ll ns ~1011;}onp ououqa ;}lU:Jg~l;}AOUOA;}P~s ;}1011;} un ormpord rad OSU:J oisonb u~ ~OoIoS un ;} I ;}np ouos I:J UlnA;}:J~l UUl;}l ulpu cqorod I ;}lOIUA ~l;}U'3;}SSU '011 ezuonbcs uun ;}'3'3;}I ;}lOl~A;}:J~l E ;} ~lU:J~Id~ll ouos l~q I ;}S O~dUl;}S;} l;}d 'IIun'3n l~q ~P UZUUlO~'3'3UUlullu csnq u~ omxoou l~q PP ;}lOIUA P ;}PI:J;}P 'ororrc UA;}Pl ;}S ';}lOl~A;}:J~l E +- I O~dUI;}S;}rod) ;}lU;}'310S corpoo PP l~q ~u'3o rod qun'3n l~q Ip uadsrp oronmtr un ~P ;}UO~SS!UISUlluI opaxcrd ;}q:J ;}1011;} Ip ;}UOIZ;}110:JU ;}:JIPO:J un ~ VZUV.lO!ZZVUl V O:J!PO;) uf}
'(n t
eZue..lo!~ew e !:)!poJ G'S'S 'IlnA;}:J~l nap m oseq u~ IUOIS~:J;}P;}IPP ;}lU;}UIU;}UBlUUlS~ oropuord ;}A;}P;}lU;}A;}:J!lOlUIUdduJ ;}S 0 '(aroimoursan I! UO:J oreonmmoo ond uou ;}lOl~A;}:J!l p) ;}IUUO!Z;}lIprun odn !P ~ ;}UOISS~IUSUlluI ;}SU:Jg~l;}A~s <:)l:J~O;}UOl1;}OpOUI UI umcrdrcitn !lOIUA I ';}1;}'3'3;}110:Jrpumb ;} 'UZZ;}l1;}:JUO:J oranptxrput !P OpUl'3 u~ ;}:J~po:Jun uO:J ;}UOISSIUlSUlluI ;}l;}'3'3;}lOld OIIUSS;}:J;}U~ -
'ouotssorddos ul ;}UlUl;}IIOl ~P OpUl'3 u~ ~ ';}IUl!'3~P UI 9Ill;}AUO:J !:J!'30Iuuu ~Iuu'3;}S !P ~UO~SSIUlSUll ;}lpU ;}lU;}UlU:JIdIl ;}U;}!AAU;}UlO:J 'omddo ;}lOl1;},I ;}U;}Iluo:J ;}q:J o:J:Jorq PP ;}UOISSIUlSUllIl ul ;}l;}P;}~q:JIl <:md ;}lU;}A;}:J!lOl"BIUddu,I ;}S U:Jg~l;}AIS
W3S3
:!UOIzunlIs
;}np ;}lUnp!A~pU! ouossod
IS IlUP ;}UOISS~U1SUllIp ~UI;}lS~S!;}U ;}IUl;}U;}'3UI
on
Elementi di teoria dell'informazione
EMPIO
111
5.S
comunicazione tra la porta seriale di un - e il modem prevede la possibilita di usue del controllo di parita, selezionabile in ows 95 e successivi con il percorso Pandi controllo] Modem/ Proprieta] Connessione
_ 5.11); normalmente il controllo di parita - bilitato in quanto, vista la breve distanza, -:dabilita della trasmissione e pressoche to-
Costruire una tabella analoga alia tab. 5.10, basata sulla regola di parita dispari.
Fig. 5.11 Esempio 5.7.
-::>.4
Protezione a ridondanza di bloeeo
protezione a ridondanza di blocco (0 controllo di parita incrociato) e un metoda che _ ente la correzione di errori singoli e la rilevazione di errori multipli su blocchi di bit. -0 prevede la costruzione di una tabella (matrice) con un blocco di caratteri e l'assezzazione di un bit di parita per ciascuna riga (parita orizzontale PO sui caratteri) e per - una colonna (parita verticale PV), compresa quella di PO (tab. 5.11, in cui per semplicita ppresentata una matrice 4 x 4); il carattere genera to dal1a parita verticale e detto carattere ontrollo del blocco
0
BCC (Block Check Character).
5.11 Controllo di parita ineroeiato su un bloeeo di quattro caratteri a quattro bit: (a) caratteri trasmessi; (b) rieostruzione del rieevitore in easo di singolo errore; (c) rieostruzione del rieevitore in easo di errore doppio.
PO
PO
PO
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
@)
1
0
0
0
@)
0
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
@)
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
I
1\
01
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
@)
-~. t 0
BCC (a)
1']
PV
J
PV
1
i
o ~~ dov'e , I errore.?
(b)
(c)
ricevitore ricostruisce la parita orizzontale e il BCC sul1a base dei soli bit di informazione ;: ne confronta i valori con quel1i ricevuti; se rileva differenza, corregge 0 solo segnala errore. E semplice verificare che il metodo descritto identifica e corregge il singolo errore .ab. 5.11b); identifica inoltre gli errori multipli, a parte qualche particolare configurazione,
'rroq~s ouo B ired otrotzanoo ~p ~:q~::mdB;:) UO:J '~A!lBm10]UI qoqmIs 881 ns BZUBpUOp~l~p rroqw~s 91 nucsord ouos mo u~ UOWOIOS-pgg~ g:JlPO:Jun B:J~pU~(881 'POZ:) S~ orduroso rod ~(>f 's
+ >f) S~
gWO:J !lB:J~pUI ossods OUOS I:JlPO:J IIBl
'BA1lBUllO]UI nzuanbos
Blpu IIoqw~s
l
~p
S
'gUO~Zg;:)~l ~p gSB] u~ 'gUO~Zg110;:)gEq~ssod BI opuouono BZUBpUOpIl ~P ~Ioq~s Ip S oroumu un (glAq >f orduroso 19d) IIOqWIS >f ~p ozucnbos B ouo~un~~~B ~S mo u~ 'UOUI010S-PiJ(}"~ lJ!POJ ~ BZUBl10dwI :llBJO;:)~l1Bdouournssn glOllg ~P gUOIZ:l110;:)B I:J~p~:J~:J~pO:JI Bll ':3 B glBn~n 0 :llOU~W BzzgIl~unI ~P tuo.u» !P 1smq) IA!lnJgSUO:J pong ~p ozucnbcs gI onru BA:lI!l 'rrndsrp X uoo nq X ~p Il011g !I~ BAgI~l 'rddop o IIo~u~S Il011g II~ rnru BAgI~l l~q :3 B o:J~p~:J g:J~po:J un ~gUO~ZBZZIlOWgW BI 0 :lUOISSIWSB1lBlIns BlInu 19d ISBnb nsod uou J~J B:JglpO:J BI In:J rod '91 0 ZT glUgWB:Jldq 'OSSBq md oijour ~ glOlB1gUg~ orurouqod pp OPB1~ E g lIq:>ypp :lU~PlO,IPP 1U0TSUgm~pOUUBI{l~q Ip tddnrf I OSB:JOUIIld PN 'glOl1:l ~p gUO~Zg110:JB IJ~pO:J g :l1011:l ~p gUOTZBAgIIlB ~:JlpO:JB1l oronsunsrp gAgp IS oqonard 1U0~ZBZZIIBg1 glPN 'OAIlB~gU OSB:J~ g1011:l 0PUBAgE1'glOlBlgUg~ olpnb g oiuopuodsuroo omrorrqod II B1l oisar pp 0lInu ':J czucnbos BI ansmbou BlIoA BU[l
:llOIBA E glB:Jg~lgA B gpgAA01d gUO~Zg:J~l Ip 01B1BddBJ
':J nzuanbcs BI B!A~ ~s ~oIInu oiscr 12P 'glOlB1gUg~ onnouqod E 19d OS~A~pos ':J B oiuopuodsuroo OTUIOU~lodE gIl:J opqurisotmp ~ ~:J ourarourerqo gIl:J osrssojduroo O~lBUIq oroumu un !so:J opuououo O~lBU~qorcumu E qBp 19p lIq U ~I~B BpO:J UI «cpuodde» ~s ~llq :3 121AB}[ '1 -:3 OPB1~ ~p glgSSg gAgp orscr onnotrqod E oqo OlBP ~gUOTS~AIP :lIBl tp oisor omrotrqod IB gpUOdS~110:J gq:J }[ OIlBU~q oroumu I~ Bnp~A~pu~ ~s orejoonrad UI g 'glOlB1gUg~ ojjonb g D B oiuopuodsuroo orurouqod E an gUOIS~A~pBI :ln~gsg rs ~D OUIg1gmBIIl:J gIl:J O~lBUIq OlgUInU un opuououo '0 gl]~:J :3 nq U !I~B ouo~un~~~B IS :IUOTZBlgdo uuonscs :lI ouonsosa IS 'l~q U ~p oddnrs ~u~o 19d ~gUOTZg:J~l g gUO~SS~WSB1l ~p !lB1BddB II~ OPlO:J:JB,p crosse OUOAgp :lIBnb Ins 'u >:3 OPB1~ ~P 'iJ.l.01V.liJUiJ:3 onuouuod ouop 'onnotrqod un g:JSII~qBls~s -
'u
~lIq
U
!P tddruf u~ gUO~ZBWlO]U~,I'1P~AIP~S -
.opoui glU:ln~gS pu B:JIlddB IS J~J B:J~U:JglB'l '12l~un Bun ~p glOS~AIP [op ojpnb B :llO~lg]~ OpBl~ ~P ournjn.iscnb 'oisor orurouqod un g oiuatzonb OlUIO~Iod un U~ glSISUO:J gUOlZBlgdO,IPP orennsu E ~ow~ld pp oIpnb B glOIl:l]U~ OpB1~ BIl ournjnisonb os (x) Zd g (x) +d ~UIOUIIodgnp Bll :lUO~S~AIP~P gUO~ZBlgdO,I BllU~'pp ~ gI{:J oloS omB~:Jlp '~lBU~q ~UIOU~IodIgp B1qg~IB,lIgU ~:J1B11I0u~ BZUgS '1 - U B ucd ~ l~q u B oroumu un B OlB!:JOSSBorurouqod un !P 0pBl~ I! :lIl:J uou IS 'TOI O!lBUIq oroumu E :llBI:JOSSBgl~q~ssod ~ gIBnb IB 'ox. 1 IX. 0 zX. 1 gWO:J gI~q~UIIldsg '1 zX OTWOUIlod E ~ oiduroso u[l '!lUg~:Jillgo:J IOns ~gp eztronbos BlIBP OlInlI1SO:J O~lBU~q oroumu un glBI:JOSSB gEq~ssod ~ O~lB~q orurouqod ~u~o V '1 :l 0 ~loIBA IloS ~ oroumssa ouossod utrotoqjooo ~nJ ~ 'x gIIqB~lBA Bun ~p glglU~ ozuoiod ~p BUlUlOS BI gWO:J 0lIuggp 'oumoq O1U1OU!lOd ~p gUO~ZOUBI glBUlBIIPIl O~lBSSg:JgU~ J~J :lIl:J~U:JglgIPP OTI~Bngp gq;:)IBnb glB1UOlllB 19d 'gI!q~ssod J~J gUO~zBu~qmO:JBun BlO:JUB gUg~nO ~S J~J g:J~pOJ un ~p g!lBu~q gl]I;:) gl glUgUlB:JIPI:J opUBlom ~Il;:)l:ld !l~uggp !SO:J OUOS ~;:)~p~;:) ~:JlpO;:)I '~;:)IldUlgS glUgUlBAqBp1 ~:J~~oIq~nJlI;:) glUmpgm glBMplBq gUo~zB;:)rrddBJ gllIOUI OPUglUgSUO:J'OnOpOllU~ BZUBpUOp~l Ip OpBl~ g BZUg~:J!IPBll Ossgwoldmo:J uonq un B1UgSglddBl gIl:J OlBP '~lBP ~gp gUO~ZBZZ~lOUlgUl BIPP g ~Uo~zB;:)lUnUlo:JgplgIPP odmB:J pu B1B~g!dUl~glUgmB~lBI ~ (:3U!>fJiJt{:J Jlplf:J) J~J 0 !:J1P!J !:J!POJ InS B1BsBq glOl1g Ip gUOTZBAgIIl~p B;:)~U:JglB'l
+
+
+
IfJuvpunpiJ}[
'oIollmm:ll OSB:JI;)U 17 x
17
0IoguBl11 B 0Idul
:l1011;)un OlB:JYU;)A BlS IS 1m ill
;):J!11UWBun ns U1U!:J01:Jill 1?1!1UdU U:JYU;)AuIPP olullnsll
Ip glddo;:) gIPP Bunu~o
B gl~nqpnB
II ;)1;)AU:JS;)a
-'Ii.
'(gIBUO~B~p u~ l~q gqqg110d ~s glong,I In:J m 'Jll'~ 'qBl !piJa) BuuOlo:J 0 OUOS :lS oIoS ~pg~~gllO:J Ip OpBl~ u~ ~ Bm
B~~l BSSglS BIIns OUBAOll ~s g ~lBds~p OlgUlnU ~
Elementi di teoria dell'informazione
SEMPIO
113
5.9
~ tecnica per la trasmissione dati HDLC utilizza un codice ciclico a 16 0 32 bit per proteggere 'errore blocchi di dati dell'ordine di grandezza del migliaio di bit. Il campo che contiene cit derivanti dall'applicazione del CRC e detto checksum (fig. 5.12).
bit
8
flag
8 (16)
8(16)
I address I control
n
16 (32)
8
dati
checksum
flag
: 3.6 Codici convoluzionali sono codici a correzione di errore molto pili sofisticati dei codici zaaggioranza 0 del controllo incrociato di parita, rispetto ai quali e pen) richiesta una ggiore complessita nelle realizzazioni hardware. In tali codici vengono generate sequenze bit dipendenti dai k bit che si vogliono trasmettere, nonche da un certo numero di enze di k bit precedenti. Si dice che il codice ha memoria m se Ie sequenze precedenti _ influiscono su ciascuna codifica sono m - 1. Dato che nelle applicazioni pratiche sia _ e k sono molto piccoli, dell'ordine di qualche unita, prendiamo come esempio il caso cui si abbia n = 2, k = 1 e m ~ 7: per ogni bit del codice sorgente saranno trasrnessi due il cui valore dipende dal bit da trasmettere e dal valore dei sei bit trasmessi precedenente. Se si considera una sequenza codificata di due bit, questa dipende dai sei bit _ ...denti, con i quali deve essere compatibile, rna soprattutto da essa dipendono Ie sei ~enze successive, per cui il sistema in caso di errore rilevera sequenze impossrbili e sara _ ado di identificare il bit errato. Un esempio di codifica convoluzionale e la codifica a grandi linee nell'unita 3.
_ dici convoluzionali
Determinare la QdI associata al risultato di un giro di roulette (risultati possibili: 0-;- 36). Determinare la QdI associata al risultato di tre giri di roulette.
Determinare l'entropia della sorgente «lancio di una moneta truccata», in cui hanno Ie seguenti probabilita di occorrenza: testa: 0,65; croce: 0,35. Sia data una sorgente a quattro eventi, con Ie seguenti probabilita di occorrenza: XI-O,4, x2-O,22, x3-0,21, x4-0,17. Costruire un codice di Huffman per la sorgente descritta. Determinare l'efficienza e la ridondanza del codice.
Fig. 5.12 Struttura di un blocco HDLC.
'::llU:}~:)!lP md :}UO~ZBlU:}S:uddBl BUn :}U1Bl:}U:}1lIp :}UUIB OSS:}IdUlo:) ons pu BlB10qBp :}U:}IA :}IP 'BlBZZ~lOUl:}Ul :}UOIZBUllOjUI Bun ns OUB1:}do :' IUllUOllIB ~OUOA:}:)~l01 aqo OUBUl UBUl OAIlBUllOjU~ ossnu E OUBlOqBp Ol:}AAO ':}IB:}l oduroi U~ OUB1:}do :' ~Ull~lOllIB .nn BnBj :}l:}SS:}ond :}UO!ZU~lSIP :}lOU:}lIn BUIl ':}UO~ZBUllO]U~~P tntprod OUBllOdUlO:) :} BlBZZqBl~ll~p O:}P~A/O~PnB :}UOIZBUllO]U~,1 -jns oiuaurasrsnpsa OUB1:}do :}IP c , lUllPOllIB ~:}Eq!Sl:}A:}l :}lu:}UlIB10l !llilUOllIB :!IBlU:}UlBP
ctrorssorduroo Bun ouatno !S IIBnb ! :}lUB!P:}Ul '
H
-UO] :}UOll:}lB:) :}np :}lBl:}P!SUO:) OIIOA:}P !S ouorsscrduroo B1B1U:}S:}lddBl,? !:)!PO:) !IBl !P B!lOll:}lB:) BUIl '
••••••
!P IP01:}Ul I:}P Ol!qUlB.JPN Ip ~:)Ip0:) ~BP
(J
ntd IlU:}A:}!IllB :}lBI:)OSSB
,
OUOS !A:}lq ntd ozuonbos :}I :}AOP ,... Bzz:}qllunI B !:)!PO:) !P ozzqnuj :}p:}!q:)u :}IBUllHO B:)U~P0:) BI :}IB1:}U:}1lUI 'qIqBq01d!nb:} OUOS IlII:}A:} qll :} :}np !P BZII:}lOd Bun,? IlU:}A:}!P oroumu E :}S ojos :}IBUl!HO Bllns!l :}:)~po:) UIl (q 'qOqUlIS !P nzuanbas Bun :}lUB~P:}Ul OlB:)U!PO:) :}II:}!AOllI:}A:} unosnto cpmb BI UO:) ~lIIBpOUl ~~) 'j B:)U~P0:) :}lllOUI Bl!UIj:}P ~ 'IlU:}P:}:):}ld !IOqUlIS !BP opucdrp oloqUl!S nn !P :}IIO!SS(Ul:}!P ~l!l~qBq01d BI mo U! 'ij\()O'Ra~( 'YC";) IlU:}lllOS ~qu:}p:}:):}ld !IoqUl!S !BP opucdtp uou ojoquns un Ip :}UO!SS!Ul:}!P ~l!l!qBq -ord BI mo UI, ''''·,\·iiYh·-'fl'6;;i .... llU:}lllOS ::}lUI1SIP , ~u 1P(J~9, ,., ouosorao :}np :}lTlIII:}P , :.t ouos OllqUlB , H.
:}IBl III
'odurci
PP :}lB!lBA IB :}lU:}lllOS BIPP 01B1S 01 0IIB1U:}S:}lddBl :}IP 'IIoqUllS !P
, 'S.:'rch(\('J J H8' B1IUU:}P tI.,
ezuonbcs Bun Ip :}UOIZB1:}U:}1l BI Bl:}l:)SIP :}lU:}lllOS Bun Ip
.,
,
(11
'ISEl] qu:}nll:}S :}I Bl:}IdUlo:)
~l!:)0pA BIPP
BIPP :}uO!ZnU!Ul!p 'IPQ
S/llq
'opuoocs rod BSS:}UlSBll IPQ u~ BUl!SSBUl ~l!:)0I:}A BI B1BSSI]
':}UOISSIUlSBll !P BUl:}lS!S IB B1S:}!q:)!1 s/llq BIPP
oiucnmn
'IPQ
r:
':}UO!SSIUlSBll Ip BUl:}lS!S IB B1S:}!q:)!1 S/l!q U! B1Bp Bun :}l:}n:}UlSEll mo II! OUllSSBUl oduroi II OlBSSU
:}uO!ZnU!UlIp ':}uO!SS!UlSB1l ~P BUl:}lS!S PP
~l!:)0pA
DO
II!
B1Bp ntm oroncursan mo U! OUl!SSBUl odtuoi P OlBSSU rod BSS:}UlSBll 'opuo:):}s
IPQ
BIPP OlU:}UlnB ':}uO!SS!UlSB1l Ip BUl:}lS!S PP
S/l!q U! BUl!SSBUl P!:)OPA
BI BlBSSU
""B!lOUl:}Ul Ip :}lO!llllBUl ournsuoo
':}lO!llllBUl :}IIO!SS!Ul:}~P ~l!EqBq01d
UD:) oIoqUl!S I:}P :}uO!SS!Ul:}.JIB B1BI:)OSSBIPQ
'qU:}A:} !Sl:}AIP !:}P BZU:}llO:):)O !P ~FEqBqOld '!IoqUl!S
qrqrssod
! tutu
'ld
:}IPP
BI
urpour
BI
Ip :}uO!SS!Ul:},IlB B1Bl:)OSSBIPQ
':}lU:}lllOS BIlBP BSS:}Ul:}'ojoqurrs 'qoqUl!s
BU!Ull:}l:}a
Bzz:}qllunl
BI
.rod 'B!P:}Ul IPQ
!Sl:}A~P !B :}lBPOSSB IPQ
BI
:}IPP B!P:}Ul BI
r/i# /V d
':}:)IPO:) PP BZUBPUOP!l BI o BZU:}!:)UP.J OIZP1:}S:},Il:}u BW1:)S:}P :}lU:}lllOS BI1:}d UBUl]]nH ~P :}:)~po:) un I:)SIn11SO:)
'BZUBpUOpP BI :} Bzu:}!:)UP,1 :}UOpUBU~Ull:}l:}P 'qU:}A:} !1!qIssod ~ rod BSSU B ootpoo nn I:)SIU!pa old O!ZI:)l:}S:},lpu BW1:)S:}P :}lU:}lllOS BI Bl:}PISUO:)
BZU:}llO:):)O !P ~l!pqBq01d
'%PI-5x '%81-Vx '%OZ_£x '%8Z-Zx '%OZ- IX :OIIOS mo :}l 'qU:}A:} onburo B :}lU:}lllOS Bun !P mdOllU:},1 BUIUll:}l:}a aleu;Jaslap oiuaurenerj
-
---------------
Elementi di teoria dell'informazione
Completa 10 schema in fig. 1 relativo al modello generale di un sistema di comunicazione numerico. azione Codifica Codifica Codifica J)-- di? r- di r- di? canale
H Canale I-
Decodifica Decodifica Informazione Decodifica di di di rr~ canale ? ?
rgente D: destinatario
Indica se le seguenti affermazioni sono vere
Fig. 1
0
false motivando la risposta.
a) La codifica di linea ha il compito di porre i1 destinatario nelle condizioni di correggere 0 rilevare i bit errati. b) L'entropia di una sorgente e la media delle QdI associate ai diversi simboli. c) II primo teorema di Shannon afferma che per le sorgenti senza memoria la lunghezza del codice utilizzato non puo essere inferiore all'entropia della sorgente. d) Un codice a lunghezza fissa non e mai ottimale. e) Un algoritmo lossy non e reversibile.
0V
OF
OV
OF
OV OV OV
OR OF OF
. pondi ai seguenti quesiti in un massimo di dieci righe pin Ie eventuali figure. Definisci i concetti di quantita di informazione e di entropia. Discuti i principi di base della codifica ottimale. Discuti il concetto di compressione dati e i principali criteri di classificazione degli algoritmi di compressione. Descrivi le modalita di applicazione dei codici a maggioranza e del controllo di parita.
115
..
1
D LJ
'rl lo,' ·
1
1 DLJ
:~lPP~] Ip ~UIUIl~l U~~q:)UU nuourerotpitur UO:J '9U~p~A~ ~lU~W1UI0:J9 -red oumjnsu UlUl'il~lUIU~l~lm:J~:J ~p osnjjap 9UUA~1~pI'il'ilUlUUA~ '~l~'illoAS Up ~UO!ZUl -odo ~lygP ~l!SS~ldwo:J III UlUP :WG.:l uzucnbarj !P ~UOISIA~pU !W~lS!S ~~p ~uo~znl9sos U! WGl odmoi !P ~UOIS. . .zu d!llnw !P IW~lS!S !P ozz~19n,1 OUOlU~SUO:J ~q:J~l~UI -nu ~q:JIU:J~l~l ~luuu:J O:JIUn un UI quu'il~s md !P ~UOISS~ ul Uplun'il~l oiunnb rod :9~1:JSIP nuouoduroo U un~nb U onodsu ~Uo!zU~lnUuUI un~u ~ ~lq~quPillu,ll~u '~lSO:J~~U ~'il'iluluUA9U~p~A~UO:J'UlUl'il~lU!U~l~l!ml!:J Ip osn.l ~lUU~p~Wol!ls~'il ~l~SS~ ond ~luu'il~s I! :(r9 ''ilg) ~Iuu'il~s [op ~U0!ZUpU1'il~pul ~lUl!Wq up OpOUI u~ 'oururoddo ~ZUUlS!PU ~lOlul~U~'il~l~UO~SS!UISUll !P ~luuu:J l! osun] anodronn opqrssod ordures ~ ~lul0:J9lud u~ :~lnA~:J~l ~!lUUIq ~lp:J ~IPP otrorzaiordraiut Ull~1l0:J ul ~1~n~UI1~d uou up ~pUU1'ilISO:J U!S uou ~UO!SS!WSUllun~u Ul!qns ~UO!ZUP -Ul'il~p ul oqomd '~lOl!A~:J!l IUP uorro nzuos Ol!nJlSO:J!l ~l~SS~ ond OSS~WSUll~luu'il~s l! -
·Oll1Pl1.r7l;Jp olll1mq
;Jjl1lIilIP
;Jjl1ull:Js un Ip ;JUOlZnllSO:lll :J OlU;Jilll:lSOUO:lf([
t·9·'!.:1
:I_u:nb ! Ull 'U:J!'il0luuu ull~nb U on~dSll ~~UUA tsoroumu 9S rod !P uq eorroumu UUI10]U! O~p~A-O~pnu~UOIZUUllO]U!,IPP~UO!SS~UISUll UI 'ouop oiuenb U ~lllO t:J:J~ 'UZU~l~]UO:JO~PIA 'qU:J~snUIqUUU:J'XU] 'Al 'OUOPPl '9UP ~UO!SS~UISUll) ~UO~ZUWlO]U! Ip ~qWU:JSq'il rnru rod ~UO!zu:J~unUIO:J~pl~p ~l~l u:J!un,un !P o'il~~dUl!,ll~d nssourord UI OpUU~l:J'olllu,llu oiund un up Ol!l~]SUll ~l~SS~ ~A~p IUoIzu:JIUnUIo:J~I~lIp ernoists un U! oqo 9I:J orauuojnm uq (l~q !P oucs ~o~:Jo) IlUP ~UO!SS!WSUlluIPP ojpnb U o:J~lU~PIoraurroj un U! O~P!A-O~pnuquu'il~s !~P ~UOIS1~AUO:J ul oqo ~ ~lUUllOdUIIntd I~p ouo '~A90W !Sl~AIP rod OA!SnpS~ osn !P ~l!U~A~PU ~lUUIlS~p OUUIS'(!lulqplus 0 OAU:JU~AAl-O!PUl IUO~SS!WSUll~llu '~lu:JIsnUI ouorznpordu ~ cuotzanstsar uIPP OdUIU:JIU '~l!qOUI UIUOPPl ullu oresuod nsaq) ~UO!ZUmlO]U~,n~p~UO!ZUZZ!l -OUl~UI 0 ~UO!SSIWSUllulygu IlUUU!UIOPI'il'ilO~!'il '~q:J!U:J~l !IUl ctnoo UJO omUIpuqI~ tv/a iJUO!S.,liJ(!UOJ) UZU~l1ud ~P U:JI'il0luuu ~UOIZUmlO]U~.lI~U<~UO~Sl~AUO:J~l UI ~ugU! o '(lIq Ip orros) U:J!l~WnUUUllO] U! ~UO~ZUZZIlOW~W 0 ~UO~SSIUISUll UA!SS~:J:Jns UI '(a/v iJU01S.,liJaUOJ) u:J!'il0luuu ~uOIzumloJU~,n~p ~uOIZUZZ!lUlI'ilIPUI OUOP~A~ld ~q:J ~q:J~U:J~l~n~p ~UOIZUUI1~JJU ~lU~:JS~l:J ul OlUUIW1~l~Puq 'IJOA~lOAUJntd ordures IlSO:J U 'IJulI'ilIP ~~'il0IOU:J~l~lluP otrotztsodsrp U ~SS~UI~lqU!ZU~lOd glPP oiuouma OA~SS~l'ilOldE 'rz 'lud '1 'loA pu OlUUU~:J:JU ~!'il ~UlOJ
Codifiche numeriche
-
-
-
audio-video
117
nel caso di reti commutate, come tipicamente quella telefonica, la gestione dei segnali mediante elaboratori ne ha permesso il contemporaneo indirizzamento mediante controllo software delle linee di centrale, in sostituzione dei complessi meccanismi di commutazione elettromeccanici di onerosa manutenzione, scarsa affidabilita e ingombro centinaia di volte maggiore; e possibile introdurre ne! segnale stesso informazioni addizionali, in modo tale da attivare servizi a valore aggiunto (si pensi per esempio aile innumerevoli funzionalita di un telefono cellulare digitale); I'informazione puo essere cri tata in modo flessibile e senza perdita di qualita; il segnale puo viaggiare su fibra ottica, dove sono consentite trasmissioni a frequenza di cifra elevatissima.
Tali notevoli vantaggi vengono pagati dalle maggiori prestazioni richieste ai dispositivi di elaborazione e ai mezzi trasmissivi, in confronto ai corrispondenti sistemi analogici; proprio per tale motivo Ie tecniche digitali, note sin dagli anni Trenta, si sono imposte solo nel momenta in cui Ie risorse necessarie sono divenute disponibili a costi convenienti. Per quanto riguarda 10 sfruttamento dei mezzi trasmissivi, si deve dire pero che Ie tecniche .di compressione, sempre pili sofisticate, stanno rendendo l'occupazione di banda dei segnali nurnerici sempre pili simile a quella dei corrispondenti segnali analogici.
6.2
camrionamento
6.2.1 Segrfle campionato Con il termine campione si intende in certi casi una piccola quantita di una cosa destinata a fornire informazioni sull'insieme dal quale e stata prelevata (<
Si consideri il segnale di fig. 6.2a; un esempio di segnale campionato e quello rappresentato in fig. 6.2b, costituito da impulsi di durata brevissima, equamente distanziati nel tempo, di ampiezza uguale a quella del segnale origine all'istante considerato ..lJntervallo di t~m£o T, che intercorre tra dye campioni successivi e detto periodo di campionamento e la fr~za is con la quale vengono prelevati i campioni, p'ari all'inverso di T" e~tta !requE!za di campionamento." La frequenza di campionamento, misurata in Hz, indica il numero di carqpioni prelevati al secondo.
-
-
v(t)
v,(t)
Fig. 6.2 Esernpio 1 di carnpionarnento: (a) segnale origine; (b) e (c) segnali campionati.
v:(t) /
/ \ \
/1 0
T, (a)
(b)
(c)
(q)
(v)
'ojunordureo
I
I
:l[lmil:ls (q) ouniuo (v) :l
(1),1t
:lllmil:ls
:OjU:lWBUOldwB:J lp
l
Old W:lStr
tr°g °lJ!:I (II"lJ:;ll~pm\"l:;lSIp OSU.J pU U1:;lA:;lldW:;lS US():J) oJin~UI!1 o.J.11ddSv~qqv dU~~~10W d1vU~dS
n
d1p
90!.J :;l '~UO~Z!PUO:J:;lnp :;llU:JgU:;lAOUU~S:;lIp ~S:;llOd~.Ipu 'oqo :;lUO~Snpuo:J UnU ouotxrod ts :lImb ul :;llUUIP:lW 'oreuordnreo :lIUU~:lS pp ornods olPP o~pnls onns ulusuq U:JI1UW:;llUWISqUUU ann u~ OllOjUO:J OUUAe11~UOIZU1:lPISUO:J:lA9mlU~ oisonb ~p rnodsa ~un:Jlu oloS
tntpuojo.rdda
':;lUOIZUW
I
-tssorddn ~p OpU1~ oirco un :;ll:;lAUuq0.21Z :lUI~~10 :;lIUU!:;lSpp :lUOIZnJ1SO:J~1ul oSU:J ~u~o u~ :;lq:J arasuod U nmrod ? ts cs :lq:Juu 'OlU:lWUUO~aUIB:J uzu:;lnlXllj ul UO:J :lUOIZUP1 UI opow :lq:Jlunb u~ u~s OAqUUI10jU~ 0lnU:;llUO:J ~p OU:lW 0 Ullp1:ld ul :lq:J oresrrod 1Uj :l1\:lp OlS:lno ·~Sl:lA~p ncnordureo !IUU~:;lS U o~onl 01:lqq:l1UP qU1:;lp~SUO:J IIUU~:;lS :;lnp ! BlOlIB 'oro] B11 ruotdurao ~rpumb OpUUUl:J~AAU1'OJUdUlVuo~dUlV;)~p vzudnbd1jv1 dSSVJUdUinv~S dS gq:J :llUA1:lSS0 orod ond ~S 'olum~uo Bq 01 'ordmosojjcu ~lU1:lPISUO:J :lnp I U11 ':lq:J :;lIUU~gS IU :ll~IBSU 'oreuordnreo :lIBU~:;lSIUP 0PU:ll1Ud 'OSU:J oisonb UI 'gJIq~ssod orncureirco 9 UON ·vr9 '~g ~p :lIBU~:;lSIUP 01UUl~~10
~p
-UO:J
1D
»tuepsoeui
unns
VUllO! vlldU
glm1lso.J~1
dJUdUlVJJVSdgUI~IlO
!P :;lIUU~gs 11 OlUUOIdmu.J
:l[UU~:lS pp
esnq
cs ':lIO]Bd glHU U! '0 :lUO~ZUmlOjUl !P nnprad ann ouom 0 oirroureuordureo II os ? n0 oramosrp Bp :l[BlU:lmUpUOj um:l[qOld II
:;lIIq!Ssod BlS
IUIU1]:ll:lP gIUU~:lS un lp
. 0raweUOldweo lap eurarooj <::"<::"9
d [1:.\ UTI
!P !rn.J
·OAqum10jUI :llU:lpIA:l
~m
UI
3:
·olU:lmUUOIdmu:J
';)(::9 '~g
~p
!P
ojjonb curoo
0lnUglUO:J
oporrod
II
0lU:lmUpUu
OSS:llS 01 OUUBq ;)·(:"9 :l q·C9 .~g lp ~[UU~:lS ! :;lq:J onru rod omuoitreur gU:l!A oreuordumo :;l10[BA II un gl:lAU :lq:Juu ond oreuordnreo :;l[UU~:lS II ·gUl~~lO :lIUU~gS
UI PP
glO[UA [I
oumssa rsjndun
? oxrsjndnn
0llnu
onmnsoo
q~B IA~lUp1 ~lUU1SI !A:llq I:lU 'oroz
:;l[UU~:;lS11 opuanb
:(£·9
.~g) U~lul~un
:l[BU~:lS un 19d gUI~110 :lIUU~:lS I~
oprreoqdnjoru
ezzotdura ouorno
? ouopord ~P IS
rsmdun
qZ:9
pp ~p
oraijnsu II ouan un up
'~g !P :l[UU~:lS II
·oArslndwl :lIBuil:ls un :l
(J)n un ouorzeoqdujour :ljump:lw OjU:lWBUOldwBJ
£og 0lJ!.:I
8"):1:
Codifiche numeriche
audio-video
119
sia sufficientemente elevata, e in efTetti poswile ongme con esattezza ass tao Tale notevole annon, e no 0 come teorema del campionamento: se un segnale avente spettro di frequenza limitato, la cui frequenza massima sia f2' e campionato in modo tale che sia verificata la condizione di Shannon, e cioe che si abbia [6.1J la successione di impulsi ottenuta contiene tutta l'informazione del segnale originario e ne permette l'esatta ricostruzione. In altre parole si potrebbe dire: prelevando valori dal segnale ongme con frequenza di campionamento is si ottiene un certo numero di punti nel piano t - v; il numero di segnali diversi che passano per tali punti e infinito, rna tra tutti questi e possibile identificarne uno solo, avente f2 ~ ~ , che determini, in seguito a campionamento, la successione di valori otten uta; se nel campionamento e stata rispettata la condizione di Shannon, tale segnale coincided con il segnale origine. La frequenza pili bassa con la quale e possibile campion are un segnale nel rispetto del teorema di Shannon e denominata frequenza di Nyquist. Indicando tale frequenza con fmin si ha \ [6.2] fmin= 2f~ II segno di uguaglianza nella [6.1] rappresenta una situazione limite, avente significato matematico ma di scarso interesse nel campo delle applicazioni; pertanto da questa punto in POi~ allalndizione" di ~hannon espressa nella seguente forma:
Ct' . 0 i Is > 2f2
~
7
<..
'
[6.3J
<,
t
In fig. 6.Sb e rappresentato 10 spettro del segnale impulsivo ottenuto campionando il segnale avente 10 spettro di fig. 6.Sa. Si noti come dal segnale campionato sia possibile ottenere il segnale di partenza mediante un semplice filtro passa-basso, avente la funzione di eliminare tutte le bande successive alIa prima. L'operazione descritta richiede pero che non si verifichi la sovrapposizione delle bande della spettro, ovvero che si abbia, con riferimento alle prime due bande, Is - f2 >f2 e cioe Is> 2f2' come prescritto dal teorema del campionamento. Osserviamo a questo punto che poiche si puo sempre pensare di traslare preventivamente la banda base del segnale all'inizio dell'asse delle frequenze, la formulazione esatta della condizione di Shannon dovrebbe essere [6.4J
H(f)
H'(f)
f
/,-J., J,+ft (a)
(b)
Fig. 6.5 Campionamento: (a) spettro del segnale origine e (b) spettro del segnale campionato.
~ov.~
av\
\-\0 .~
-'f.
\Yo11 \ ~ f'.j [l SY'CJ'1f\ \ ~ (JJL\} \¥"
~V\~ j """
V /"
V
'(l;)AO-P[OJ Tp 0 \!VI ~ ~\%njO ~-...I'\I<:QSra VL\ J~
Ilu~sB~[B ~P :lUOTS10lS~p)OlBUO~dwB:) ojjonb up ;)[Bu~Il90 ;)[BuIl;)s PP BllOlSTP ;)UO~ZnJlSO:)~l BUn;) (9'9 'Ilg) ;)PUBq ;)[PP ;)UOTZTSoddB1AOS Bun Bq ~S ~n:) rod 'usao-pio] 0 gU!SVnV ;)U~W;)l"';!~ .-,_II UO:) Bl~ug;)P ';)uO~ZBnFs Bun BU~Wl;)l;)P uouunqS
~P ;)UO~ZTpUO:) B[PP
onodsu
OlB:)UBW II o-t1)~ (1/0 !
$3 ,$e!IV,lUV:(;'q ErJa:q,
N~~~I~
I~
\.o~OSl--a
~.}o'\.\
~ ..I
>--.V\ Y "'
v»: f7 J
OJrJ Yfl""Q
('J(])
'q~'9 'Ilg u~ OlBlU;)S;)lddB1
ornods O[ oonpord (1) a ~P nuouoduroo ;)[PP ;)W;)~SU!J mo .rod ":):);) 'co - smz ;) m + smz 'm - 'so ;) to + 'co morzusjnd ~P nuouodrnoo !P BFugUi ;)~l;)S Bun ;) m ;)SBJ ;) m ;)UOTZBS[nd oinouoduroo Bun ;)lmZU;)P!A;) ouossod IS [8'9] ;)uo!ss;)lds;),[PN '(fi - XI) soo + (fi + XI) soo = mo .rod TS;)l;)JBlSOld lp ;)[nwlOJ ;)U;)P osn onBJ ? ~s opmb B[PU ~P
= FJ SO:)XI so:)Z
{ [(m
-1 (r» - Smu)]
soo
".1 + [m + 1(m + Smu)] soo-i".1}I=U".1 1+ (m + 1m) soo-> = ->
A
".1 I=U
A
A
00
".1
= (m + 1m) soo (lSmu) so:)1+ (m + zco)soo -; = (lra, (m + 1m) soo A = (1)la AZ A ouoaucuo ~S '(m + 1m) soo A ouroo rod '(J) 'a, (J)a = (J) sa Bq IS 9q:)TOd 00
Bp ;)lBP nuonoduroo !P oucs Bun OlBUO~dwB:) ;)[BuIl;)s pu BlB:)!PU~ '(1) a !P ;)[Bp!OSnU~s oiuauoduroo B:)!l;)U;)Il !UIlo
".1 1=" ".1 1+ - = (lra
(lSmu) soo->-
z
00
1
;)U;)9l0 TS [9'9] mO!ZB[;)l ;)UBG
00 _;::;U
? :)Bl!G ~P rsjndun ~P ouan [;)P cuotsscrdsoq Ip 9B!ZUBlS!P B!lBlIUn B;)lB !P :)BlTG Tp ;)[BuIl;)s PP l;)~mOd ~P crros UI oddnpxs OllBP OPU;)llBd
'".1
rsjndnn up onrunsoo (Ira oorpouod
;)[B;)PTOlU;)WBUOTdwB:)Tp ;)UOTZB1;)do,[[BP;)lUBl[nSIl . ... .
ornods
O[ ;)lBAB:)1l ;)[lqTssod ':T , .. '!
x
I XU;)S I
'---
odu [;)P oddnIIAUI un opuonsos tsopuoonpu ;)lU;)WBAISS;)lIlOldBA ;)PUBq ;)[PP Bzz;)~dwB,[ oqo ';)UOIZBllB1l B[PP ~ug ~B ;)lU;)nuUlUI ';)lB[0:)91Bd pu ;)q:) ouoooo 0:)9U;)PT ouru PP ? (BlBl~Ul![ ezzotdure ;) BlBmp Bll;):) Bun ~lU;)AB rsjndun] ;)[B;)l OlU;)WBUO!dwB:) [B OATlBpl ornods O'l ':)Bl!G !P rsjndun lp ouotssooons Bun rod ;)Uo~zB:)I[d!l[OW cnrerpour ;)lU;)W[B;)P~OlBUO~dwB:) ;)[BuIl;)s [B ;):)S~l;)J~l ~S ';)PUBq"TP Ol~ugu~ Ol;)WnU un ;)lU;)AB'q~'9 'Ilg ~ OlBmIlWBl ornodso-j
oiueureuoiduieo
lap euisroai lap aUO!zeJlSOW!O£'(;'9
'[£'9] B[ ;)lUB~P;)W asscrdso ;)lU;)WBlI[oS ;)U;)!AUOUUBqS lp ;)UO!Z~puo:)B[ ';)UO!ZB[SBll!P ~UO!ZB1;)doI[9nu~ ;)PU;)l ;)q:) II "f « iJBq !S !:)9B1d ISB:)!;)U ~q:)~od
Codifiche numeriche audio-video
I,-J; t,+J, (a)
ponente a frequenza j, la condizione di Shannon disuguaglianza (1) si ottiene 1
(c)
(b)
SI
esprime come
1
-
is> 2f.
Invertendo la
[6.9]
e quindi 1
[6.10]
T<-T s
2
il che non e evidentemente verificato nell'esempio. La condizione [6.10] prevede il campionamento di almeno tre valori nell'arco di un periodo, cosa prevedibile anche dal fatto che il segnale sinusoidale e completamente individuato dalla conoscenza dei tre parametri A, W, cpo
-ijj(
121 Fig. 6.6 Aliasing: (a) spettro del segnale origine; (b) spettro del segnale campionato, nel qua Ie e evidente la sovrapposizione delle bande (linea tratteggiata per Ie bande sovrapposte, piena per 10 spettro risultante); (c) spettro del segnale, evidentemente distorto, dopo un tentativo di ricostruzione mediante filtro passa -basso con frequenza di taglio lievemente superiore a f2'
Si irnmagini di aver campionato un segnale sinusoid ale come in fig. 6.7a, ottenendo tre campioni ogni due periodi (il pun to di campionamento 3 va attribuito ai due periodi successivi). Mostrare che il fenomeno dell'aliasing determina l'inclusione nella spettro del segnale ricostruito di una componente fantasma avente periodo pari al doppio di quello del segnale origine (fig. 6.7b).
II fenomeno dell'aliasing rende necessario il filtraggio preventivo del segnale da campionare con un .filtr:o pass~ 0 detto filtro antialiasinff_ 0 anti-alea, al fine di eliminare Ie componenti della spettro eventualmente presenfi al di fuori della banda utile del segnale, che sono fonte di distorsione in fase di ricostruzione.
v(t)
(a)
(b)
(') Si ricorda che invertendo i due membri, se questi hanno 10 stesso segno, si deve invertire il verso della disuguaglianza.
Fig. 6.7 Esempio di aliasing. (a) Segnale origine; 0, 1, 2, 3: istanti di campionamento. (b) A: segnale origine; B: frequenza fantasma; C=A+B: segnale ricostruito dal segnale campionato.
res
~
-pOS
uou
ond
'
l
';)lOUTUI 0 ;)pm'iln
'ij = Nf ezuonban
ouotzrptroo
nzuonbarj rno
q"Bl
"BpU"Bq !P
. ~
rod
=
s~
::> If
;)UO!Z!PUO:) "Bl YS!PPOS
ISS"Bd ;)q:) ;)1"BU'il;)S010S un
ornods
'O]Oj!UlS OIJIlU!q
osjndun un II
nsodun
IJO]1lA
6'9
"l1!.:1
;)l;)lSIS;) "Bll"BjS!P
011;)P "BUI!SS"BUI
;)lS!S;) ;)q:) "BUI1;)Jj"BOlU;)W"BUo!dUI"B:)
1''1,
;)I!q!ssod
"B1O ~
!P auorzadnoorj
9"(;"9
llj ::JlllUTU1I::JPP 'zH
::JlljOm
::Jlll;)IPUI
s's = j
'zHJJ
'1;)IUOPPl
opuouoddns
'oiuourauotdureo
cuorzarodo.]
!P
odop
OlnU::JHO ::Jjllw::Js pp
::J
ozzordure ::J[PP !IH::Jds ![:il ::J sur 1 ::J 0 1111 llPUO,p ::JUlIOj ::J[ ::JlllU!WI::JI;lP
oiuoureuordumo
nzucnbaq
Tp
noo (ImC)
IjllU:il::JSIp osno
't\\ -nuotdureo
UO;)
orauotdureo
£'0 + (IroZ)
U~
nos
ll:ilU::JAOSS::J1SO[ ::Jlj;) 0PU;lU
to + (1m) U~
oiuoureuordureo
mmuoddo oiuaurauordnrao
pu
Tp
Tp
~
(I)" 'I'u'"
azuonbaij
ezuonbor]
:E
p o'"U ~;;
nun ::Jlll;)IPUI Bun ::Jlll;)TPUI
•
'ossaq-assud un lp
Olj[!j
(IlU:lId Il:lUI]) :l]ll:ll :l (lljlllj!j!:l)jlllj Il:lUlj) :l]ll:lpl
S j-
00'~"1 t_ oururoddo ~ ;)q:)
.% oz -7- or ond
;)l!P
!P "BZU;)nb;)1j BIPP
oqo oiucscrd
un
!P
ouorzednooo ;)lU;)A"B O!l"BU!q OSlndUII un ornods mo II 'lS!nbAN !P OSlndw!,U"BP
"B11"BQl"Bl!UIq ~
;)1"Bl 9q:)IOd
"Bl 'uund
PP "BID;)lO;)l II '"B10 ''ij = = } "BZU;)nb;)lj "B Ol"BUo!dUI"B:) ;)1"BU'il;)Sun Ip !lOl"BA ! ;)UIO:) 1 !lSI A ;)l;)SS;) ouossod ;)q:) '6'9 ''ily UT !l"B!ZU;)P!A;) nund I rod ;)l"BSS"Bd rpmnb ;)A;)P ;)1"BU'il;)S;)1"Bl :(0 < orcim x) l!~)/ += = J IlU"BlSI !1'il rnnl UT "BUnUU"BIS ;) 0 = J rod A ;)101"BA II ;)wnSS"B. ;)q:) ;)1"BU'il;)Sun ~ OU"BU!q osjndun un ';)UOIZ!UY;)P l;)d ';)UO!Z"BW1;)Jj"B ;)1"Bl Ip 1ll!pq"BA "Bl ;)l"BllSOUI oiuoureuotdureo PP "BUI;)lO;)l II ;)lUmp;)UI :"BUI!U!lll "BpU"Bq Ip ouorzadno r. "BlU;)S;)ldd"B1 lsmbAN Ip osjndrmj ;)q:) Oll;)P Ol"BlS ~ T P!un,IPN -!P
-:)0 "B OU"BU!q ;)10l"Bl;)U;)'il
(aUO!ZeJlSOW!P) uaujq !::>pawnu !leuj3as lap epueq
I ':ilurSllTjll pe OH;l:il:ilOS ? OSS;llS OJ as 0pUll:)Ipm oreuotdureo ;ljlm:il;ls pp orncds OJ oiuaur -1l;)!J1l1:il;llljOm ;llllIU;lS;llddll}l ·S 01 ;l 0 an oreuotdureo ;ljllU:il;lS j;lU 9U::JS::Jld ruotdureo Tp oroumu jT ::J 'L oiuourarrordureo Ip opouod j::Jp ;lIOjllA jT 's 01 ::J 0 1111 ::Jjllu:il::Js pp 9'1 = sf oiuourauordureo Tp ezuanbaij UO;) oreuordurao 'ZH sz'o = f UO;) (1f][z) SO;)= (1) a ::Jjllu:il::Js jl Ollla llPUO,p llWIOj
ll:ilU::JA OSS::JIS OJ ::Jlj;)
':ilmsllTjll pll OH::J:il:ilos ? oreuordumo ::Jjllu:il::JS
as
jT
(1) a ::Jjllu:il::JSPP
-oddns ''Til I ~ '; ~ f
osno [::Ju nururoddo
'H-IH~~n~~ll(_:ilS;
"I
~
;)l;)'ilun!'il'il"B
OPU;)U;)l
;)IIlnUT
'UlIY
pp
;)UI'il1"BUI ;)10!1;)lIn
un
'I: ;)lIIIf!
IS ;)lU;)UI"BA!l"BlU;)I1O 'O!'il'il"BlU"BAuml"B
-OUI;)W "Bl 0 ;)UOISS!WS"B1l "Bl oosnuesaddn
!P ID
l
;)101"BA 1"B
msodsu rp gAIn;)
"BZU;)S;)UO!Z"BZZ!l
S"9 "l1!.:1
OlU;)UI
OlU;)UITI"B
I;)P ;)UOIZISU"B11
J
!P "BUOZ "B[PP ;)UO!SU;)lS;),H"B ;)lU;)UI"BA!l"BP1 "BlS"Bq
IT
;)'1 '(8'9
-UI"B:) ;)1"BU'il;)SI;)P ;)PU"Bq
;)l;)SS;) OUOA;)P
onranb omrados rpmnb UllY uoo
;)l!n'il;)S;) ouos
'rod
nznonbon
Ip
orauotd
;)UO!ZTIllSO:)!l IUO!ZB1;)do
;)lOI'il'il"BW UZU;)nb;)lj
oruourauotdureo
-!UI
''ily) q"B;)PI uou
;)["Bu'il;)S PP
ll! ;) "B;)I"B-IlU"BOI'il'il"B11IY!P
rp ;)s"Bj
;)q:) Oll"Bj [I
;)[
U ;)1"BUo!d
"I: "Buad "B!SUUI!U
-UI"B:) 0!1BSS;):);)U ~ "B:)!l"B1dU!
"9
Ul 9Q:)U;)H
81eU~8S18PolU8WeneJl
Codifiche numeriche
audio-video
123
Modulazione di portante impulsiva con segnall analogici S-C-;-G--wg (_~ 6.3.1
Modulazione PAM
II teorema del campionamento rende possibile la modulazione di una portante impulsiva con segnali analogici seulz:aperdita di informazione. Cio avviene modulando un parametro di un segnale costituito &a un treno di impulsi, in funzione dei valori prelevati dal segnale modulante a intervalli regolari, riel rispetto della condizione di Shannon. Nella modulazione di l!..'?2P9.za-4..ir.Jwu1si;in sigla PAM (Pulse Amplitude Modulation), il segnale modulato presenta impulsi la cui amEiezza varia, rispetto al valore a riposo, in mogo _proporzionale al..¥al.D.re dei campioni del s~gnaleJ11odulante (fig. 6.10). La frequenza della portante impulsiva coincide con la frequenza di campionamento. Contrariamente a quanta mostrato in fig. 6.10, la larghezza degli impulsi puo essere anche molto pill piccola del periodo della portante. Lo spettro del segnale PAM e simile a quello di un segnale campionato (fig. 6.5b), ~a
"1 uppo d a 11'an d amen to ---, I sen x I d ove 1'1'pnmo zero SI. trova 1vo 1'1 fatto che presenta un mvi x alla frequenza ~, essendo r la durata degli impulsi (fig. 6.10c). In alcuni casi e utilizzata r
una variante della PAM nella quale l'ampiezza totale degli impulsi e proporzionale al segnale modulante, per cui gli impulsi possono essere sia positivi sia negativi (il segnale modulante si present a come il segnale campionato illustrato in fig. 6.2b). Per demodulare un segnale PAM e possibile utilizzare un circuito rivelatore di inviluppo 0 un filtro pass abasso. \
Fig. 6.10 Modulazione PAM: (a) modulante, (b) segnale modulato e (c) relativo spettro.
(c)
vet)
Cb)
An "- -,
-,
-,
,,
J')0'v\ " (
1-
\ \
(c)
f
/
't
rpumb t~s
~~S
:U;}SS;}
ond oinuono
;}IBU~;}S
o OTtr:n.mHI~dt:mr:)--:llUB~P;}Ul
-u:'J~U::l
'(uo!JV/npow
II
'9BA;}Pld
~lOIUA ~;}P ;}IBl~~JR.-O::lI~OIBUB ;}UO~Sl;}AUO::l
O::l~~OIrnB
opo:) os/nJ)
W:::>d
BI~~S UI
'!s/iUIul1 !p o:JlpOJ""V ouo!Zv/npoUl wI
(q)
'(lsJndun
!Ill;}P
OIU;JWll;JJll lp
(1)~
;JUOlZlSod llJ
muuodu ~ lljlllllll;}llllll
..
Il;JUlJ m) J
(v)
oiajnpour ;J[llull;JS (q) ;J (v) :Wdd
;}jUll[npOW
1",·.
;JUOlZll[npOW
U"9 "'!:I 'WMd
-1U
l
.
OlUBnb
;}IBA '
BI
ornods OI nprensu oiuanb l
'(UO!1v/npOW UO!11soJ os/nJ)
...
Wdd
BI~~S UI
J
~~~~DWD~~~~~~1"" ... J
'OIIlJnpow
(v)
lu,.,
;J[Bull;JS
(q) (v) .
;J ;JjUllJnpow
:WMd ;JUO!ZIlJnpow
n"9 "'!:I 'OSSBq-BSSBd
'wvd
aitrerpour
O~~~BllIY
-Oul
'(uol1vlnpow
U~ 'OSOd~l
I11P!M os/nJ)
B
BI~~s
ur'ysj'iUiiii!
v vZzol[3.LV/ '?P "O'Uolw/npoUl
lAJMd aUO!ZelnpOlAJ
BII
/8·9
Codifiche
[-
e ~e
numeriche
125
audio-video
trasmesso 0 memorizzato in forma numerica (serie di bit) e successivamente riconvertito ne! segnale analogico di origine. Le prime operazioni da eseguire per ottenere il segnale PCM sono il ftltraggio antialiasing e il Gampronamento del segnale origine nel ris etto d_ellacondizioneaIShartnon; e c-roein m~o ale a non subire pethta di informaz~e. A questa punto interviene il processo di conversione analogico-digitale del valore dei campioni prelevati. Assegnato un numero di bit n con il quale rappresentare il valore di ogni campione, si procede all'opefaZione di conversione dove l'intervallo (0 range) di variabilita del segnale analogico risulta suddiviso in 2n intervalli, ciascuno associato a una combinazione di bit. Evidentemente tutti i campioni llcui valore cade in un dato intervallo sono codificati con la stessa serie di bit; cio implica un'approssimazione dei valori campienati, detta QI£Il'1tizzazione, per cui tali valori saranno codificati come se avessero 10 stesso livello, con ~eguente errore in fase di ricostruzione del segnale analogico. Tale errore e detto errore di quantizzazione. Per esempio, operando una codifica a tre bit si dispone di otto intervalli e di otto livelli, numerati da 0 a 7 (fig. 6.13a); tali livelli possono essere associati ai relativi numeri espressi in codice binario (fig. 6.13b).
Livelli
Fig. 6.13 Codifica PCM: (a) segnale origine; (b) segnale campionato quantizzato; (e) segnale PCM seriale.
I
=~:~Od;q'~"U~ill",QV~~D~~~m>!~ ~!~:,~~ ~__+-_+-__'lv= _ = = == = = = = = =
1------------"-..0+--1-
L~~~ ~~~ ~~~~~:
del segnaJe
I ------------.
Intervalli
e
10l (b)
100
-----------------------------------
Oll--------------------L------010 001 000
vo(t)
1 0 0
(e)
~ oJ
II
1 1 0
1 1 0
0 I 1
0 0 1
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 1 0
MSB } Uscite in parallelo LSB del convertitore AID Segnale PCM seriale 0 -7 I
IJ
°o~pm~ ~llmg:ls ~p OSB::lpU oiuourar -cqoseur ~p On:l]p un B:ll::l oqo I! ':lIBUg:lS rp azuoscrd U~ OIOS oiucscrd ~ cnorzezzunenb rp aroumr II 0(171"9 ogy) 0IOPUBl:l1IB :llU:lglOS :lIBug:lS IB nunuos ~s :lq::l oroumr Ip :lIBUg:lS un ouroo :llBl:lp~SUO::l ond ~s :l 'euoizozznutmb lp »unuru OlTUY:lp ~ WJd B::ly~pO::lBIIB OSl:lAU~ oiuounpooord UO::l Ol~nllSO::lU :lIBUg:lS Ins :lUO~ZBZz9uBnb ~p uorro TIogu~s top On:l]]:l:l
atv
;)UOIS1;)AUO;) !P OSB;)[;)U £;)IUlBUIPB[ ;)
°llq 91 '01 '8 '17rp ouorznjosu UO;) ;)1£;)U1[ ;)[£nlU;);)l;)d ;)UOISI;);)ld£[ ;)lBUTUl1;)l;)a
%d
-"t-
.z 'BoI OZ = _Q_ gOI OZ = P N
o
rp :lgUBl If
Bll
auotznzznuanb 1p ossad P :l ossarsm.p :lIBu'll:lS pp N 11l~IlqB~lBA pq~::lap u~ oiroddnr p cr/v al01111aAUO::l un ~p P VJ1U1.VUlP au~]u~ oosnnjop rs 001
[171"9]
/"
(T+ul-Z
O(Hul-Z
=+= =
%d
(HulZ + =-+ = AV(J = d 1 XBW
ouctuo IS 'AV aguBl pp % d aIBnlUa::llad cmoo 0 d aUOfZBl] ouroo OlBIO::lIB::la n/v :lUO~Sl:lAUO::l BIPP (Juo!s!J'!jd ouroo OlB::llpUl a1Uam:lunmO::l 'oAllBPl omfssBm :llOlla,I aroprsuoo ~s as (/_-~~ o-
7( J7
UO::l';)lB;)U1[ afy
-
G
..) A ~ =A V ;)jJUB1;)lU;)A£ ;)JlmjJ;)s un !P 'nq 8 lP ouorznjosu £::lgTPO;)BIIB OAqB[;)l ;)UOIZ£ZZTlu£nbIp OUlTSS£Ul;)lOll;),J ;)1£U1Ul1;)l;)a 0
T + uZ Z uZ --+=--+= AV AV 0
[£T9]
[Z1"9]
."txaru (J
( ~~ =0 )
trq rs 'B::ly~pO::lIp l~q lP orournu II
U
UO::la (!lTI!qmlBA rp aguBl II A V UO::lOpUB::lIpU~'~q?fod
a
em""
I
[In]
-UO::l Ip auo~zBlado,I1B ornxop ouorzezzuuenb ~p ounssam alolla.! OSB::loisonb UI °(J.lv(Ju!l 0 euucfiun ouotzezzuuenb auop ~ 'onreisoo ouoizuzznuanb ~p ossed un ~O~::l Bp:lA:lld aq::l 'BlBllsnm BIIanb curoo aUOlZBZZllUBnb BUn °Bl~::lSn~p :lIBugas lap OAqB::ly~Ug~s ouom 1Iq IB oiuapuodsuroo OSS:llgUI,P alBug:lS pp Bzz:l~dum.r muosarddar ~q::ll:ld (1!H (JapvJ1fiu2!S 1S07) HS7 curoo OlB::lIP~ oqotra :lU:l~A alOIBA aIBl ~O oiutmb 0 suotztrzzuutmb 1p ossnd anop ~ '~A1SS:l::l::lnsqPAfl anp an BZUBlSTP BIIB B::lqU:lPf '(v£ 1"9 ogy) !liBAlalUl rrgap BZZ:lfdmB:1 'orazzuourern 0 OSS:lmSBll crcsso B OnB :llu:lmIBuy ~ alBug:ls :lIBl 0(J£1"9 ogy) BIllB,1 odop Bun oduroi pu ouonaossns IS B::lyTpO::l~p otramq :llp::l al ~m U~ alBugas un ormroj B ~Ol::la 'llBp I :llBZZflBU:lS B apaAAOld OAllIsodslP OATSSa::l::lnsun °B1~::lSnur BlBlaAIl orosso ond :lq::l ( uZ B UBd) OSS~ alBug:ls pp aU01zBpBA Bmf~ BI ~ o , BIB::lSOpU0.1 pmb oiuourmroqdun notput oqorod alolql:lAUO::l pp (Juo/Zn/os!.l ouop ~ u l~q fP oronmu II aAOp ':llUamBaUBIOdm:llUO::l :l:lUlI U ns ~OI::l 'OPIIBIBd OlBmlOj UI aIBl~g~P B::l~pO::l BAllBpl Bl unosn ~ a::lS!UIOj a OlBUO~dmB::l alolBA un ossorsur ur aAa::l~l (.I(J1.1(JaUO;)/V1!2W 01 20/vuv) Jay ouop oxnrsodsrp ologurs un alBnb BII:lU 'o/v aU01S1aAUO::lfP onoiznrodo BIIBP alBnnB alu:lmBauBlInUf!s ouofiuoa B::lIjlpO::la ouorzazznuanb lp ~SBjal :lq::l alB~ZUapfA:l otrruroddo ~ 0
,
Codifiche numeriche audio-video
Fig. 6.14 Rumore eli q uantizzazione. (a) A tratto pieno: segnale originario; tratteggiato: segnale quantizzato. (b) Rumore eli quantizzazione. (c) [mpulsi di campionamento. II scgnale quantizzato e ottenibile dal segnale originario pili il rumore di quantizzazione.
e a e
Livelli
I (a)
a
(b)
IIIIIIIIIIII
(c)
I I
Nell'ipotesi di equiprobabilita dei valori del range LlV assunti da v (t), e quindi dei valori dell'errore di quantizzazione, il valore medio del rumore presente e nullo, rna non il suo valore efficace, che come e intuibile e proporzionale al passo di quantizzazione; si ha infatti
e)
Q eeff=
r
LlV
2)3 =
LlV
2n'2)3
=
[6.16J
2n+1.)3
da cui si nota che eeff per ogni incremento di n di un'unita diminuisce di un fattore due, che corrisponde in dB a un miglioramento del rapporto SIN (dB) pari a 20 log (2) = 6 dB. E evidente che il rumore di quantizzazione puo essere reso piccolo a piacimento aumentando il numero n di bit di codifica, anche se a scapito dell'occupazione di banda e, nel caso di memorizzazione, del numero di bit da immagazzinare. II numero di bit di codifica n nei casi pratici va quindi dimensionato mediante un compromesso che tenga presenti le specifiche di rapporto SIN e di occupazione di banda (0 di memoria) che si vogliono ottenere.
e) Partendo
dalla premessa che tutti i valori dell'errore siano equiprobabili, si puo per semplicita ipotizzare una
tensione di rumore lineare che in un intervallo 0 -, spressione di tale funzione e
Q
passi dal valore pili basso -
R al 2
Q
e(t)=-t-, 2
J
2
(t), = J ~I(~t - t)'
dt
. diI vana. bil I cam b'iarnento I e x = -QQ. t- - per O peran do0 il QQ .. ,2 integrazione diventano - - e - Sl ottiene
2
J~
R. L'e2 [IJ
a cui corrisponde un valore efficace e,rr =
e,f[ _ -
valore pili alto
CUI
dx = -Q d t e qum . d'I d t = -r d x mentre gli estrerru. diI , Q
2
jQ/2 x2':"'dx '-Q/2 Q
=
J
2_ f/2 Q
0
x2dx
=
J2_( ~)' Q
3
=
{2Q'
Y~
=
_iL 2ft
127
[2J
OSSllq-I1SSl1d O.ll[ld
1IS r>::
<>--;, r»:: !P u~
,,
-
rr, r--<
r
,' '' ':
rr, ,
-; , ,,
r
,,
' '
':,
1
I.:t,
>-r:tUJ~_" :I ::
)~~jFJ
rv : I
'EnU
PToH
-o-
.1 1 1 1
: :
:
un
)Ia
)!a
g[J;)S Ul
;J!l;)S III
0010[000 OT 100000 00000000
<»
~
-; , ,,
)In:)]!:):
J;J[dwI1S
1
,I -------I------~ ,
1' z; 00 [OIOOO OT,TOOOOO 00000000
saq
1111111111'llijlllll'
[;)A!I !P
rod r-
/
'g[I1UI1:) un 11
'upuuq-ussud olllY un ;)IUZZlI~ln ond IS ;)lU;)lllIOP;)JUl oqotre oreimrq ;)1;)SS;);)A;)P ;)IUU~;)S pp orucds 01 ;)S '~UlSUIIU Ip ;)1;)~lOSU~,1 0PUUl~A;) ';)I;)n;)UlSUll up ;)I~ln upuuq ulPP nrdos ~p IU ;)IUU~;)S pp qU;)UOdUlO:) ;)1 ;)IUU~lIIIP ~p ulpnb ? ;)uo~zunJ ans Ul '~UlsuqU-Iluu ossnq-essed Olll~~
W;)d ;JUOISS!WSl1Jj rp I1W;J)SfS un rp
(1
ojl1:)!Jljdw;JS Iq:):)O[q 11
:!1[:):)0lq UUA I;)P IUOIzunJ ;)1 ourannumsq ';)Iuqu:) un U W:Jd ;)UOISS!UlSUll !P Um;)lS!S un ~IUlU;)mUpuoJ ~:):)0lq rons ~;)U ormuosorddar ? mo u~ '~l'9 '~Y !P UUl;)1[:)S 01 ;)1;)lmSIp ;)[qn ? ousmbou morzou ;)1 ;)1;)mnSSU~1 Ip IV
I1Wgq:JS
Sl"9 "J.,.
;)(P
II\IJd auoissiursan
!p euraisjs un !p !4~~olq e e~aLPS
/ ZH)j <:£1 = Y1I::ldg :V1sodsQI -
's;'o = 1J 110-[(01 !P ;)lOU1~jUO:) OjBZ[B!l OU;)SO:> B ;)IBlliiJp ;)IBUl3;)S PP ;)UOIZBUllOjBI ;) T OlU;)UlBUOIdUlB:> !P szucnbcrj BIPP B~;):>S BI rod lsmbAN Ip uzucnborj BIJB onodsu % O] I;)P ;)U!l31BUlun optrezznodt 'llq 8 Ip ;)uOIznlOSIl uoo ;)IBUl3;)S ;)IBl 0PU;))l;)AUO:>oanuouo W;)d ;)IBUl3;)S PP BpUBq Ip BZZ;)ql31BI BI 110:>IB:> IS 'ZH)j or = ~fomods olJ;)P BUlISSBUlszuonborj ;)lU;)AB;)IBUl3;)Sun U;)PISU<;>:>!S
-:Jilt-
l
.I d s
'OllOP!1 ;)lU;)UlUAqU:)~U~~S ;)l;)SS;) ond upuuq !P OlU;)rn;)I:)U~ ;)IUl '~lOIUA ;)np !P md U ~uo!ZUlnpOUl U OPU;)110:)~1 ;)1[:) orod ;)lUAI;)SSO oururoddo 3: ';)~~UO ;)IBU~;)S PP ulpnb ~p ;)IO!~~Urn ;)lU;)UlIOA;)lOU ? W:Jd ;)IUU~;)S pp npueq ~p uz'Z;)1[~IUI ul ;)1[:) eonpcp ts opmb unup
--
« ttl){) ~ ;)U;)!HO IS
"I: < Sjn~s
;)1[:) ;)UOdUl~ uouuu1[S
lP
::.
__
uoo
orszpnr
-
'Ju ~ < =«
;)UO~ZIpUO:) ul ;)1[:) UIO OpUUplO:)I1{
j u l'_ = 'tf l'_ = £: £: ? d
H (17 u :J (£:
l'l:JdH
npueq ~p UZZ;)1[~IUI nun u1[ '~'O u trad jjo-jjor ~p ;)IOnUl OU;)So:) U ;)IOlUUlIOJ un ~Sl;)AUlnU ;)1[:) 0PUUZZI10d! 'O!IUU!q W:Jd ;)IUU~;)S II
:(;)£1'9 '~Y !paa) u
I! ;) j ? W:Jd
;)uOIdUlU:) umsu!:) !P u:)YIpm !P l!q !P oromnu OI;)UlnU I! an onopord IU ;)[un~n ;)lU;)Ul;)lU;)P!A;)
opuooos [U qUA;)Pld !UO!dUlU:) !P ;)IUU~;)S pp Ulp':) !P UZU;)nb;)IJ Ul
epueq !p suotzadnooo a eJJ!O!P ez anbaJ:I
Codifiche numeriche audio-video
2) Circuito sample-hold (campionamento e mantenimento). Ha la funzione di prelevare i campioni del segnale alla frequenza di campion amen to e di mantenerne il valore in uscita per tutto il periodo di campionamento, in modo tale da permettere al blocco successrvo la conversione A/D. 3) Convertitore analogjco-digitale. Converte i campioni prelevati in una combinazione di n bit, attuanao -Ie operaziqnj di ~antizzazione e codifica. 4) Blocco di conversione p'fr,"fIelo-s'eritre~Gli n bit che rappresentano ogni campione non .....____...._ -possono essere scamoiatl su n linee in parallelo se non per distanze di pochi metri; e necessario quindi trasmetterli in formato seriale, ovvero l'uno successivamente all'altro su una sola linea. 5) Canale trasmissivo. E il mezzo fisico attraverso cui viaggia il segnale. 6) Blocco di conversione seriale-parallelo. Esegue l'operazione inversa a quella del blocco 4. 7) Convert itore digitale-analogico (DAC, Digital to Analog Converter). Converte ogni gruppo di n bit nel corrispondente valore analogico, ottenendo un segnale simile a quello di origine, tranne che per l'errore di quantizzazione e i gradini presenti per ogni valore convertito. 8) Fihro passa-basso detto filtro di smoothing. II segnale in uscita dal DAC ha uno spettro simile a quello illustrato in fig. 6.5b. E necessario quindi, per ottenere il segnale di partenza, eliminare tutte le bande della spettro successive alla prima. E evidente tra l'altro che eliminando le componenti ad alta frequenza del segnale si ottiene un arrotondamento dei fronti di salita e di discesa del segnale. Lo schema a blocchi effettivo deve includere necessariamente dei meccanismi di sincronizzazione che permettano la riconversione dei dati in accordo con la cadenza con la quale vengono ricevuti. Per ottenere cia si utilizzano tecniche che possono variare da caso a caso e che comportano I'inserimento di bit aggiuntivi nel segnale digitale e particolari codifiche della stesso: Possono inoltre essere presenti circuiti di elaborazione dei segnali analogici, di compressione del segnale digitale e di protezione della stesso da errori di riconoscimento in ricezione, di modulazione e demodulazione del segnale seriale che e trasmesso, di rigenerazione del segnale in punti intermedi del canale di trasmissione.
Segnale PCM musicale Hi-Fi
II segnale musicale Hi-Fi ha una banda che si estende da 20 Hz a 20 kHz, pertanto la frequenza di campionamento deve essere !!illggi~i 40 kHz; tenendo conto dei margini necessari ai filtri anti-aliasing e di smoothing e stata scefta una frequenza pari a 44,1 kHz per il CD (Compact Disc) e pari a 48 kHz per il DAT (Digital Audio Tape). Dato il grado di fedelta richiesto in questa caso si opera a 16 bit di codifica corrispondenti a 65536 livelli. L'elevato numero dei livelli consente di ottenere mediante quantizzazione lineare un rapporto S/N sufficientemente elevato anche nei passaggi in cui il segnale assume bassi valori. Essendo il segnale stereofonico, cioe a due canali, si hanno per il CD 2 .16.44,1.103 = 1411200 bit/s di codifica pari a 176,4 kbyte/s (tale valore corrisponde alla velocita di riferimento 1 x per lettori di CD-ROM). La definitiva codifica del segnale prevede da una parte una compressione dati del segnale PCM, dall'altra l'aggiunta di bit di servizio con funzioni di segnalazione numero di traccia e tempo trascorso e di correzione di eventuali errori di lettura. E opportuno osservare che nell'adottare 10 standard descritto per la memorizzazione di segnali musicali digitali su compact disc, l'altissima capacita di memorizzazione del supporto (circa 700 Mbyte pari pill 0 meno a 75 minuti di musica) non ha posto particolari problemi di ottimizzazione della conversione numerica in relazione al contenuto informativo del segnale origine. Nel caso dei sistemi radiodiffusivi numerici, 0 DAB (Digital Audio Broadcasting), in via di sviluppo, il segnale ha una banda base limitata all'intervallo 40 -'- 15000 Hz, e campionato a 32 kHz e codificato su 16 bit.
129
:lUO~ZUSI:lAUO;)nun rod :lyrqun:l;);)U :lq;) nrd :lIOIUA cap ~£ U;)l~;) U und Nls oiroddar un anorn IS mUAI:llUl 9~l :l U;)!JlpO;) Ip pq ouo UO;) :lq;) :lIUIlSOUllP opqrssod ? ':lIUI0;)qIUd m ~KS oiroddnr orensope un cronouo up :lIUl OpOUl m 'OlUA:lP ntd llq Ip OI:lUlnU un :lp:l~;)~ O;)~UOPI:ll :lluua:ls I:lP U;)I]IPO;) ul notrard Ull:lN °IllUAI:llUl ouo :l l~q ori ~IOS U U;)IUll~IUaol ouorzuzzrnnmb mrn '~;)yula ~AqOUl rod 'UlUlU:lS:llddUI U1UlS ? L1"9 :l 91°9 °ilay :lIPN °O~IUUl'iJTlO:lluua:ls I:lP U;)~UlpIU'a01 ulpnb cprrods -trroo OSS:lldUlO;) :l[uua:ls pp :llU:lUq ouotznzznrrenb ullu cmoo 'qL 1"9 oily ulluP 'uou IS 0(VL109 °a~]) :llU:lUlU~lum'auo OUUI:l ouroo !SO;) :l[UU'a:lS pp IlO[UA ~ U;)sq~qUlS~1 :lq;) U;)IUlUmp ~p crosucdso un up onnfios :l1:lSS:l :lA:lp :lIU:lUq via :lUO~SI:lAUO;) ~p oxutsodsrp II criuom 'O;)!Ull!IUaO[ odn ~p eousuonureo :llU:lAU U;)IUlUmp !P :lIOSS:lldUlO;) un up :lIU:lU~1 o/v :lIOPll:lAUO;) un orcpoocrd 0PU:l;)U] umucuo '(D N I aNVdxiJ-'3u1SSCJoIJ W OJ) Suipuodiuo» Ip ouotznrodo, un :llUU~p:lUl ulUZZqU:lI orcssc ond 'VJ1U1J1.J.V'301 »uoizozznutmb ouroo U1U;)~PU! 'U;)!m:ll :lIUl °:lIOU~Ul otrotzezznuanb ~p :l1011:l un 0lUDOSSU oqotra nrs ossnq nrd OIl:lAq Ip Iluu'3:lS !U :lq;) :lIUl OpOUl u~ '(91"9 °'3lJ) turorso Ilpnb Ip onorsuedsc.tm :l qUI1U:l;) mUAI:llUl I['a:lP :lUOTSS:lldUlO;) nun opuunnu ':lI~ll:lAUO;) up :lluua:ls pp uzz:l!dUlU,IlUP oiucmonropuodrpm ':llUUlSO;) :lIOIUA un U!qqu Nls oiroddar I! :lq;) OpOUl u~ :lIU] oururoddo ? !AqOUl I[Ul l:ld °:l[OA:lIOAU]Snrd Nls ouoddur un :lqq:lIAU ~s ~suq ntd UZZ:lldUlU !P I[uua:ls ~ rod ':llU:l~1 ouotzezznunnb U u;)!J!pm nun ossmiopn ~S :lS O;);):l'U:lUI[
j
(/i~
UIPP UZZ:lqaun[ 'OUO]OI;)~Ul pp UZU:lDlJP ':llOlU[Iud I:lP azuoiod ~[unb '!IOnU] qOA:lI:lUlnUUl up ezuoprrcdrp U~ :lIIqUIlUA ullnsll W;)d U;)!JIPO;) ~p ~A~l!Sods~p l:lp OSS:lI'aU~ U~ UZZ:l~dUlU UI 'DlUOJ:lPl IIuua:lS ~U UAqUpI u[pnb ? OSU;) U OSU;) up UZZ:lldUlU U~.olyrqU~IUA!luua -os ourraq IS mo U! :lUO~ZUlllIS sordn uun °ap 9 !P Nls oiroddnr I:lP :luO!Znp!1 :llU:lna:lS -UO;)· UO;) '0 ouotzezznunnb ~p ossnd 1! OpUUZZ:l~p mUAI:llU~ ouo u~ :lluu'a:lS pp :laUUI :l1:lp!A!ppnSp o ~Ul:llS:l l[l:lAI[ I :lIUm~p oroqqanod !S (m:lA!1 ana) l!q :lll U U;)~]IPO;) nun 0PU:lU:llUUUl ::lIUUlmO oiucurauco ? UOU U;)!J!PO;) UI mUAI:ll~ I[a ojos USS:lI:ll~ :lq;) :lluu'a:lS un U ISU:ld !S £1"9 Oil!] ullu OlU:lunl:l]~1 UO;) °Nls orroddnr PP OTililulUUAS 011111 U nnocrds OSU;) oisonb rn OUUUIUS rurciso ll[:lA![ I ~uIlnu ? ourcisc :lUOZ :lIl:lP :lIO[UA un nmnssu :lIUuil:lS II :lq;) tl~IIquqOld U[ :llU:lUlUlAAO ':laUUI pp tl:lUl UIIU otdmosc rod und nzzorduraun uq :l[Uua:lS I! :l A V :lilUUI oirco un :lUO!SI:lAUO;) uI red oisrxcrd ? :lS °UZZ:lldUlU
~ro
n
's-r-t-z
nns
unup
oiucurcoqdurcs ntd
:lIUIO;)qIUd
OpOUl U!
crcpuodrp ond
UUl ':l[uua:ls
pp
UInlUU
ulluP :lIUI:lU:l'a u~ opuadrp tPEqUqOld :lIPP :luo!Znq!llSIP U[ ~~l!quqold!nb:l OUU!S !IOIUA ! tnru uou :l[unb pu AV 0IlUAI:llU! un U! :l[lqUTlUA :l[UU'iJ:lSun :lUlUS:l Ul upu:lld IS O!UO!ZUI:lP!SUO;) :lumlU :ll1od:llUU O!IUSS:l;):lU ? 'u;)!Jlpm Ip odq II :l llq !P OI:lUlnU E uplunil!l oluunb l:ld °ZH)[ 8 =} uZU:lnb:ll] uun Ul[:l;)S U1U1S? 0!ailUI1[lJ !P mo!zuI:ldo :ll l:ld !IUSS:l;):lU !U!aIUUl !:lp OlUO;) 0PU:lU:ll °ZH 0089 !P :lIOTilaUUl OlU:lUlUUOldUlU;) Ip ~:lnb:lIJ uIPP :lIO[UA un :luodun uouuuqS Ip :lUOl~PUO;) Ull:lP On:ldSll [l OlUUll:ld ~zH~ 00£ up :lPU:llS:l !S :lq;) UZU:lnb:lIJ U! upuuq uun udm;)o O;)!UOPPl :l[uu'iJ:lS [l 'OlOU :lUlO;) °W;)d O;)!I:lUlnU :lUOlZUn!'a Ip :l1:l1 UI:llUl.l 0lU:lUlOUl [U :lq;) OmU!pIO;)!1 'UUUI[U1! tl[U:lI l:ld °:lUUU!q :lIJI;) Ip :lzu:lnb:ls :lUlO;) !SS:lUlSUI1 OUUA!U:lAqU;)OA I[uuil:lS ! OlUUllOJ [I Uz~[qn U[ upIun'a!1 Oluunb
:lSU:lllUnlUls U;)!UOPP1 :l1:l1 Ull:lP !UO!Z:lS :lumlU ~ 1961 pu t!a :0;)!UOPP1 olpnb OlUlS~? W;)d U;)!UQ:ll UIIUP ql0POIlU! l'iJau1uuA l:lp OlUl;)IPU:lq uq :lIp lUOIzu;)!unUlO;):lI:ll !P UUl:llS!S OUl!ld II
\ V)) ll).)~'J '10'\\ 'i
"!ll \1'.\r'J l~
~OIl 'di..~'{]nVo
Ilnunu 99~P
:VJsodsQ[
°:llAqW OOL B UBd 1?lI::mdu;)U[ :luopU:lrunssB OJ un Ip BlBmp U[ :llU:lWUAIlBUIISSOld -du :llBWIlS 'UPU:l::>IA U OU!SU:ldwo::>!S IAllumililu lIq Ip uzu:ls:lld uI :l :lUOISS:lldruo::>Ip :lq::>IU::>:ll :llUBlp:lUl lIq l:lp :lUOIZnpU BI WJd O:ll:llS Id-1H :l[BUil:lsun UJ :lq::>opuuzznodI
·"iOEl:
Codifiche numeriche audio-video
131
he pvet)
7
6
ta
,e
5 ----------------- ------------------------------4-
_________________________________________ ~_~==f= 2
Rangedi variabilita
del segnale
, ---------1------
,
/
o ,
,
--------------------------------------------~T-------Intervalli
Fig. 6.16 Quantizzazione non lineare.
telefonica, dove gia un rapporto SjN di 30 dB e sufficiente. Non approfondiremo ulteriormente la tecnica del companding analogico, dato che quest' ultima e stata ormai sostituita dalla compressione numerica del segnale. In tal caso si pone il segnale d'ingresso direttamente in ingresso di un convertitore AjD lineare a 12 bit; l'uscita di quest'ultimo viene poi elaborata Fig. 6.17 (a) Schema a blocchi del processo di companding; (b) forme d'onda in ingresso e in uscita del compressore.
(a)
v;(t)
OUT
5 4 IN
3 2 J
o (b) viet)
°WllJl'!
ssooord Il;lUInU
8ZT
UUUll !P ;}Juau!! U;)!J!pO;) un Ull r----->'------, r--"------,
TOl
W
N
91
W
N
91
W
N
9TJ
W
N
91
W
N
91
W
N
91
W
N
91
W
N
91
V·ZVU!ql.UO~
'
)I
'1
)I
'1
)I
'1
)I
'1
)I
'1
)I
'1
)I
'1
)I
'1
osseuiuioo
·N
L. 0
1 0
1 0 1 0
1 1 -
1 1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0 0
0
8PO(: PW1
.to.t X
X
9~(:
X
ers 8ZT
P9 (:£
91 91
X X X
X X X X X
X X X
X X X
X X
'1
'1 )I )I
'1 )I
)I
'1 )I
0
C> ...
C? '0
'1 )I
1
1 0
1 0
1 0 0
aJvau!1
·N
N JI
X N W N W
X N W '1 N W
N· W
N W '1 N W
.ZVUlql.UoJ
iJJ!PO;)
0 0
0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0
---
..------_.-_
O-~ VUVJ.L
ilJ!PO;)
llOIl'!A ouaiucsorddur Fq ~p ;lq'5UUlS ;l] dq::> ounm Ul'!UI l'!ll'!::>Jl'!UImd l'!~A l'!~A ~UO~SS;lJdUIO::> nun ouoostqns ~Jlll'! ~I'5 ;lJlU;lUJ ';lUO~SS;lJdUIO::>ouoostqns uou 9U;lUI'5;lS ;lnp nmrd ~ 'muu; oretmnouap ~ ql'!nb ~dP oun::>sl'!~::>'nq i Il'! ;l::>~pO::> PP IlU;lUJ'5;lS ono rlmp~A~pu~ OUOS l'!::>Ill'!JdUI
-aiuosardder
l'!AIll'!];ll l'!ll;lP ;l
1'9
osuq
'ql'!l l'!]PP
·81'9 ''5!1 ouos
l'!llns
Ip '~AIl~sod ~JOIl'!A red ';lUOIZ OUl'!lU;lAlP Fq II IlU;lU1'!UI~J
r-
.ossard -tnoo
;l::>~pO::> PP
OAIll'!::>!1~u'5~s md
l~q l!
d::>s~nlllso::>d 'Oll'!l;llll'!U~ OlnU;llU1'!UI ~ '( OA9l'!'5;lU
cs 0 'OA~l~SOct'cs 1) Oll'!::>!1~P0::> ouordureo PP OU'5;lS II oirraorpm 'O-A~ll'!::>!1IU'5~S ntd l~q l! :l?lql'!pOm llu;ln'5;ls
ono
;ll 0pUOJ;lS l~q
l'! l'!::>~po::>l'!un 0PU;lU;lllO
l! uoddar
dl!~1
OUUl'!lJS l'!::>!1~'5~s S l'! ;llJ::> S;l::>01d l!
XXXXXNWTITO
PWI
P80(:
(J!q 11)NI
9~(: 8Z1
,
"
:I::
dpOUI ~ uooi l'!]
- - - - - - - -- - - - - ---- - - - - -- - - - - ~- - - - - - -- - -- - - -:- - - -- - ~- - -~ -.~: 9I t
I
:
II
:z:::
I
---------------------------~--------------:------~---~-~
~::>SOUOJ
,
:
Z£
Ie:
:t.-f ,
'
---------------------------~--------------:------~---~-
:
8P
: t:
I:~
I
I
I
I
I
- - - - - - - -- - - - - - - - - - - {- - - - - - - - - - - - - -:- - - - - - ~- - -
179
08
n Ip l'!JJ~::> fPI 8 = sf
96
l r
NWTIOII
(:11 ·(Jlq L) ossarduroo 8c:I
!>ITO l?J;lp fU;lS;l.rod) brpoo ~;lp dUOrSJ;lA 1l0I'5'5l'!UI
;}:JIPO:J ;} (irq
ossorduroo (Jlq L) .LIlO
11) UOU
;}:JIPO:J BlJ
ezuopuodsuro-j 8l'9 .,,,,
Codifiche numeriche audio-video
maggiori. Naturalmente il codice compresso a 7 bit deve ridiventare a 11 in fase di riconversione D/A; a ciascun valore del codice compresso sara m:;-associato il valore medio dei codici non compressi corrispondenti, secondo la tab. 6.1, al codice compresso in esame (per esempio al codice l11KLMN corrispondera 1KLMNloOOOO,a 110KLMN corrispondera 01KLMNI0000, ecc.), dopodiche il codice non compresso, comprensivo di bit di segno, sara riconvertito in un livello analogico da un convertitore D/A a 12 bit. Concludendo, il segnale PCM telefonico e basato sui campionamento a frequenza is = 8 kHz e sulla codifica a quantizzazione logaritmica a 8 bit. Pert anto la frequenza di cifra di un segnale telefonico numerico e fk = 8 ·7,.~bi~elativa larghezza di banda, ipotizzando un opportuno formatore e p;;'- in base alla [1.34], a
BWs =
!.
fk = 48 kHz.
~
l,\ f~'Alv
V"\ ""Ii..-;.1jV1~t~ I
6.4.3 Standar V.90 Conosciuti i dettagli della codifica numerica di un segnale telefonico, e ora possibile discutere la tecnologia standardizzata dalla raccomandazione ITU-T V.90, sulla quale sono basati i modem in banda fonica idonei a una connessione a Internet a 56 kbit/s. Come detto, il processo d~ifica A/D di un segnale telefonico introduce unrumore 1 quantizzazione che a sua volta determina un rapporto SIN approssimativamente pari a 35 dB; questa significa che in una configurazione come quella di fig. 6.19, sulla base delIa formula di Shannon introdotta nel par. 5.4, assumendo una larghezza di banda pari a 3100 Hz e un rapporto SIN pari a 35 dB, la frequenza di cifra di 33600 pit/s rappresentaetfettiv'amente il limite superiore della capacita trasmissiva del canale (vedi esempio 5.6).
Fig. 6.19 Connessione convenzionale su linee analogiche.
se m-
ta-,
PC
Linea analogica
... 01001101.. . Linea digitale a 64 kbit/s
Linea analogica
33600 bit/s
La tecnologia V.90 si basa sui fatto che l'Internet Service Provider, ovvero il fornitore di accesso a Internet, in molti casi si interfaccia con la rete telefonica tramite una linea numerica (fig. 6.20); pertanto il segnale di downstream (dalla rete all'utente) non subisce un processo di codifica A/D, mentre il segnale-cIi 'ii'Pstream (dall'utente alia rete) permane affiitto dal rumore di quantizzazione prodotto dalla codifica A/D.
... 01001101...
... 01001101.. .
Linea digitale a 64 kbit/s
Linea digitale a 64 kbit/s
Fig. 6.20 Connessione a Internet asimmetrica .
op BUOZ I01Bd
U!
I ::llBIlBA
oirej Jl B::lP~.IIBP
zuonbaq
(sri) 1
O~Z
sfllq
000 9~ UIll;JJjSUMOQ
sfllq sfllq)j 179 U ;J[cjl'ihp U;JUJl
009 ££ ureansdjj Sfl!q)j 179 B ;J[BjI1hp B;JUJl
, ,
, , , ,,
~Z I
>,
(sri) 1 O~Z
(sri) 1
O~Z
~ZI
1 '06'A 'on0o/.: md '.l ::ll::ll By OSl::lAossnu E :U1U::lUl!lBP Ip ~lquBnb ~pUB1'ilOIlB:)UB:)S~S iourcnrj B OlU::lUlB'B::lIlQ:) un U~ oiuoureordn ::lq:) OlBP '::lUOTZB:)~llnUlO:) BIIns oood ::l:)s~nuu~ onbunuroo ::lq:) BSO:) 'S/l~q 009 ££ Ip ::lIlBUlU ureansdn ~P BUllSSBUI ~l!:)Oy::lA BI ::lq:) ::lUum qou IS '(sam-l nq IVUO!PV.Ij B1BU~UlOU::lP::llBIO:)qlBd B:)IU:):ll Bun UO:) cmuouo orpomroim ~F:)0I:lA oqotre qtqtssod OUOSi?'llB:ll U~) S/llq){ 017 lp ::lIB:ll Blj~:) lp ezuonborj uun
KHU:J;Jj UOO
UlB;JljSUMOP UT ;JUOI'Z1l0rnnwoo 1p OIdlOWld
ll:"9 "'!::I
auorno ~S (onono rod ~AI1BUllOjU~l~q onbmo) Z£ oloS ::lUOpUBZZImn 'S/lIq)[ 817 lP ::lIB::llB1F:) nznonbaq Bun ::lU::lIHO~S (ouono rod IAqBUllOjlll llq I:lS) 1U1::llS:l!Il::lAlJ179 ~ oloS 0PIlBzz~1 ouoddnr ~P OSB:) Ul
~P
-un ::)lOIl::ljU~ ~ll:)0pA Bun B1BTZO'B::l1l arosso ond '::lIOA:llOABjSnrd N/S
-
--.-= 0008, L = :J
s11~q 000 9~
::lIB:ll Ell!:) Ip ezucnban Bun auomo IS OPUO:)::lSIB rnouo 0008 ~P ::lUO~SSIUlSBllBIIBP 'OAqBUllOjU! omuoiuoo OUUBq Fq L ojos ~llB::ll III OSS::lUlSBllonono ~u'ilo rod 9q:)!Od 'I 0 0 B rrad ::ll::lSS::louossod l~q ros rxtssooons ! ::l1 B trad ordnros '.lllq opuo:)::lS Jl '1 00 crosse ond ouscs ~P l~q II :V/0 ::llOl91::lAUO:) PP 1U1::llS:llJpA!J 811 I olos 9BnnljS OIlOS '(B:)IUlluB'B01 '.l ouorzezznuanb BI :lq:) !P10:)~1rs) OlU::lUl~:)SOUO:)~l :llI1U::lSUQ:)UOU Bp 0101 an IlBU~:)~AABl)SO:) OIlOS lJo:):)~d nrd IypAlJ I 91PTOd '::lSBq BpUBq Il~ OIpA!IqInUl ::lUO~ZBIBu'B::lS Bun B B1BrrUl~SSBorossa ond B:)~U:)::ll:lIBl 'oqonsu -::lnB1B~ ens ::lI rod 'OlUBll::ld '(IZ'9 ''BU) ::l!lBU!q ::lq'BU1llSouroo nmardroim ::l ::llll::lA::l:)UUI:lp -OUI IBP Iln~:)SOUO:)!l rpumb OUOS cqo '«~:)!'il0IBUB» !Il::lA!IqU::lPUOdSUlO:) III cmxoou ::lq'Buuls ::lI ::lllll:lAUO:) B rod cpoxxord ::llU::lln.l _01B1S:lnB '.l ~m B B:)!1l0PP:j. :lIBllll::l:) By 'oououmu UlB::ll:j.SUMOP~P nap I cuoursan l:lPIAOld PP :llOlBlOqBp,I '06'A ul 'UB::ll ::l1.p~UDPPl ::l::lIllI!P OSB:) [ou '~SB:) mmlB ill OIl::lUlIB
u
OlBUllOj III
oiuaurauarrp
plBpIlB1S 01 opuooos
1 Bll!:) !P ::lUIOSB:) un
'B:)IlBld
'oimfiosuoo ::l:j.U::lUlBATmJP ::llOIBA'SP O~ ~ (SP) N/S~:lmO ~S_(IlBl::lP~SUO:) mb Il~SzH 001£ ~::lP BS::llS::lr:t~d ,od tm B:)~UOPPl BpuBq BI opuouoddns) zH 0017£ = M8' ::l s/Fq)[ 9~ = 0PIl::lUOd
:J
ncno
(1- MuZ)'B0IOl
iso m::lAlJ
=r
oitraunos ! 9q:)!Od lJI::lAlJtop
= (SP)
N/S B
uad
':J
Blj~:) Ip uzrronbaij Bll::l:) nun B ::lUO~ZB:)~unUlO:) Bun Bp OlS::l~q:)1lN /S OlloddEl I~ :llBU~Ull::l:j.::l1? ::lI~q!ssod '.l Blql::lAU~ UOUIlBqS Ip BInUllOj BIlBO '::llU::lln.IPP B:)~'B0IBIlBB::lU~IBlpu ::l:j.U::lS::lld oroumr IBP oloS Ol~II!Ull::ll:lP_ Bnnsll QJlodd131___i){BJ'::lIlO~ZBz.zu.uBnb !P oroumr ::l:j.U::lSSB 0PU::lSS::l'oiuenb III 'SP ~£ IIBUllOU ~::lP OlBA::lP nrd oijour N/S oiroddur un lp :llB!:)g::lU::lq UlB::lllSUMp !P ::lIBu'il::lSJl ::lq:) rptnnb ::llBA1::lSSO ::lA::lpIS 'BSS:lUl::lld ::lIBl ~p ::lSBq BIIns
u
ond
Codifiche numeriche
6.4.4
audio-video
135
Standard V.92
Nell'anno 2000 l'ITU-T ha emanato 10 standard V.92, che con tutta probabilita costituisce il riferimento definitivo per i modem in banda fonica. Tale standard introduce l'utilizzo dei livelli PCM anche in upstream, sempre che il livello del rumore sulla linea 10 consenta. Poiche in upstream il processo di conversione AID in centrale rende pili critico il riconoscimento dei livelli e la corretta codifica degli stessi, sono utilizzati, al massimo, solo i 64 livelli esterni del 10gPCM telefonico; pertanto ogni livello viene codificato in centrale da un ottetto del tipo XllXXXXX, dove solo 6 bit hanno carattere informativo. In questa caso mediante la trasmissione numeric a di 8000 ottetti al secondo si ottiene una frequenza di cifra reale
h = 6·8000 = 48 000 bit/s
[6.22]
Come per il flusso di downstream, in caso di rapporto SIN pili sfavorevole puo essere negoziata una velocita inferiore, utilizzando un numero inferiore di livelli eventualmente con I'ausilio della tecnica fractional bit rates. Oltre a questa modesto miglioramento in termini di velocita pura rispetto al X_90, comunque utile nel caso di trasmissione di messaggi e-mail con allegati 0 di uploading via FTP, 10 standard V.92 ha introdotto la possibilita di accettare avvisi di chiamata entranti ponendo in attesa per un tempo massimo di qualche minuto il modem remoto, e ha definito un metodo di compressione ottimizzato per l'utilizzo di Internet.
6.4.5
Codifica ADPCM
La codifica ADPCM (Adaptive DifJerential PCM, PCM adattativa difJerenziale), utilizzata in ambito telefonico come per esempio nei sistemi DECT, consente la riduzione della frequenza di cifra associata a un segnale telefonico numerico a 32 kbit/s, Tale tecnica nasce dall'idea di sfruttare la correlazione esistente tra campioni vicini di un segnale, e in particolare il fatto che le variazioni di ampiezza del segnale vocale non sono cosi repentine da fare variare i valori di campioni successivi nell'arco di tutto il range disponibile; questa significa, in parole- povere, che=data una serie di N campioni successivi, e possibile prevedere la zona del range in cui andra a cadere il prossimo campione (fig. 6.22). Fig. 6.22 Principia di base della tecnica ADPCM.
Range previsto
Range di variabilita
del segnale
aromraxuoo un glBZZ!Jqn OUBSSg:)gU ~ uou BlPP cuotzejnpour BIIgN '!I013!ds !I13 glBU!UI!Ig 19d OlBIlJg g ouruisootr gIBU13gS TI muosarddar J17(;"9 '139 BI onuom 'OlB:)p'PO:) gIBU13gS E oimuosarddar ~ Q17Z'9 '139 UI ~O:)S!lglSB un noo glB:)IPU! lUOIZ!Pgld gA!lBPl gI uoo glB:)9!po:) Bp gIBU13gS E 01B1UgSglddBl ~ V17Z'9 '139 UI '0 noo 011:1:)9!po:) OJBlS ~ oirrapoocrd gUO!dUlB:) I! os mtosoroap !P ~ anuour '1 uoo oraotjrpoo 01B1S ~ cmopcocrd ;}UO~B:) E gS Bl!:)~P 112;}~ ';}lU;}P;}:);}ld ;}UO!dUIB:) Ins g~Ul~ ..HBSB'l ~ ;}UOTZ!P;}ldBI ~O!lBIlUO:) OSB:) U! 0 ';}lUgp;}:);}ld ;}UO!dUlB~ 11:: ~strqliiun BJ ouotzrpcrd BI nrodns ;}UO!UUlf!:)~S 1 BljH'l B PUBu;3'5'S.s.lL.Ol;}i\i\O _';}U2_!durB:) rod nq un oiuatpour OlBUO!durB:) ;}IBU13gSldP B:)9!po:) BI ;}P;}A;}ld ;}Ij:) gIBlZUglgJJ!P BI13!S U! 'B1I;}P ouorzejnpour B'] W:)d B:)~ll:);}l ornjooured Bun ~ '(uO!1V1npow Vl1aa) wa
ew:~p auo!zelnpOV\l
) 9'17'9
'O~lBmq ossnu II ers (zH)[ 91 = Sf) OlU;}urBUOTdUIB:) Ip azuanb -;}lJ BI BlS otretddoppar '0:)!UOPP1 gIBU13;}Sounuroo IB onodsu 'OSB:) oisonb U! ~S/l!q)[ P9 B ossnu un noo 'zH OOOL -r- 001 BpUBq uoo 01;}i\i\0 'B1BIO!I13IUI ~l!IBnb B ;}IB:)oA ;}IBU13;}Sun ;}lB:)9!po:) opqrssod ~ W:)daV B:)!U:);}lBI ;}lUmp;}UI oqo ;}U9m OUlBlAl;}SSO '(Q£Z'9 '139) llq zt B BZU;}l;}JJIP;}UO!dUIB:) Ins ;}UO~S~A;}ldBI ~ ;}PUBl13 ntd onranb ISUBds;} nrd 0lUB1 OUOS qU;}ur13;}S ~IB1 ;}AOP 'l~q Zl B cotpoo PP 9U;}ur13;}S91 B cropuodsuroo mBJ OUO~U;}A l!q 17 B ;}:)!p0:J IBP. 9B:)99U;}P~ mBAl;}lU~ 91 I :B1Bl;}P!SUO:) ~113B:J!url!lB1301 ;}UO~ZBZZ!lUBnb BIldP oxuiodsuroo E ~ oiuonnpooord our9In,lS;}no 'qB:)p'PO:) IN orrranb B ~UO!durB:J N nucpcoord !;}P Bzz;}~durB,IPP ;}uo~zunJ U~ auotznzznuanb !P OSSBd E 0pUBllBPB pq ornanb B B1B:)9!po:J ;}U;}!ABZU;}l;}JJ!P ;}IB1 oiuanb U! 'BAqBllBpB ~ ~;}lOn!p;}ld Ol!n:llD un Bp OlBUl!lS ouordureo ciuopuodsuroo I! ;} OlBZZ!IBp13~P ouordurao E an BZU;}l;}W.P BI B:J9!po:J oirranb U! ';}lmZU;}l;}JJ!P ~ eonrooi ;}IBl 'nq II B ;}lB;}U!I oroiursxtroo un Bp oiuoosn ossnu PP B:)p;}UInU ;}UO~zBlOqBp BlIns B1BSBq ~ 'v£(;"9 '139 U! BlBZZ1lBur;}Ij:)S ~ eonnrd ;}UO!ZBZZ!IBgl !n:l BI 'W:)dQV B:)~U:J;}lB']
cr/v
jlq (;1 B BZU;;IJ;;IJJ!P;;IUOldwBJ PP ;;IJO[llAO'lll !P ;;IuOIZIP;;I.ld
(nq 17) ITT;;IAI[91
I I
ON
nq <:1 IIBZU;;IJ;;IJ.IlPouordureo PP
j
-
--
zn
(nq (;1) III;;IAII
!II;;1AlJ . 96017
(q)
96017
(v)
(llUOW;;IW
U! 1U00dwllJ N) ;;IJOnrp;;Ild
nq ZI
B
oieums
'jIq
;;Iuoldlmi:)
jlq (;1 B llZU;;Il;;lfJ!P
jlq 17B ;;IJOlBJ!,PPO:) llZU;;IJ;;IJ.JlP L-
__j
ornsnb 1l
nq 17ll ZlllP
;;Iuo!dwB:)
;;Iuo!dUru:)
nq ZT
osssd
B
OlU;;IWBllllPB
;;Illl;;lJ ;;IUOldwll:)
PP
(q)
~Ji\T:)day
(v)
&~'9 'lfl.:l
9£~
~,o\~
."" \\.. - Codifiche (\!\~
<.,( ~~
vet)
x
. .. numenche audio-video
Fig. 6.24 /(a) Predizioni (*) del segnale origine, (b) segnale DM e (c) ricostruzione del segnale.
Predizioni
V'(t)
11010100000 V"(t)
~umore granulare Distorsione da sovraccarico
AID in quanta e necessario solo rilevare il segno del segnale differenza tra un campione e la sua predizione. Si osservi, in fig. 6.24, che nel tratto in cui il segnale v (t) rimane praticamente costante, il segnale ricostruito v" (t) presenta un tipico andamento oscillatorio dato dana sovrapposizione al segnale del rumore di quantizzazione denominato in questa caso rumore granulare; tale rumore e determinato dal fatto che un segnale costante non puo essere codificato in altro modo che con una sequenza di 1 e 0 altemati. Si rileva inoltre, nella stessa figura, una distorsione da sovraccarico dovuta alia eccessiva pendenza del segnale rispetto ana curva identificata dai punti di predizione. La condizione di non sovraccarico si ottiene imponendo che il modulo della derivata del segnale rispetto al tempo non superi la pendenza del segmento che unisce due punti di predizione successivi: l.SSO
I
fre-
dv (t) dt
I ~~ max
= f... is
[6.23J
T
dove f.. e il passo di quantizzazione e fs e la frequenza di campionamento. Dalla [6.23J consegue che, non potendosi aumentare f.. se non a svantaggio di maggiore rumore granulare, per evitare il sovraccarico e necessario aumentare la frequenza di campionamento a valori molto maggiori di quanto prescritto dalla condizione di Shannon (sovracampionamento). Nelle applicazioni correnti, per segnali vocali, la frequenza di cifra che si ottiene con una modulazione delta, se non abbinata a tecniche di compressione, e analoga a quella del 10gPCM (64 kbit/s); utilizzando quantizzazione adattativa si puo ridurre il flusso a 32 kbit/s.
6.4.7
re
137
Codifica per modelli
Le codifiche precedentemente discusse si prefiggono di trasmettere al ricevente I'informazione sulla forma d'onda del segnale al fine di permetterne la ricostruzione. Nella codifica per mode IIi cia che si fa e mettere in grado il ricevente di generare localmente il segnale in
-uoo uAIlulal a 'uouunqg
'otrotzrqosu ullu pu aluaUII cr/v ouorsrox ~p orrotztpuoo unap onodsu pu 'aluu'Bas pp oiuonreuordureo
:(V9'(:'9 ''By) ouratpour uluzzqual auaIA qpporu lad u:)y~po:) uy oxueoqdda UlSrA rp oiund lua 'sru 0(; u uad ulump uun oiuoureordn ouuuq mUAlalu~ qUl ~orlUUOrZUlScmoo oreunssorddu alas sa ond alua'BlOs UIPP oiusurmroduroo E rpmb I o.nuo IyulOdrual IHuAlalUI u rssois uiourarad lap ouotzao -I]Iluapr.l OPUUl~~[ aA[OSrl IS rnourared Iyul rp oduroi [au aUO!ZU~lUAuypp urrralqOld II 'a[uu'Bas pp ayu:)o[ ouorznpordu U[ ornuasrroo up ayul oporu UI 'olllY pp UIS auorzul~:):)a,ypp UIS 'uiourered rp cues nun aluaAa:)!l [U cronctusan rp OpUl'Bm ororeompoo un orezzrpior rp ciuosuoo oqo ollllJ-aUO!ZUl~:):)aayulaua'B o[pporrr un uA~lap au ~(5;(;,9 ''By) ayulO OAU:)pp oiuouresrcs.anra !P rrusruu:):)arrr ~slaAlp OSlaAUlnU a[u:)oA a[uu'Bas pu UlUrulOJSU1laua~A 'mouqod !UP ciuomcaord UUU,p 'ossnu [UP Ululaua'B 'odn OUUAIp cnorzunooa.un mo u~ oyppom un uoo !~l[n nsonb !P aUOISS!rna.[armuosarddar agq!ssod ~ '!UloUO! qu~ouap !lUlUarnap ruons ~p cuorzaucreouoo uun curoo orapnd [~opuarsptsuo j 'alua'Blos U[PP l?lrSsa[drrro:) U[ lad aq:) l?larlUUOrZUlS uou uy lad u~s 'ouorznjos a[I:)YJIp nrd Ip ~ urna[qOld I! ayu:)oA ayuu'Bas pp u:)urpo:) U[PP osso yaN 'alua'BlOs ayuu'Bas [U U:)9uaPI aluarnUnaJlad noqdor nun alulaua'B ~p opum u~ aluaAa:)u E alan am lad (a[u~Z~UrasuJ a azuonbcrj 'uzza~drrru) a[uu'Bas E OUu:)Y~luap~aq:) uiourared I alUarrrU[Os oronoursen aluar:)wns aqqalus 'ayuu'Bas pp tuotdumo rp cues uun oroncursen Ip
a:)aAUI 'osno [Ul ur ~a[UpIOSnUIsayuu'Bas un rp U:)YlPO:)unu ordmoso lad optmsuod aluaprAa ullnsrl Ul]I:) rp nzuanbaij Ip ~urmlal UI rlPporrr lad aq:)Yrpo:) a[ OU01]]0 oqo onnredsu II oJ!OA) ~3aOJOA
t~'3aoJ
ouroo non ouos tsso IYU:)OA ryuu'Bas rp osco pu 'rssnosrp tnb uY UOlU:)Y!P0:)! ouroo lyulaua'B tdoos u lauopl ouos uou UOlU:)Y!P0:) !AqU[al I 'nssais alua'BlOs u[lap oijcosard oypporn yu ulu'Bay u:)y!po:) uy opuass3 'alua'BlOs unap aq:)qs~lanUlU:) a[ nnaprenfiu !UO!ZUrulO]U!u asuq UnopU a,i alll.lauall 0llapow
uIllY a s!>"nU n troumu voou II
[nm llfIJ
IjllSllN_
uuazzqeoox lioN
';)(l~:JOA ;)lllUll;)s PP ;)lU;)lIlOS lllPP
°IPpoW SZ"9 "'!.:I
8£1=
Codifiche numeriche audio-video
Fig. 6.26 Schema a blocchi (a) di un vocoder e (b) del relativo decodificatore.
Segnale codificato (a)
(b)
139
Segnale analogico
SegnaJe codificato ----IDEMUX
segmentazione della sequenza numerica a intervalli di 20 ms; elaborazione numerica per segmento al fine di estrarre i parametri dell'eccitazione e del filtro; muitiplazione dei diversi parametri in un unico flusso numerico. II ricevitore demuitipia il segnale ricevuto e invia i parametri a un sistema di elaborazione numerico che provvede a rigenerare il segnale vocale PCM sulla base dei parametri ricevuti; il flusso viene quindi riconvertito in segnale audio analogico mediante conversione AjD e filtraggio passa-basso (fig. 6.26b). L'esempio pili significativo di codifica per modelli e dato dallo standard GSM 06.10 adottato per i sistemi radiomobili europei. Gli scopi di tale standard sono quelli di ridurre ilflusso numerico al di sotto di 16 kbitjs con ritardo di codifica inferiore a 80 ms, mantenendo una qualita del segnale comparabile con quella del IogPCM telefonico. II codificatore GSM, nota come codificatore LPC-LTP-RTE (Linear Predictive Coding - Long Term Prediction - Regular Pulse Excitation), appartiene in realta alla classe dei codificatori ibridi, in quanta impiega le tecniche dei vocoder per la determinazione dei parametri del filtro, mentre utilizza Ie tecniche dei codificatori di forme d'onda per trasmettere l'eccitazione opportunamente estratta dal segnale sorgente. Lo schema semplificato del codificatore e rappresentato in fig. 6.27. Dal segnale campionato a 8 kHz e codificato su 13 bit il blocco LPC
Predizione dell' eccitazione " Eccitazione, \ , ' ,, ''
Eccitazione differenziale
Codifica eccitazione (9,4 kbitls)
1,= 8 kHz Parametri LPT : :
,:
Parametri LPC :, Codifica parametri filtro (3,6 kbitls) l-
Fig. 6.27 Schema semplificato di un codificatore GSM.
I
o~pnB
un ;}\u;nu
110
O;}gq~d;}:)j;}dB~S uou
rpumb ;} 'B;}UBlUB1S! 1?l!l!q!pn
Ip Blli'los BIPP ouos ~P IB IAOll IS otrorzezznuanb Ip crourru E ;}q;) opOW ~ 'B;)Y~P0;) ~P l!q !P Ol;}WnU oururoddo un OPUBtm;}SSB 'ouotzezzntrenb ~P ;}lOll;},IPP ;}I~q!SSIWWB OIpAn I! 'BpUBqonos BUmSB~;) rod ';}lBSSY !P anounod OlS;}no O;}PUBqOHOS Bll 01U;}WB1;}lPSBW !P Ill;}jp ~Ii'l ';}lUB1S! rod ;}lUBlS! ';}lBUTW1;}1;}PIp onounod ;}q;) oxutpn 01B1BddB,II;}P OAIH;};)l;}d On;}pOW un OUBHnljS optreqonos rod B;)Y~P0;) BIPP ;}AIlB;)Y~ui'l!Snrd motzmucurcjdun ;}'l o( Q8°C9 0i'ly) ;}IBui'l;}SPP B;)YIPO;) B1 oUO;)S!nl!lSO;) llU;}!;)Yp0;) nBl ~IlU;}!;)YP0;) rururoddo Bp B1BZZ!1;}nBlB;) uzuanbcrj BIPP OlU!WOP pu ;}UO!ZB1U;}S;}lddBlBun ;}l;}U;}HO rod ;}UO!ZBWlOjSBll Bun B O;);)OIq UmSB~;) rod opuouodouos ';}lB;}U!I a/v ;}10191;}AUO;)un Bp ;}lU;}!U;}AOld ootronmu ossnu II rqooojq ~ ;}P!ATppnS 'o1VUI.lOfSV.l~o .iod v:Jif!p0:J BlBU!U10U;}P 'B;)lU;);}l BPUO;);}S B'l 0(v8z09 0i'ly) ;}W;}!SU! naxojdnpun tpumb ;} BPUO,p ;}W10j Tp TlOlB;)!]!PO;) !;}P oqotdn ;}q;)~U;);}l ;}I UO;) IlB;)Y~P0;) oiuourannuoddo oUOi'lU;}A !ll{Y TS1;}A!P!BP !SS;}W;}!IBui'l;}S T 'O!i'li'lBll{lJ ;}IBl odop ~;}lB;}UTIa/v ;}1OP11;}AUO;) un ~P Bl!;)Sn,IIB rraoqdda I;)!l;}WnU BpuBq-BSSBd TllIY Ip O;)UBq nn !P OZZ;}W .rod ;}IBui'l;}SPP ornods oI !q;);)OIq B ;}P!ATppnS 'epunqonos .idd v:Jif!p0:J B1BU!W -OU;}P 'mmrd B'l °Bzu;}nb;}lj BIPP OlUTWOP pu B;)Y!PO;) !P ;}q;)!U;);}l ;}np OUOlS!SII °Bunllod -do ntd ;}UO!ZBZZ!lUBnb BI epueq BUmSB!;) rod 0pUBnOpB ;} uzucnbaq !P !IIBA1;}lU! !lU!lS!P UT ;}IBui'l;}SP 0PUBl;}P!SUO;) ;}U;}!AABW;)d ;}IBui'l;}SIB onodsu ouotsscrdtnoo BI 'opuoumsscrg O;}pUBqonos ;}umIB !P olnq!llUO;) p onru PP ;}lBUTW!P B!S ';}IBui'l;}S IBP OlBl;}q;)SBW B~S ;}UOIZBZzlluBnb rp oroumr E ;}q;) qBl ;}UOTZBZZIlUBTIb~p tssad ;}lBHOPB B~S ;}{lq!~sod ~ ';}llIB ;}IlBP 'BpuBqonos BUmSB!;) rod 'BlBZU;}n~ ~ BlioA BTISB ;}q;) '1?l!gqTpn ~p Bqi'lOS BIPP enos ~P IB OUBAOll rs oqo opuaqonos ;}1 ortdoorod ~P 1?l!I!q!ssodw!.IPP BSnB;) B ~ol~pn.Ipp oired Bp 01U;}WB1;}q;)SBm Tp IlP1P ~Bzu;}nb;}lj BI UO;) ;};)s~nu!w!p ;}IBui'l;}SPP aoturaurp BI ;}lU;}WB;)IdIl :lq;) Bq rs 'opuaqouos rod oumjn.iscnb OS!A!ppnS ~;}IBui'l;}SPP ~IBlll;}ds uuouoduroo ;}IPP B;)TWB~P ;}lU;}l;}.lJ!P~1?lqBTIb Ip OlU;}~PB;);}P BZU;}S :llBlTI;);)U OU;}W;}q;)!]!pO;) oumroddos oqo nuouoduroo ntrosord ouos !m UT 'rod U! zH:>t Z Bp 'BPUO;);}S TIl 'B1BlTI;);)B md B;)!]!PO;) Bun ;}P;}!q;)U ;}q;) 'ZH:>t Z B OU!S unrud BI ';}PUBq onp oumjnisanb ~Oln;}ds oIPP BlTInTIllS BS1;}A!P 'qB;)OA TIBui'l;}Srod tn OS!A!ppnS ;}l;}SS;}ond
:ouos oranrujs ouo~Ii'loA !S ;}q;) !U;}WOU;}jT orejooured UJ O!pqB!ZU;}P!A;};}lU:lWP;)!JJ!P llU;}m!llIB BZUBpUOpU Tp rdn lUmIB oreunuqc ojrqtssod ~ oduroi PP oII;}nb Bp OSl;}A!P OT~Op un u~ ;}IBui'l;}S I! 0pUBZZqBUB ;}q;) OnBj IBP BlBA!l0W ~ B;)!U;);}l ;}IBl °(1 : ~ 0 17Tp ciuoureordu ;}UOTSS;}ldwo;) Tp rroirej UO;)) ;}lO!l;}jU! oijour O!lBU!q ossnjj un UO;) 'ornd W;)d IB ;}pqB1Bdmo;) 1?lqBnb Bun ;}lU;}ABoorroumu o~pnB ;}IBui'l;}s un !P ;}UO!ZB1;m;}i'lBI odoos ;}WO;) Bq ezuonbaij BIPP o!u~mop pu B;)Y!PO;) B'l
azuanbau
ellap O!U!WOP lau e::>!J!poJ 8°17'9
°O;)!i'l0IBUB ;}IB;)OA;}IBui'l:lS [on omraxuoou ;}U;}!AO~i'li'lBll{Y;} V/a ;}UO!Sl;}AUO;)onuran ;}q;) O;)!l;}WnU ;}IBui'l;}Sun rpumb Bl;}U;}i'l ~;}lnA;};)Tl~UOTZBmlOjUT;}IPP ;}SBq BIIns ;}UO~ZBl!;););},Iaosrruisoou ;} OllIY PP -tnourar -nd ! msodnn 'omxoou ;}IBui'l;}SII BIdqrnm;}p ;}lOl!A;};)!l II °S/l!q:>t 179B W;)di'loI IB ouodsu 1 : !P ouotsscrdtnoo Ip ouoddsr un UO;) 'S/l!q){ £1 Ip ~ Blj!;) Tp szuanbarj !n;) BI oououmu ;}IBui'l;}SO;)~un un ~ ;}lBldlllnw ouos lId"}! ;} .Ld"I 'o.rt ;}IT;)Sn;}'l O;}IB;)OA ;}IBui'l;}SI;}P ;}uo!znp Bn;}llO;) BI l;}d ;}lOl!A;};)!l IB !lBIAU! ;}l;}SS;}OUOA;}P ;}q;) !ll;}mB1Bd T;}P ;}q;)UB ;};)S!U10j
s
-Old!l
ld'l !S!IBUB,'l °BPUO,p BW10j Bun !P B;)Y!PO;) BIlB oi'l0IBUB opom U! lId"}! O;);)OIq un Bp B1J!;) Tp Bzu;}nb;}lj BSSBq B B1B;)Y!PO;) !pu!nb ;}U;}!A;}IBlZU;}l;}W.P;}UO!ZBll;););},'l °IlU;}P;};);}ld qU;}wi'l;}S T;}P ;}SBq Buns BlS!A;}ld ;}UO!ZBl!;););},IPP Bmqs Bun ;}l!ni'l;}S;} !P Bdm;)o !S ;}tp ld'l !SqBUB !P O;);)OIq un B ;}!ZBli'l ;}IB!ZU;}l;}JjTPopom U! !od B1B;)Y!PO;) ;}U;}!A;}q;) ';}IBui'l;}S PP ;}UO!ZBl -I;););} !P Bzu;}nb;}s BI BnBllS;} ;}U;}!A'OSl;}AU! OllIY un ;}lTIllBll '!1l;}WBlBd !SS;}lS !Ii'l ;}lUmp;}w O;}l;}n;}WSBll Bp OllIY PP Ul;}WB1Bd ! 'sw OZ Tp BlBmp B1PP OlUi}wi'l;}S UmSB!;) l;}d ';}BllS;}
Codifiche numeriche audio-video
nproegnale
(c)
Segnale codificato
Segnale anaJogico
141 Fig. 6.28 Schemi di principio (a) della codifica per sotto bande e (b) della codifica per trasformate.
MUX
li 5: 1 1 pa~enera o nel SegnaJe codificato Cb)
audio
In
,
_ per
zata, e tali ttto il
enza ignale ~dello f.ffetti F,a, il tli bit lia di
Oltre a cia, e possibile evitare totalmente la codifica di sottobande che risultano totalmente mascherate dalle altre (fig. 6.29). Un esempio di codifica per sottobande basata su modello percettivo e dato dalla parte audio dello standard audio-video digitale ISO MPEG-1, ovvero I'MPEG-J Audio Layer I. II segnaie di ingresso, campionato a 32, 44,1 0 48 kHz e quantizzato su 16 bit, viene codificato in blocchi di 384 campioni (~ 10 ms); la frequenza di cifra e selezionabile tra 14 differenti possibili valori, a qualita crescente, chevanno da 32 a 448 kbit/s. L'MPEG-1 Audio Layer I e stato mantenuto invariato nella standard audio-video MPEG-2, che ha introdotto pero una codifica multicanale 5 + 1 (anteriore: destro, centrale, sinistro; posteriore: destro, sinistro; subwoofer). La codifica PASC (Precision Adaptive Sub-band Coding), adottata dalla Philips per la DCC (Digital Compact Cassette), e praticamente l'MPEG-1 Layer I stereo con frequenza di cifra fissata a 192 kbit/s per canale; la necessita di compressione nasce in questa caso dall'esigenza di compatibilita meccanica tra DCC e cassetta analogica, sia in termini di velocita di scorrimento del nastro, che nell'utilizzo di una testina fissa; si noti infatti che il problema di sostenere un flusso paragonabile a quello del CD, aveva portato nel DAT (Digital Audio Tape) Sony all'adozione di un sistema meccanico basato sulla scansione elicoidale del nastro per mezzo di testine rotanti, analogamente a quanta gia adottato nella videoregistrazione.
SegnaJe codificato
SegnaJe numenco PCM Sottobanda mascherata
Fig. 6.29 Codifica per sottobande basata su modello percettivo.
WJP.:I
lIS!)
110W
Dd
'9 'qel
mIlOj ons IT rascrd I!Id 9 91 ns JonoS' )q~Rd utrom llAq3{) sodurr P~M Bq R
~ [JOj II
';)IBUB:)rod S/l~q~ 0171 ~p 9 Bl -tosn Ip BlPJ Ip czuonbaq BI 'llq 91 ns ornzzu -uanb g zH~ 1'1717 B OlBUO~dwB:)OSSgl'ilU!,P gIBu'il;)Sun UOJ ~BpUq~BJmpOJ Bun 9 tnsonb ;)IPUV 'AuoS :)SlP~W rep BlBZZ~ITln'(3u!p -OJ :msnmy tu.IOJSUV.l~ amJdvpy) ;)V1LlV BJmpOJ BUB OUUgJ un 'otnnjn BO '£dW 0lBW10J PP (gIB'ilgnr ossods) guoisnjJ~p gpUB1'ilBI mb Bp ~IIIqun;)JJB rdmoi U! PUlglUI Bp OlUgWBJ~l -BJS 01 ;)UlllUgSUOJBp qBl OUO'ilUgA!Pgm pp ~UO~SUgW~P gI tpmnb g 'omunn IB glAqW T UJ1~J U trad oumsuoo un UOJ 0lUZZUOW -otn orosso ond gIu:)~snw OUBlq un 'S/l~q~ 81I ~p BA~SSgIdUlOJUlJIJ ~p nzuanbaij Bun UO;) '(1£'9 ''il9 1pon) 0;) un Ip Bu;)nb UOJ gj~qBlU01JUOJ~lqBnb Bun UOJ oorcis gjuu'ilgS un cuotuo TdW ill B:JYIPOJ g OJ IS gIBUU:)19d "Ha;) S/l~q~ 179 Ip ossnu un UOJ ~l'il BW '(oW"8. NI azqv1.lvA '"HaM) gEqU~lUA0 Bp anotzanso Ip (a1V"8. J!.El 1UVJSUOJ '"Ha;)) glUUlSO:) ossnu B crosse ouossod ;) -S/l~q){ on B l£ Bp OUUUA uumrarsord un ;)qJ 'cmcosoro ~lIIunb B 'UOjUArpqrssod PI Ull gIIqBUO!ZgpSB1PJ Ip Bzugnb;)l] Bun U mrod Ip cuorzansrsar
zvp3w) avo
will,1
[OJ OR II PP ;llU;)Ul idmoo OIB~!J[PO~
rr~
W:Jd oouomnn a[uuilgs
arBuilgs
-III 19AB'l 0ipnV I-DtldW BJ!lIPOJ
0&"9 "'1.:1
~
/ Codifiche numeriche audio-video
~
Formati audio per personal computer
I~ti audio utiIizzati per registrare, elaborare e riprodurre il suono mediante personal computer sono innumerevoli. Escludendo il gia citato formato MP3, utilizzato principalmente per la memorizzazione ad alta fedelta con minimo consumo di memoria e in vista del trasferimento remoto, sono particolarmente diffusi tre tipi di formato: -
audio wave (estensione wav); formati streaming: principalmente Real Audio (estensione ra) e Real Media G2 (estensione rm, quest'ultimo riguarda anche filmati); MIDI (estensione mid).
Esistono inoltre formati proprietari utilizzati da software di elaborazione multitraccia sistemi misti MIDI/wave.
0
da
Formati audio wave
SI
1).
di neca ni aiIi;
Il formato audio wave (estensione wav), sviluppato da Microsoft e IBM, i.ru;lu~erosi ..so1t.Qfu.ona.j.n...,£C~i (questi ultimi utilizzati pili spesso nelle codifiche a bassa qualita). Tale formato e utilizzato nelle sue varianti dal registratore di suoni di Windows; selezionando FilefI'roprietaf Conoerti ... si raggiunge una finestra dalla quale si imposta il sottoformato di registrazione, accanto al quale e indicato il flusso in kbyte/s (kbyte per ogni secondo di suono). L'utilizzo di una specifica variante e dettato principalmente dai requisiti richiesti in termini di qualita e di occupazione di memoria dei file; in particolare, pe..fi sU!:)llidestiniUi alla elaborazione e riproduzione locale e possibile utilizzare sottoformati a!.Lalta qlllklitl.(PCM puro con frequenza di campionamento elevata e codifica su 16 bit), mentre per i suoni destmatJ at'tra'sferimerrrO'Femoto, per esempio tramite Internet, e pili opportuno utilizzare so~tofo~mati 'i' bassa gua~t~ eveiitualmente comp;;;ssi (si tenga presente che un programma di navigazione pnma di nproourre un Ile Way cleve completare il suo scaricamento). La tab. 6.2 schematizza Ie principali caratteristiche di alcuni sottoformati audio wave. Tab. 6.2
•
Formati audio wave. Frequenza max (Hz)
Frequenza di camp. (Hz)
Bit di codifica
Flusso (kbit/s)
Flusso (kbyte/s)
PCM qualita CD stereo
20000
44100
16
1411,2
176,4
musica ad alta fedelta locale
PCM qualita radio mono
10000
22050
16
352,8
44,1
voce ad alta fedelta (*) locale
Microsoft ADPCM mono
3400
8000
4
32
4
Musica e voce a bassa qualita - remoto
GSM 6.10 - mono
3400
8000
13
1,625
Voce a bassa qualita remoto
~~:
Formato
Tipo di utilizzo
Cothe
FIe !l.hI
.
'CI-
-
(*) Si tenga presente che la voce non ha componenti di frequenza superiore a 10000 Hz e pertanto utilizzare una frequenza di campionamento di 44100 Hz e del tutto inutile.
Fdrmati streaming
Nella fruizione di contributi multimediali da remoto (per esempio da Internet) in modalita streaming (ca flusso continuo») i suoni e i video vengono riprodotti durante 10 searicamento degli stessi e pertanto il tem 0 d iesa.a.piccolissiino (qualche secondo in modo ta e da
143
:llUMljOS un :l
":lIUlriJ!p OlUUlIOj m :llU:lUlUH:lI!P :lU!iJuUlUl!,Un craaro !P 'o;)!JI;):lds '¥lIJIqrssod ul cisrso ':lIU:ll :lUTiJuUJUJI,Un !P :lUO!SUU;)S
romduroo un onrerpour
ullu :lllIO '~lU:lUllumlUN "UlUZZIJUl!iJ!P :lUO!Sl:lA :llU:lpuods!lIO:J UJ :l :lIUU!iJ!1O :lU~iJUUJUl~"Ull ¥lpp:lj :l1O!iJiJUUl uuri :lU:l!110 !S 'OlU:lUl:lI:l rod pq Ip U orcumu II O/:l OIO:Jq:ll pp qU:lUJ:lI:l IJiJ 0PUUlU
"(.7Z£"9 "iJU) nrd !P UIT!:JIAAU~S~~~ns [ou 'OlU:lUJ:lP,1 :l!unb IU :l1010:J IU :lsuq U! 'u'3~ nun UO-;)-ojO:Jq:ll I:lP Olu~ur:lP miJo U:JU~pO:J" ':lUO!S~" OAll!sods!p un :llUU!P:lUJ ~~101o:J OSl:lA!P nn 0lUI:JOSSU ~ qnnb :lIPP UUTI:>SU!:J U ':lqiJIT!ES :lSl:lA~P u Ip ¥l!pq!uods!p Ul auotno !S 'OlU:lUJ:lP UTI:>SU!;)U :lIUU'3:lSSU :lpU~lm IS :lq;) l~q Ip itbl:lUJnu I! onpqnis ::lsuq rp
nmpooord
:llU:lniJ:lS ul oPUO:J:lS 'l!q rp uiJuuls
uun
up
oraiuascrddar tpnmb
"jJg
:lU:l!A
OIO;)Il:lI pp OlU:lUJ:lP ~u'30 "QZ£"9 :l VZ£"9 "'3U U~ uamosorddar OIO;)q:ll OA9Upl IU :l OI'3!l'3 !P IJpAIJ U um'3g UIIU OlU:lUl!I:lF.I U~;);)Uj!S onsodord :lIUl U ~liJXld !lUU!UlOU:lP !Lu'!PJmb-£. !IUIoiJUUll:ll qU:lUl:lp U U! OSS:llS olpunb pp cucrstsrppns uy Ol:lAAO ':lUI'3UUl II opoxord 'U1Ul1Od!1 ¥PPOUlO:J l:l :llUUIp:lUl ~ UlUl~,un Tp U;)U!PO:J U'1
~lIf.iO] ~b rnb :l Z"P'P .red
pu
OIO:Jq:l1 un pp 01ZV~U
ussms~p
¥~'3 'l!q !P
o1UiJUiviio1duiro
cues nun
9·9
:lIU:J!ll:lA O:J (pxrd
9
uI '(iJIQV1iJaVM !SiJ1UIS) :lUo!znp -ordrr Ul rod :lsuq :lUlO:J :llUZZ!IIln up qUUO!dUlU;) TIU:ll mons unuanroo ouos mo IT! WO~ nun Ip ouosuodsrp :llnlOA:l nrd :lll:lnb anuotn 'IJU:J!SnUl uuoumns !lUA ~:lp ouons E UpIJUA OU:lUJ 0 nrd Ul:l~UUUl u~ uInUl~s ororezznanns OlTTI:JI!:J un !m UI W.1 !SiJJU1s ul ouuzzIJqn :lq:JTUlOUO:J:l nrd :ll :O!pnu Up:lq:Js ulluP opuodrp ouorznpordu ulPP ¥lTJunb u'1 "l:lUJ:llUI up :llU;)UJ:l;)OPA llU;)!lU:JS arossa U :lU:lq OHOUl OUU1S:lld ~s :l1Y TIUl :l (omtmn IU :llA~PI ounssqooord ouos IGIW :l1Y !:lp mO!SU:lUITP :ll O~t~~pold :ll :lj;) 0lU:lUJUllS !P odll..<}.-;moTZ~:l ~p ¥lTJUpOUJ 'ulump ':lUlnIOA 'UZZ:lHU ouroo nnqunu 0101 ! rnru U! TJU;)!SnUl oiou :ll :ll!UU:lP U OUUlIUITI !S UUl ':llupiJ!P U! !llll:lAUO:J TJU:lI !uons oucsuciuoo uou IGIW :lm I "!lOlUZZIl:llU~S :l romduroo 'I;)!UOlll:lP uuourruis an !lu:J~snUl lUO!'Z~ :lUJO:J 0lUU ~ (iJ.7Vj.tiJ1UI IvniJ1a tuinuruisu] IV.J1snW) IGIW PIUPUU1S 0'1
CfW3S3
oz-on
rod ojjoooiord un
IOIIl\J OlBWJ0.:l
1:0 Wli OIilllB)TIAIBSIp ruorzdo ;)1 ;)1TIZZIITIUTI IlilB));)P 96 ;) 91 un oS;)1dUlO:>ossnu uoo 0;)1;))S;) OUOUl ISS;)1dUlO:JI)TIUllOd
(OjTIZUBATIOIpnB lO)IP;) un lp Ilo!ililTIUl1;)d) S/lIq:lJ
or uI
Sj)lq:lJ
91 ;) (zH 0008)
Sj)Iq:lJ
~'8 - ~'9 - ~
Ip ossnu
(ZH 00091) uoo OUOUl ISS;)1dUlO:J I)BWJod
;np1Jsl.IiJUVJv:J
(uu) 1:D mp;)w
IB;)lI
(VJ) otpn v ITI;)lI olVuuod
"ilurUI1l;)l)S I)BUllOd
£'g
'qe.L
'(l:lAUId IU:l~ onroumordn) onsoddu UUlUJUl'3Old un !P crrodsrp :lA:lp !S '3U!UJU:lllS ¥PlupoUl UT mons !IUl orrnpordu rod onncur ':l'310_1 punos 0 l!P3 100:) curoo 0lUZUUAU OIpnu ronpo un ~p orrodsrp O!lUSS:l:J:lU~ W~ 0 y~ 0lUUlIOj UI :lm un :llU:ll;) l:ld "OllOP!l OHOUl ossnu UO;) ¥lTJunb esseq U 0lUUJIOjOnOS un :lluzzTJlln O!lUSS:l;):lU ~ :lq;)!UOPPl :l:lU!1 U OlU:lUJIl:ljU Uj IS as :llU:l UlTI1UU ~(£"9 'qUl) nuom IJU!ZU:llod I:lp :l:lU~1 :lIPP ~l~:')0T:l~lUnSg1.d..-R{ " " ¥lTIuub Ip _ TJPA~I !SI:lA~ :ll!UTPP Ip OUOlU:lSUO:J '(UI.l :lUO!SU:llS:l) Z9 V1piJW IViJN :l (V.l :lUO!SU:llS:l) O!pny lUOISI:lA :l1I:lU l:lUl:llUI ns lluzZIJlln :llU:lUJu'31ur ''3TI~UTU:l:n 01~ llUUJlOj I '(:llUUIlU:l pp ¥l!IUI0'3:lll! TJunlU:lA:l U :lI!l:lddos l:ld l:ljjnq un UI :lJIJ !P :lllud uun :llUInUJm:Ju
---l-1HJ'N
ossnu
/
Codifiche numeriche audio-video
Scanner _1-- - --
- ---
- - - ----
--
- --I
1 1
1 1
1
1
1
1
:
:~
1 1 1 1L
o per I file note tipo
una ipro-
I
~l;t)L
Immagine
Reticolo
Codifica degli elementi
Segnale numerico
(a)
Cb)
Cc)
Cd)
fS\{'v\~ '.~
l~~~r
In relazione al reticolo che costituisce un'immagine digitale, quest' ultima e caratterizzata dalla r~-ene, che rappresenta l'indicazione numerica del fatto che il reticolo sia pili o~. La risoluzione si indica usualmente in dpi che sta per dot per inch, e ci~ punti per pollice (si ricorda che un pollice e pari a 2,54 em ;/essa puo essere 0 meno uguale nelle due direzioni orizzontale e verticale, e nei due casi si ha rispettivamente che gli elementi del reticolo sono quadrati 0 rettangolari. NelI'ambito amatoriale Ie risoluzioni adottate .variano tra,JOO a,..6~~~_ men~re in aJ.nb~toprofessionale ~iraggi~ngo.no i 5000 dpi. La codifica di ciascun plXehilr immagme fa nfenmento al tipo di quantizzazione cromatica adottata, dove i diversi metodi di codifica differiscono nella tipologia dell'immagine (bin o a colori) e nel numero n di bit di codifica per pixel (e quindi nel numero 2" di colori o livelli di grigio); i formati pili diffusi sono i seguenti: -
meno
000-000-010-010-000 ...
1 1 1 1 ~
Fig. 6.32 Codifica numerica di una immagine a tre bit (otto livelli di grigio).
bianco e nero (bin), con un bit per pixel; 256 livelli di grigio, con otto bit per pixel; 256 colori, con otto bit per pixel; 16,7 milioni di colori, con 24 bit per pixel. t:
ESEMPIO
6.1
In fig. 6.33 e rappresentato il risultato di una scansione a 256 livelli di gngio (otto bit per pixel) con la risoluzione di 200 x 200 dpi, ovvero con un reticolo a 200 punti per pollice sia in verticale che in orizzontale. Fig. 6.33 (a) Immagine originale; (b) ingrandimento dell'immagine digitale.
e qui
tinl:_
olari Hi di icolo base:
-.J (a)
ne la olore; una icma agine ando delta aHa ware
--
II metodo pili semplice per rappresentare numericamente in un file un'immagine consiste nel memorizzare la sua bitmap (mappa di bit), registrando per ciascun pixel dell'immagine un'opportuna seguenza binaria che ne- indica il colore, senza ultenore--elabOlazione. '_fale metodo, utilizzato per esehipio dal formato BMP (estensione bmp) del Paint di Windows 95 e successive versioni, e altamente inefficie~in quanta non prevede alcuna forma di compressione_,e di conseguenza Ie dimensioni dei fIle risultano elevate; a titolo di esempio,
IS UOU 'EAqEAl;}SUO:l ;}UO~SS;}ldUlO:lEI
\
'PU;}SS3 'EA9EUEPE
d
;} ;}U~I-UO 'EA~lEAl;}SUO:l rpmnb ;}
'A\Z'l 0 q ~P ;}UO~SS;}ldUlO:lEUn ElEUOpE ? ';}m pp ~UO~SU;}~P ;}I ;}llTIP~l rp ;}ug IV -# '171 E 0 Ep naroumu ~lOI0:l ~T rp osn EJ, ;}l[:l ..>:lID ;}U~'ilEUlUl~,un ~p dEUlIOI0:l' EI rog'El'il EUlIOJ ill El'ElU;}S;}ldd'El ? 17£'9 ''ilg uI ·(;}U~'ilEUlUlI.IPP omuoiuoo IE ;}uorz'EI;}l ur dVUI..lOl0:J 'EI E;}l:l m'il'il'ElEAIES rp ;}SEJ U! ;}l[:l ..>:lID pp ;}UO~Z'E;}lo.~p ;}lEMlJOS II ? ;}lU;}UlIElTIlEU) 8D~ ~UO~ZEU~qUlO:l;}Sl;}AlP ;}IIEP Ilmg;}p IIOIO:l rp mOnlUl L'9I . Ell !JP:lS ;}l;}SS;}ouossod '..>:lID ;}ut'ilE~,un ouoiinoduroo 'OUl~SSEUl oroumu ouroo 'oqo ~lOI0:l 9~Z:~ tpumb nonard uI
i.1L 9"'(7'
mtr ~1 l/
\
t (~/4-15l
;}m
5f9{J
'0:8 - ~~Z:-:D ~~Z:: ~';}UlO:l El~ug;}P ;}l;}SS;}ond OII'E~'ilIp 1?1~I'EUOlmrco nun ordurosc rod ~(Jnlfl-uJJ.lD-PiJN) 8D~ ;}lAq ~p EUI;}l sun ;}~ElP;}Ul ~IOI0:l ~;}P OUnJSBl:l 'E:l!PlU;}Pl oqo '!IO~!Zm!pp lP EII;}qEl nun ?Of:l ;} 'dvUI..I010:J sun IHEJm ;}lU;}S;}ld ? (ropecq) ;}{lj PP ;}IE~Z!m oired BI{dN ';}ur'ilEurun B ;}U!'ilEUIUl! Ep l?l!lU;}P! nrrdord EI ;}IE!IEA ouossod B~ UOI0:l OUOS uou orod ;}IP '!l~ ns ;}U;}!AA'EE:l!lBUlOI:l ouorzazzuurmb E'l 'Iu~'ilBur~ ~rsIP-E OlU;}unl;}]S'Ell lip ~;}:l;}U EIIBpo11r(r? oremroj I! ;}l[:l ;}lU;}P!A;} ;}lEddE !nJ Ep 'ifJr111O"d"
'agump:t:nu[ S':J~lfdv.lD E:lgIU'il!S ..>:lID ·B68..>:1IDomoo EPUO:l;}S EI 'EL8..>:1ID ouroo ElOU nurud EI 'OlBUlIOJ I;}P IUO!SIA;}lonp OlUElI;}d ouols~s3 'l?l!IBuo!zunJ ;}AOnU 6861 pu opu;}'ilun!'il'ilE 'L861 {du ;}q:lgl:l;}gS ;}I 0lIU!PP nq ;}U ;}IP ":lUI ;}AI;}Snduro:) Ep oraddnpxs 01E1S ? ..>:lID OlEUllOJ II .::118 0l8W.l0.::l
;}~'i31mnIIl,[ 9lj:lulJJu 'llq
17Z U duunrq
(ruotzanp
rdp O~T =.1 :rnsods1"~ i,;}lAqW T lp ntd rdnooo uou arcsso gA;}P g[unO
gnp ;}[[;}Uglun'i3n) UunSSUUI ;}UOIZn[OSIluI
;}UIO:lUlUA[USg UlUUOlSUU:lS;}lgSSg gA;}P UI:l
8
x
Z1
;}PUU1'i3;}~'i3UUIU11,U[l
glAq:>[ s'sr = W
ouo msord
S
nSL\
.reo EI :lIE Et{
i,TlOI0:l glAq UI -ndnooo oiuanb
9~Z
'oscr
=N
1
u~
nuosard
I;}xld Ip
~"9"9
M.l'i'
:VJsods!}J
U daunrq UAljUpl U[
UI:l Z x ~ ;}PUU1'i3? ;}U1'i3uU11lIf,1 ;}S 'Idp 001 x 001 Ip ;}uOlznIOS!l
UO:l UlUUOrSUU:lS:ml'i3uUJUI!,Un Ip zUJ:l
oroumu
II ;}lU~UJ1;}lga
I'il'i'
';}UO!ZEUEIl mscnb !P uonj ~P IE ElS;}l ;}l[:l O!:l l;}d tousqmocds qS;}l E 0pUEpU'E~l 'l;}Ul;}lUI ns !m'ilEUlun ;}II;}U unsn ;}lU;}UlE'illEI '(Dtldf ouroo OlOU ;}lU;-UlTI!ldOld~) ..>:IEf ;} ..>:lID 9EUlIO] rop ;}Aq'E:llJm'ilIs md ;}l[:lqSU;}UEIB:l ;}I Our;}I;}U~UlBS;}'nsonb Ell, 'qBUOpB ;}UOISS;}ldUlO:l Ip !P01;}Ul ~ rod ;} 'E:lIlBUl -OD ;}UOTZEZi!lUEnb IP odn P rod ;}lU;}UlIEd~:lU!ld 0101 Ell OUO:lSU;}JjIP ;}l[:l '~:llJBl'il qEUlIOJ IIOA;}I;}UlnUU~qBddnpAS qElS ouos IlU;}!:llJP ntd TIBll'ilIp !UO!ZBlU;}S;}lddEl ;}l;}U;}110~P ;}ulJ IV
'lOIlllUllOJUIqdujnnr qllsn unis DUOSUOU Ull~q1l1onrasord lln~N vioN
.9n
~lhqO lIqO-6t6 ;JlhqW lIqO
L8£
n
;Jlhq"l! S'S'1 llqW vtl
~lhqW 8S"S' llqW 9'vv
;Jlhq"l! S'9v llqW ZL'£
;JlhqW L'91 lrllt} v£l
~lhq)j -1L69 llqW 8S"S'
;JlhqW v'8v jlqW L8£ (pxld S'8961 x S'896T) Idp OOOS;
,
(px!d J;Jd lIq-VZ) UO]OO'P IUOl]IUl{'91 (pxld rod llq 8) UO]OO0 QI:5ull Ip IJl;JAf[9S'Z (pxld J;Jd llq un) u/q
~lhq"l! v'61 llq)j S'S'1
0
(px!d v6£ x v6£) uip OOl
(pXId Z9£Z ~xZ9£Z) ~dp'009
~
N
'dllUll!q Ol1lUlJOJUI UlOOT x OT Ip ~UIllllUlUU,UnIp 1lIJOUl~UlUI ouorzednocrj
17"9"qe.L
_ 'OlEI rod uro OT !P ararpenb ;}m'ilBUl~,un ';}l[:lIlEUlOD motzuzznuanb ;} nrorzrqosu ;}Sl;}A~PUO:l 'dannrq OlEUllOJ U~ OUEZZllOur;}Ul ;}IP ;}IlJ I;}P ;}AqEUlTSSOlddE ~UO!SU;}Ulrp;}I ormrodu ouos 17'9 'qEl U! 8Jeuj38s J8P ouraursuarj
Codifiche numeriche audio-video
~voli croiche
nte I di
con
byte
bit. gine
, nel ato, ~ nto pen) glne. a di GB
255 .gme ioni crea rma i
zw, n si
ha alcun decadimento qualitativo rispetto all'immagine sotto forma di bitmap a 256 colori; la caratteristica on-line dell'algoritmo di compressione permette inoltre di decomprimere e visualizzare l'immagine man mana che questa viene ricevuta. 11 formato GIF non si presta a rappresentare immagini reali digitalizzate, in quanta normalmente 256 colori non sOllosufficienti a descrivere il contenuto di queste ultime senza evidenziare brusche transizioni tra un colore e l'altro; oltre a cia, un'immagine reale digitalizzata presenta un'elevata variabilita di colore tra pixel adiacenti, cosa che pregiudica l'efficienza della compressione LZW. Per contro, il formato GIF gestisce ottimamente le immagini generate direttamente da un computer, le cui caratteristiche sono il basso numero di colori e la presenza di vaste aree di identico colore; in particolare, quest'ultima peculiarita fa si che vengano rea~ fatton C _ srone di qualche decina, riducendo a pochi kbyte immagini anche di dimensioni elevate .(vedi fig. 6.34b, in cui e evidenziato in alto a destra il fattore di compressione, pari a 1: 16,1). Un'altra caratteristica del formato GIF e la possibilita di interallacciare l'immagine,' in modo che le righe siano trasmesse non sequenzialmente, rna a passi prima di otto, poi di quattro, ecc., fino alla trasmissione dell'intera immagine; quesfo cOiiSe'iite~l ncevente di avere una sorta di bozza dell'imrnagine ancora prima che essa sia completamente ricevuta, e di valutare se proseguire 0 interrompere l'operazione di scaricamento dena stessa. Infme va evidenziata, per il formato GIF89a, la possibilita di definire un colore trasparent~jnJJl__QdQ_taJ(Lch.eil software di visualizzazione non modifichi, in corri7pondenza Cliquel colore, l'aspetto della schermo; quest'ultima preprieta e particolarmente utile nella grafica dei documenti presenti su Internet.
6.5.2
Formato JFIF (JPEG)
La sigla JPEG, che significa Joint Photographic Expert Group, identifica il gruppo di lavoro che ha definito 10 standard di compressione che ha 10 stesso nome. Tale standard e stato poi assunto da diversi formati grafici, tra cui in particolare il formato JFIF (J PEG File Interchange Format), i cui file sono caratterizzati dalle estensioni jpg, jfr[, jpe 0 jpeg. II metodo di compressione JPEG e particolarmente indica to per immagini a 24 bit (16,7
Fig. 6.34 (a) Immagine in formato GIF e (b) forma grafica della sua colormap.
[tmpISgp
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0 0 0
0
0
0
0
0
0
0
0
(q)
(
(V)'
, 0
0
0
0
0
0
0
0
0 0 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Q
JJ'
0
~
---&(
0
to-
0
..
. V1
1// V / V / )11
c? 4
It
0
10'0
10'0
0
10'0 ZO'O vO'O ZO'O \;'0
££'0 U'O V'O9'0 I Z;'O
\;'1
\;'0 9'0- 6'0Z;
I
'Z
L'L
v-
z's
£-
£-
9'Z; L'O
v'9
n z;r v-
Ol
s
r
£1
0 1'0
ro- o £0'0 1'0-
8'0
L-
\;'0
z
Z;1 O£\;v \;8-
s vZ; 0\;-
zo'o 17'0
t
Z;}I\;
,001 .-
"!',~
Z;Z;1 \Z;Z;Z; /
I j'luz-ihz U UIn,,;J!
-
![UIUOZZIJO;Jzu;Jnb;JJ!::l
UmWl! ;J
ouojzszznuanb Ugq ouos tno UI 'p g :19£'9 'ilg wan) OlBwloJIUn gUg!A muu !P gUO~ZB!lBABSSBq B gUOZ !P UAllU!;JJ ,(q) glOlo:J g gq:J OlBP 'rqooojq U! IS10dIDO:JS B cpuoi gUIilB~,1 '~lBAgp cuorssardtnoo rp !SSBl ;J .iJG ;J:llljUW (v) 19d -ozuonbon glIB glIB qm:JOSSB BIPP qUg~:JgpO:J ~gp OlUgWrnBqqB,IIB OlnAOp 'glOIO:J 5'"9 "'!.:I Ip !uorZ~SUBll glFlP 0lUgIDBZlOWS oun BU~Wl:Jl:Jp oaar B:JIU:J:JlBIIR BlB~:JOSSB:JUO!ZBUUOJUI ~p inIpl:Jd BI OA~S!AOlBlInS!l PP BlS~A!P Olund IBP 'q g v9£'9 'ilg UI OlB~ZU:JP!A:J:JIDO;) 'gU!ilB~,[PP :Juo~z:J:Ju BIIB glBnlSglUO:J :JUO!ZBzzqBns~A BI :Jgq~ssod :JPU:Jl Iq:J:JO[q rod B:Jg~pO:J BI :Jq:J non !S ':Juo!ss:JldIDO:J :Jlo~ililBID ~p ~gq~ssBd rpumb g qBuuoJ~un nrd oumjnsu :Jl:JIDUdwo:J up pOIBA ~ oiunnb U! ':JUO!ZBID10JU~~P BFP1:Jd BI BlBlS ? glo!ililBW oiusnb glU:JI:JJ.JP nrd 0lUBl :Jl:JSS:J Bllns!l ossed oIDqln,ls:Jno 'UBWJ -JnH al~ :JUO~ZBUlqWO:JBun 0 'gq:JgBlilolOJ !U~ilBIDW~glPP B:JqSqBlS BI rod orezzturtno 'O:JqBlS UBIDJjnH odn tp :J:JIP0:Jun OlBZZqlln gU:JIA~OAqBAlgSUO:JOIDl!lOilIB un UO:J ossarduroo :JlU:JW1op:Jl\n :JU:J~Amdmoj g '(q~£'9 'ilg) mnu IlU:J~:JW:JO:J~ :J1BddmililBl ~P :Jug IB 'ilBZ-il~z B Bn:JI IOd :JU:JIA BlnU:JnO !SO:J :J:J~llBW BI 'BSlgA:J:J~Ao Ji!l~IBnb :Jlorilil:Jd Bun :JpUOdSUlO:J qU:J~:JgpO:J po~ililBID B .cuorssardtnooop BI odop :Jgq~U:JHOBlqBnb BI etmnroiap :JUO~ZBZZTlUBnb ~p qU:JT:J!JjgO:JT;Jp Bl\:J:JS BI ~(Bl~Pl:Jd ~p :JlUOJ BpUOO:JS) Ol:JlU~,1IB nupnoiorra :J :JUO~ZBzzq -trenb ~p qUg~:J!Jj:JO:JIUnl1od~o 19d ~S~ATPrpmnb OUOil~:JA.ioo BIPP ~lUgqWg9:J I 'v~£'9 'ilg !P BID:Jq:JS01 ~,~J:~_U<;;):J:JS ~o _2uos _qUgT:JwgOO !m ~ S x 8 'g:J!ll,BqI Bun liT gISISUO:J'moolq_ {;.J I:'" ~ ,'/ G .:, ~1:1V~ Un~SB!:J19d BIPP oreijnsu II:(UI..lOjSUVJ.LaU1s0:J aJaJ.:1S1a) BlBU!WOUgp 19~1nO~ ~p ,/'...l. cd Cll.-c:)' Bl'e'UUOJSBll orejoonred nun-,a oisodonos ? qBnb ~gp O1;rmSB!:J x 8 ~q:J:J01q u~,qBddmililBl
r.xr
+
loa '8
'o.to
r
9 X8
1
OUOilUgA oiuouoduroo !uilo 19d EUBl!!!S!_l !lOIBA I '(Bl!plgd Ip glUOJ BIDT@ mpgrn 0101 BI I ti'//C'7g IgXTd Ip tddnrf B OpUgnlIlSOS 'BFnu~urrp gU:JTAgq:JIlBW01:J uuouoduroo g[PP gUO!Zn[OS!l B[ ':Jq:JqBID01:J glIgnb B :Jq:J oisoimrd 'BZUBU~IDn[BII:J"p~O!ZB~lBA ?lIB ggqJSUgS ~t;l~d\LQURWn orq:J:JO.r :Jq:J OllBJ g opuunmJs 'oiund oisonb V 'BzuBunnol:J ~p nuouodrnoo :Jnp U! g (ujq) (::rV0I5Yi-V11~ BZUBU!Wn I :JlU:JuodIDm Bun ill BlIl1gAU2?-BW~lddBP gU:J~AgD~ odn ] Ig_1zZ,S :JU~ilBW -WI,Un '(BS1:JAg:J~A g Ji!ll gJ glOU~ID opuodsuroo qBAgp nrd :JUOTSSgldIDO:J~p !lOllBJ B) glUgln.r ~tJIY1J.-l9'<}~ V~fVl.i/VJl(1l7 -pp :JUO~ZB:J!PU!ns :JUlilBWID~,IPP onorznroqtqc ~p gSBJ B[PU BlBnpBlil gl:JSSg ond OSB:J~uilo '2 \ UI :J 'OUBIDn orq:J:JO,IIBP BlBAggl urs UOU :Jq:J OpOID U~ BlqSgil ? mrprad :J[Bl 'glUBlsououoro_ \illJ.:(j'jr,rvr:fl ~(~10 duuntq B[31gUgnOU :Jgq~ssod \lId? uou Dacl.L.?.!!~ilB~,UB BO!}Bld 1Il) gUorZBU{ U I;A1lrll -lOJU~ ~gO Bun oumsord :Jq:J B:Jg!uil!s !?!O g '(ASSOI) OAqBAlgSUO:Juou odn ~p ? BI 'qBqgqlB !UIilBID~ :J[PU ':JO:JA~ 'q!qB1lUO:JSU glOlO:J :J Ji!l!SU:JlUl!P I"ll(J'}c;) 19 INo 11J 11 glpnb OUBlUgS:}1duou oiuourmqos oqo 'O:JgBlilolOJ odu rp (!1010:J !P IUO!gID __£ J
t
t
-:ro0tf'JrywJ
T- /
):<1 rye,
/Jj
9/
oaar ouorssordmoo
q !? /:
~UO~ZBUBA gqosmq
-
7
Codifiche numeriche audio-video
la di la
di di er re
(a)
(b)
(e)
(d)
,149 Fig. 6.36 Elfetto della compressione JPEG: (a) immagine incompressa 8x 8 e (b) relativa immagine compressa; (e) particolare di una fotografia e (el) relativa immagine compressa.
<
Solitamente un programma che salva un'immagine in formato JFIF presenta una finestra mediante la quale l'utente determina la qualita dell'immagine (fig. 6.37); naturalmente, una volta memorizzato un file con un certo fattore di compressione e sempre possibile poi aumentare la compressione, mentre non avrebbe alcun senso risalvare l'immagine con un fattore di compressione meno elevato. In fig. 6.38 e possibile osservare i risultati ottenuti decrement an do progressivamente la qualita di un'immagine JFIF a 24 bit di 205 x 154 pixel; al di sotto di ciascuna immagine e indicata la dimensione del file e il fattore di compressione rispetto aile dimensioni dell'immagine in formato bitmap, pari a 94710 byte. L'efficienza della compressione JPEG e evidente dal fatto che fino a livelli di compressione molto elevati l'immagine mantiene un'apprezzabile fedelta. Dal punto di vista applicativo, si dimostrano di grande utilita i programmi in grado di graduare la qualita dell'immagine offrendo contemporaneamente un'anteprima (fig. 6.39); risulta cosi possibile ottimizzare la dimensione del file mantenendo il grado di fedelta desiderato.
rn
OpzlOnl JPEG
,..,-
C1llfCll8$sione leggera• irmIagine piU vok.rninosa di grande quaIiIa.
Fig. 6.37 Deterrninazione del fattore di compressione.
'dIdf ;}llJun
Ip
;}U01ZUZZIW1ll0
6&"9 ";11.:1
ossng
olpunb snu un u ued
S~l pu
.nn uq llll!unb ulPP
Bun up
·;}U[jjUWWI.JPP
aresnod
;}UOIZnUllUip
UAISS;}ljjOld
uoo D3.df ouorssarduroo UII;}P
;}uOlzu~l!ddV
9·9
8&"9 ";11.:1
(£'z~:J) ;llAq ZI8'1 . %l
-:
051:
/
\ Codifiche numeriche audio-video
\/
151
GIF - 21757 byte (1:44)
JPEG 50% - 36025 byte (1:48)
Da ultimo, per sottolineare i campi di applicazione GIF e JPEG, sono confrontati in fig. 6.40 i risultati della codifica GIF dell'immagine di fig. 6.38 e della codifica JPEG dell'immagine di fig. 6.34a; si possono notare sia i poco efficienti rapporti di compressione, sia la scarsa qualita dell'immagine nel caso JPEG.
6.6
Codifica video
La principale problematica della codifica digitale video consiste nell'elevata frequenza di cifra richiesta dalla particolare tipologia di informazione; risulta in questa caso della ~assima importanza' mdiViOuazIOnedeBe forme di ridondanza dell'informazione e l'adozione delle tecniche in grado di eliminare tali ridondanze. Al fine di valutare il flusso numerico generato da una codifica incompressa si possono seguire due impostazioni. La prima consiste nel pensare di campionare e codificare in PCM il segnale video analogico; poiche quest'ultimo ha un'ocCupazIOne di banda pari a 5 MHz, ipotizzando una frequenza di campionamento, nel rispetto della condizione di Shannon, pari a 11 MHz e una codifica su 16 bit, si ottiene un flusso di 11.106 ·16 = 176 Mbit/s, Una seconda maniera di considerare il problema consiste invece nel pensare arCodificare in formato bitmap ciascuno dei 25 quadri al secondo che compongono un segnale video; in questa caso, ricordando che un quadro video analogico a seconda della standard ha almeno 525 righe, ipotizzando una dimensione dell'immagine pari a 70Qx 525 pixel (rapporto
~), e utilizzando 16 bit per pixel (65536 colori), si ottiene
un flusso pari a 700·525' 16·25 = 147 Mbit/s. Anche supponendo di comprimere ciascun quadro con una tecnica del tipo JPEG, con fattore di comp'ressione 1: 10, si ottiene un flusso' di circa is Mbit/s per il segnaie'"vi eo, quale va poi sommato II flusso relativo al segnale audio. Da tale analisi si comprende che per ottenere valori della frequenza di cifra pili ragionevoli, sia in termini di occupazione di banda sia di potenza di elaborazione richiesta, deve essere ricercata e ridotta, oltre alla ridondanza associata ai singoli quadri (ridondanza spaziale), quella associata all'informazione video nella sua evoluzione nel tempo (ridondanza temporale); da tale punto di vista si devono fare due osservazioni: -
spesso i fotogrammi immediatamente successivi di un segnale yideQ presentano pochissime dIfferenze l'uo!Ldall'altr.o;...si. ensi _~ esem io allo sfondo di una certa inguadratura, c~ rimane praticamente immutato mentre il soggetto dell'azione si muove (fig. 6.41a e b); - -_ -_-
Fig. 6.40 Casi di scarsa efficienza di compressione per GIF e IPEG.
J
"dUOIZBjodld!UI
n·9 .1I!.:1
ond I PP mpu fUU"A D I rO~IU
~~~~
b;~~ t~nu I nap bas ZS"£)
"(Zt79 "~U) auoos
uIPP ~l~nu~luo:J Ul U:JSqUUIB~alp BlUlodlalu~ aU!~uururT,un crousuo up opour u~ 'oiucuru -apl !P ~~~UUlUlTonp alpu nuosord oiuounaour u~ quaurala ~l~ns a alOlo:J Ins u!paur ~p ouorzarcdo Tp UlIOS eun alm~asa,nau als~suO:J ouorzejodrannj ~OA~ssa:J:Jnsoun a aluapa:J -ord UUlUlUl~OlOJun ~p asuq unns ouorzejodroiut lad ~l!nIlSO:J~1ouos rururarfioioj !unJIU ~auo!~pald alul 13 onodsu azualawp al oloS alu:Ju~pO:Jrpumb ouos a 'oiucmuour ut TlIUd anns ouoizrpard nun BFn~asa ~ 'quapa:Jald ~UlurUI~OlOJ~p oroumn otroo un !P asuq uuns 'orucunroju Tp eumrarsoioj IU ouodsu !UO~ZU!IUA al oloS alB:Ju~pO:Jotros :alpm:Jal nuansos al OUUHOPUTS!A!Ssa:J:Jnsoiuourererpaunm !UlurBI~OlOJ Tap aUO~ZnIlSOJ!1BnU ntressaocu orucumuans aUO!ZBurIOJU!,1oloS alu:JUTp0:Jlad 'oaar odu pp arp!u:Jal UO:J oroiur lad OlB:JU~pO:JUUlUlU1~OlOJoiroo un up ornred 13 'alUlo:JIlIUd ul "UlU:JU~pO:J ~ aUO!ZuurIOJU!alul opmb pu alBu~as pp UIJq ~p aznanborj uI aq:Juu rpumb a 'alanaursull up auo!zuurloJU!,1 almp!l .rod alUnTIlJS alas sa ouossod uzuupuopu ~p ourroj !Jul "(:Jlt;'9 "~U) OA~ssa:J:JnsIT arossc ussod aUlO:J aIBU!~uurur! oirad U! aEqTssod ~ 'rururarfiotoj ~p oroumu otroo un u~ amuoiuoo aUO!ZUUllO~,IPP asuq uuns oiumrod ~!I!q~paAald oired U! ouos Oap!A cznonbos Tp OmalU!,nU uuoscrd !lUaUlTAour T -
un sonb S"'T h:J IT I " dW alp
(oJ)
(q)
(v)
r
• Ul
g"g
o
llPP nuu
UIO:J onq ssa:J \l~d \lTd
;mOIZlp:Jld
OPUOJS
":JjB10dWd! BZUBpUOpI~
U·9
.1I!.:1
/
o e
l.
:1
e
e 1
I Codifiche numeriche audio-video
153
Pili i fotogrammi parzialmente codificati si allontanano dall'immagine codificata per intero, pili possono intervenire errori che degradano la qualita di tali fotogrammi. Pertanto e necessario rimettere al passo ciclicamente il sistema codificando un'immagine completa; un buon compromesso tra qualita e bassa frequenza di cifra si ottiene trasmettendo un'immagine completa ogni 12 (circa 2 al secondo). Oltre a cio, il codificatore deve essere in grado di rimettere al passo il sistema quando un brusco cambiamento di seena non permette l'utilizzo delle tecniche di compressione descritte.
6.6.1
MPEG-1
La sigla MPEG, che significa Motion Pictures Expert Group, identifica il gruppo di lavoro che ha definito gli standard di codifica audio-video che portano 10 stesso nome. Lo standard MPEG Phase I, 0 pili semplicemente MPEG-1, definisce una tecnica di codifica audio-video il cui obiettivo e l'ottenimento di una frequenza di cifra del segnale codificato pari a circa 1,5 Mbit/s, al fine di permettere la riproduzione di sequenze video'in uE.personal computer; . questo vafore e stato seeIto -opportunamente in-qua~ppresenta il flusso di uscita di un lettore CD-ROM (velocita 1 x ). L'audio e codificato in MPEG-1 Audio Layer 1. La risoluzione video e la frequenza di quadro dipendono dal tipo di input: i segnali NTSC, a 30 quadri al secondo, SOM codificati con 352 pixel per_linea e 2.i0~ee per qiiadro, mentre i segnali PAL, a 25·quadri al secondo', sono 'codifi:C'it'lcon 352 'Pixel per linea e 288 linee per quadro; I'iii'tormaziOneYiaeo-da codificare .e quanfitativamente identica (352' 240· 30 = 552":"2mr-25). II segnale MPEG-1 presenta una struttura temporale in cui la sequenza di immaginie ripartita in gruppi di immagini (GOP, Group Of Pictures), ciascuna delle quali rappresenta la pili piccola unita che puo essere decodificata indipendentemente all'interno della sequenza; ciascuna irnmagine e strutturata spazialmente in strisce (slice) di macroblocchi della dimensione di 16 x 16 pixel, i quali sono a loro volta suddivisi in blocchi elementari da 8 x 8 pixel (fig. 6.43} Li'funzlone delle slice e quella di fornire una protezione nei confronti dei possibili errori di trasmissione: nel caso in cui parte dei dati di un'immagine risultino errati, il decodlficatore e in grado di ripartire dalla slice successiva, recuperando il resto dell'immagine. I macroblocchi rappresentano invece Ie unita alle quali applicare gli algoritmi di codifica. Come nella codifica IPEG, MPEG sfrutta la minore sensibilita dell'occhio umana aIle variazioni cromatiche, sottocampionando le componenti di crominanza in modo tale da ridurre, per queste ultime, Larisoluzione reale del quadro. Se le componenti di crominanza del segnale sono sottocampionate orizzontalmente di un fattore 2, ciascun macroblocco puo essere scomposto in quattro blocchi per la componente di luminanza e in due blocchi Fig. 6.43 Struttura temporale e spaziale di un segnale MPEG-l.
I
_J __
I
I
L __ L_J
I
I
__ ~ __ L_J
I
__
Macroblocco Immagine
:JZU:Jl:JJ.jIO IH
.1!7
9 'qeJ.
+
ddSIl ~['edl
ssod
dod!, rp lndjno
OlU:J~AOW tp IJOU:JA
dS~'e
+ UUOIll:JUIUI
umuaiueur I:Ju~1illwU1J
'd odn
Ip
:JUI1illUIIUI, un Ip :JUOIZlll:JU:J1iIp llur:llFlS
St"g ""1.:1
~01UaW1!!OW!p uotte«
9ldPP~SOJ
rep mnuonroo 9 dUOIZBUI10J~ ~p odn ournjnisanb ~~l{JJO[q ~;)P OlU;)~AOUI I! nrmpransu IUOIZ'eUI10]U~;)[ ;) dZUdl;)JPP ;)[ O[OS opu'eJ!JIpOJ 'I odn ~p ~UI8'eUIUIIap ornrad 'e ;)l'elOq'eP OU08UdA ;)l.{J IUI8muuII ouos :(qU'eA'e u~ tucpord upenb 'tnutu] pap!pa.lcl p.lVM.lOJ) d ~'eU;)JSIp OlU;)UI'e~qlli'eJ un ~p OIZIUl,II'e ornddo odn olH'e ~p IUl8'ellilli~ ~T-Ol ~u80 OUdUI['e nnosord ;)l;)SS;) OUOA;)PQsstl 'OSl;)AIP odn ~P ;)[pnb 'e onodsu OlUQlliIl;)Pl Ip IU~8'eUI~ Q[ OU'elUQS oroim red q'eJlppOJ ouos upsnb n'e.L ';)mln] 0 ~nJ 'e[ ~Ul8'eUIlli~ouos :(awv.ljV.l1U/) I
-arddnr ;) Dtldf odn
PP
;)l.{J~UJ;)lUOJ
qUQP;)JQld ~U~8'eUIUIIQ1H'eep QlUQPu;)dIPU~ 9 'eJglpOJ
.rdn ;)ll Ip Q1QSSQouossod Ql'eJg~pOJ IU~8'emUII ;)1 '0: z:: V ;)UIOJ Ol'eJ~pU~ 9 Ol'eUIlO] Q['el ~'eZU'eU~OlJ Ip oiuouoduroo 'eUnJS'e~J rsd OJJO[q O[OSun UI Q 'eZU1m~mn[ ~p oiuouodmoo 'e[ red ~l.{JJO[q ornnnb UI oisoduroos ;)l;)SS;) ond OJJO[qolJ'em ums'e~J 'z ;)lOH'e] un ~p QlUQUI['eJq oreuordureocnos ouos 'eZU'eU~UIOl:lIp nuouoduroo ;)[ ;)J;)AU~QS ;)['el ~(vvv'9 '8g) aztreunnoro Ip oiuauoduroo 'eums'e~J red
'z: : z: : V ouroo
JIOd
-l;)A 'e~S ;)lUQUI[qUOZZIlO ms
ssrqj
Ol'eJ~p~
9
oraunoj
(q)
(11) llZUllUnU01;)
UZUUunuOl;)
DD rn BB FE
'OTt> (q) :J l: l: t> (v) rod pp
Il11ID10J I
O:J:J°lqOl::mW
ll:J~jIp0;)
tt"g
""!:I
1751:
81eu'68S 18P oiuaureuerj
/~----~
Codifiche numeriche
155
B (Bidirectional predicted frame, quadri predetti bidirezionalmente): sono irnmagini originate interpolando un quadro precedente e uno .successivo e per tale ragione devono trovarsi tra quadri di tipo loP. La loro decodifica puo avvenire solo dopo che i due quadri di riferimento sono stati decodificati. In fig. 6.45 e evidenziata la ricostruzione di un'immagine di tipo P mediante codifica dei vettori di movimento e delle differenze rispetto a un'immagine di tipo I. La sequenza di immagini codificate di solito I BBPBBPBBPBB
e del
tipo
I BBPBBPBBPBB
I ...
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ... Poiche per decodificare un'immagine B flusso appare nella forma
e necessario
ricevere prima la successiva Pol,
il
1 4 2 3 7 5 6 10 8 9 13 11 12 ... e richiede, nel decodificatore, un buffer nel quale mantenere Ie immagini I e P necessarie alla decodifica di quelle B. eere to o ni rat
6.6.2
MPEG-2
Sebbene valido per alcune applicazioni, come la distribuzione di filmati su CD-ROM 0 10 scambio su Internet di filmati nell'ambito della comunita scientifica, 10 standard MPEG-l si rivela inadeguato per la distribuzione di programmi televisivi 0 di filmati a qualita professionale; i suoi limiti principali sono la scarsa risoluzione dell'immagine e la scomposizione in blocchi della stessa, per cui la qualita complessiva puo essere giudicata al di sotto di quella di un video VHS. Per ovviare a tali inconvenienti e stato sviluppato 10 standard MPEG Phase 2, 0 pili semplicemente MPEG-2, che definisce un insieme di tecniche di codifica grazie alle quali e possibile ottenere, con un moderato aumento della frequenza di cifra rispetto a MPEG-l, un segnale a qualita televisiva standard 0 superiore. Le tecniche di codifica adottate sono simili a quelle MPEG-l, sebbene pili sofisticate, per cui a parita di compressione la qualita dell'output e migliore; Ie maggiori frequenze di cifra dei formati MPEG-2 rispetto a quello MPEG-l sono dovute essenzialmente aile maggiori risoluzioni supportate. L'MPEG-l Audio Layer I e stato mantenuto invariato, introducendo pero una codifica multicanale 5 + 1 (anteriore: destro, centrale, sinistro; posteriore: destro, sinistro; subwoofer) e la possibilita del supporto multilingua. MPEG-2 definisce quattro livelli di qualita, per ciascuno dei quali sono indicate Ie risoluzioni orizzontale e verticale, il numero di quadri al secondo e la frequenza di cifra massima dell'output (tab. 6.5); alcuni di questi parametri possono pero essere variati, ottenendo formati leggermente differenti. La frequenza di cifra reale associata a ciascun livello puo essere inferiore anche di un fattore due 0 superiore rispetto al valore massimo indicato. Tab. 6.5
Livelli MPEG-2. Pixel per Iinea
Linee per quadro
Quadri al secondo
Frequenza di cifra max (Mbit/s)
High
1920
1152
60
80
High 1440
1440
1152
60
60
Main
720
576
30
15
I
Low
352
288
30
4
I
Livello
.lOO
-4
::lJOju[npow
H
aJOjulillod
I
a!llUOlZn[OAUO::> ::lJOjU::>!1!P°:J
'S/l!qW 8£ B ossnjj un opuonano 9B1d!lInw aluaw1B!ZIU! ouos 's/l!qW 9'L B oiuanraotdn Z-DtldW U! 9B:J!]!po:J 'ossorfiut !P TIBUB:J1'HBUB:Jonbmo B alBl!1P1BS HAG aronuoursun un Tp !q:J:Jo1q B BUTaq:Js01 oraiuosarddar 9 9v'9 'lI!j ur 'TIlaA!1anp ns aSBq BpUBq U! auaTAAB auo!SSTUTSBllB1B:J!110BlqU ns OAB:JB!A!WalS!S!au 'aluaw1BlnlBU ~9~Z B 91 Bp BAaq:J T{PA!1!P oroumu UO:Jwvi.) IUo!zB1npoUTOUBllOPB!S 'BpUBq !P BzzaqlllB1 !P !U!Wlal U! !:J9Bwa1qOld ntd BUT'aUO!SlOlS!P a alOUTnJ B qrqtsuos ouour 'o:J!IlBlaW OAB:Jns TWalS!S!au anuour 'TSBj o.nranb B )lSd aUO!ZB1npoUTBun BllOPB !S 'aUO!SlOlS!P a alOUTnJ B HTq!suas md 'OTpBl !UTalSIS!au :B1BllOPBcuorzejnpour !P B:JIU:JalB1lad oruouqadtouud Ouo:JS!lajjlp !WalS!S all 1
'S-HAG aromjctusan un lp Iq::>::>O[qU uUJ::lq::>S
91>'9 "!.:I
'(l-HAG) 1l1sanal-0!pBl !WalS!S ~(;)-HAG) OAB:JBrA nncists ~(S-HAG) UBl!1P1BS!UTalS!S .oddnpxs !P aSBj U! aluaw1BnllB rpmb aIlap ounora 'a!1I010d9 all Ul !lUllSTP QUOS!UT!l1nTlsani.) 'HAG !UTalSISton 90!:J a 'BZUB1S!PB !UO!SS!WSBllaIlB BllBpB ouopuor Bl oqo ~l!lBl0:JlllBd aun:J1B opnpm a onrmsco Bl]!:J !P azuonborj B OlBWlOj un a:Js!uyap BpUO:JasBl ~GAG Bp ouorznpord -!l BY ouroo T{B:JOIruorznoqdde lad BllBpB 9 po aT!qBrlBABlj!:J Tp azucnbarj B 0lBWlOj un a:Js!uyap aunrd WI ·WViJ.l1Suodsunij, a WViJ.l1S wV.l2o.lcl ouroo orou aq:Jyl:Jads onp opoxard Z-DtldW '(oiourar 0 qB:JOI)!UOTZB:J!lddB aSlaA!p aIlB auolzBlal Ul 's/l!qW 8 a V un omcureordn oscrduroo BljT:J!P ozrronbcrj ouosucno !S opmb T! uO:J '1:W®dW 9 alua1BAald OlBWlOJ II '(:JS1a iJmVS.liJA IVp2!a) GAG nroddns ns B:JY!PO:Jlp B:JIU:Jalomoo ~q:Juou '(a1B1IllIPOap!A auo!snlEP '2u!1SVJPVO.lH OiJP1A Ivp21a) HAG !WalS!S ton 0lBZZ!T!ln9 Z-DtldW plBpUB1S 01:
8/\0 £'9'9 UO;)
x
3S3 X
X
X
Sdv
X X
X
(>t"lamnw
X X
X
"7qv7V:JS '3.NS
U1VW
M.°l
qlllH
X iI7qv7V:JS 7vpvdS
lf31H
IllJold
wuw
GPPT qlllH
X
X z;.'(. p
',:-D3dW UI
[WlOj
(lias
iI7dUl!S
=«: cI
g m::lAI[ Ul1 gUOIZUI::>OSSV
9'9 'qel
'0iJ(liJ7 U1VW - iJrifO.lcl U!VW) 1:W®dW odn pp Blll!S Bun Bp B1B:JYlluap!9 aUOTZBU!qwO:J BUmSB!:J~(9'9 'qBl !piJ(I) onnroddns QUOS!UO!ZBUlqWO:J a1 ouru uON 'Z-DtldW OlBUTlOjoomoods 01 a:Js!mjap opjord un noo oIlaA!1un Tp aUOTZUU!qWO:J B'1 'OllIB a OlB!:J:JBIlBlalU!0 OA!SSalllOld OlBWlOJ T!'(OllIB 0 0: z: V 0 z: z: p) B:JlluUTOl:laUO!ZB1UaSalddBlBl qBnb oqonsuauareo alB:J!pm QUOSmo U! !rJold !P a!laS Bun d:ls!uyap Z-DtldW 'oreuopa B:JY!P0:l!P aq:J!U:Jal alPP B1S!A!P oiund IBG 9S~
157
Ii
Segue un'operazione detta scrambling, meglio descritta nel cap. 7, il cui obiettivo e uniform are 10 spettro del segnale e facilitare la sincronizzazione dei terminali. Si applica quindi un codice Reed-Solomon (204, 188), e cioe ogni 188 byte informativi sono inseriti 16 byte di ridondanza con capacita di correzione di 8 byte. Come ulteriore protezione dagli errori consecutivi (burst) viene applicata una tecnica denominata interleaving (interfogliamento), con la quale i bit sono rimescolati con un passo di 12 byte. L'ultimo intervento in banda base e rappresentato dall'applicazione di un codice convoluzionale, la cui efficienza di codifica, e cioe il rapporto tra il fiusso entrante e quello uscente dal ' I· co dif 1 icatore, puo essere sce ta tra
1
1 3' 2 4' 3 6 5 e 8· 7 L 0 spettro d eI segna Ie va Ion. 2'
viene quindi sagomato con un formatore in emissione, generando uno spettro a coseno rialzato con fattore di roll-off pari a 0,35, e infine il segnale e modulate con tecnica 4PSK e quindi trasmesso. ESEMPIO
6.2
Con i dati precedentemente indicati, ipotizzando un'efficienza del codificatore convoluzionale pari a e = ~ e una efficienza spettrale del modulatore pari a E = 1,3 bps/Hz, determinare l'occupazione di banda BWs del segnale di uscita del trasmettitore di fig. 6.46. SOLUZIONE
II segnale di uscita del MUX ha una frequenza di cifra pari a 7,6·5 = 38 Mbit/s. II codificatore Reed-Solomon e quello convoluzionale incrementano tale valore rispettivamente di un fattore 204 3 . .. 188 e 2; pertanto II flusso in ingresso del modulatore e pari a 61,9 Mbit/s, Dividendo tale valore per E si ottiene BWs
'!jjf-
= 47,6
MHz.
Con i dati precedentementeindicati, ipotizzando un'efficienzaspettrale del modulatore pari a E = 1,5 bps/Hz, determinareun adeguato valore per l'efficienzae del codificatore convoluzionaleaffinchel'occupazione di banda del segnale di uscita del trasmettitore di fig. 6.46 sia inferiore a 33 MHz. 5
Risposta: e = 6
I
t T
r: D:J [][]
a:J
BZU;}I:J!IP ,j_L· .
r:
·(UOWO[OS-p::l::l"M oro.uc Bp ouorzaiord BIlB O}nAOp BpUBq ~P O}U::lW:H:)u~,[omosard B'3U::n ~S) cronuouisan pp Bl~:JSn Ip ::l[BU'3;}S[;}P ~8" BpUBq Ip ouorzadnooo.j ::llBUIUn::l}::la ·ZH/sdq 9 = 'if WVOP9 ororejnpom [;}P ;}IBlll;}ds
.[IJ [YJ
D:J
= i) ::l[BUmZn[OAuo:J;}lO}B:JIT!PO:J pp .
B:JgIpO:J ... Ip BZU;}I:JI]P's/}lqW . .
9'L
= '1
I;}P Bl]~:J Ip nznonbaq 's = U IlB[dmnw Z-DtldW qm'3;}s Ip oroumu .uiourared uucnsos !Up OlBZZ~l::lllBIB:J? :)-HAa ~W;}lS~Srod croimcursan u[l
::l[BU'3;}S 0I0'3UIs
[][]
a:J 00 [YJ
n
l,::lm'3BUlUlI,IPP ::l}Aq ur ouorzednoooj ? IBnO ·dBUl}lq BIlB onodsu 01 B uad ouotssordmoo Ip ::llOllB] UO:J lloIo:J ~p ~umgUl L'91 B oaar O}BWIO] ~ B}CA -IBS ::l tdp OOZ x OOZ Ip ouotznjosu UO:JClBUO~SUC:Js? uro 01 X OZ ;}PUB1'3;}U!'3CUlWI,U[l
·~'O= 1:) ]]O-IlO1 Ip ::l101lB] UO:J OlCZ[B!l OU::lSO:JB ::lIcF'3IP ::lIcu'3::lSI::lP ::lUO!ZBUlIO]TIl ;} sf OlU;}WBUmdillC:J !P nznonborj CIPP ClI::l:JSTIl rod % OZ PP ::lm'31Bw un opunzzuodr 'lIq 91 ~p otroiznjosu uoo ;}IBu'3;}S;}[Cl 0PU::lll::lAUO:Jomuouo W:)d ::lIBu'3::lSpp BpUBq ~p BZZ;}l{'31BIB[ ::llCl0:J[B:) ·zH)[ OZ = "f OIl::lP CUlISSCUl eznonbcn ::l}U;}AC~.:I-IH mpnc ::lIBu'i!::lSun ll;}PISUO:J IS ornods
·(A P -7--1;> - B~S :)aV,[pp OSS::ll'3m U~ 1!}~pqC~lCAIp ;}EUBl ::ll{:Jtzznodr IS) }~q an ns W:)d ill ruord -UlC:J I OPU::l}l;}AUO:J ;} zH)j 1 = sf UO:J::lICUE::lS ::lIB}~p opouod nn optreuotdumo orrctuo rs oqo OllBU~q ossnu cretmmoicp '(18Z9) U::lS1;> = (1) a ::l[BpIOSnms ::lIcu'3::lS II OlCa
n
r.
·zH OO~= f ezucnborj B nrpanb BpUO C onrmrod nun ::lIcu'3::lS::lICl UO:J opuBlnpoUl OUO'3U::lllO~S ::ll{:JWdd ::l WM.d 'WVd I[BUE;}SI::lp O}U;}UlCPUC,I::llCmWl;}};}p '(1001 ·1[Z) U;}S= (1) a ::l[Bp~OSnms ::l[TIu'3::lS O}Ba
n
•
Codifiche numeriche audio-video
Data un'onda quadra a frequenza i = 200 kHz, determina la frequenza di taglio di un filtro passa-basso ideale in grado di eliminare nella spettro del segnale tutte le componenti successive alIa quinta armonica non nulla. Determina inoltre un'opportuna frequenza di campionamento per il segnale presente all'uscita del filtro. . Dato 11 segnale v (t) = cos (wt) + 0,5 sen (2wt) + 0,1 cos (3wt) con
w
i = 2n = 5 kHz,
supponendo che 10 stesso venga campionato con frequenza di campionamento is = 40 kHz, determina la forma d'onda tra e 0,2 ms e 10 spettro delle ampiezze del segnale v (t) e del segnale ottenuto dopo I'operazione di campionamento. Indica inoltre se il segnale campionato e soggetto ad aliasing.
°
La trasmissione di informazione audio-video in forma numeric a presenta i seguenti vantaggi rispetto alIa trasmissione in forma analogica: [AJ il segnale ha un'occupazione di banda minore. [][] il segnale e influenzato meno da rurnore e distorsione. viene utilizzata circuiteria integrata. ~ [][] il segnale non e influenzato affatto da rumore e distorsione. u::J puo essere utilizzata la rnultiplazione FDM.
LJ
II fenomeno dell'aliasing interviene quando:
U
[AJ Ie bande presenti nel segnale campionato sono separate tra loro.
[][] si la ~ [][] si u::J Ie
: I
verifica la condizione is < 2i2' condizione di Shannon non e verificata. verifica la condizione is> 2i2' bande presenti nel segnale campionato sono sovrapposte.
Completa Ie seguenti frasi. a) Mediante l'operazione di
si prelevano dal segnale origine valori a intervalli di tempo regolari, determinando cosi un segnale . . costituito dalla serie dei campioni prelevati. L'intervallo di tempo che intercorre tra due campioni successivi e detto e la frequenza con la quale vengono prelevati i campioni e detta b) Le prime operazioni da eseguire per ottenere un segnale PCM sono il . antialiasing e il campionamento del segnale origine nel rispetto della condizione ............. , e cioe in modo tale da non subire perdita di informazione. A questo punto interviene il processo di conversione . del valore dei campioni prelevati. Assegnato un nurnero di bit neon il quale rappresentare il valore di ogni . ......, si procede all'operazione di conversione suddividendo l'intervallo di variabilita del segnale analogi co in intervalli, ciascuno associato a una combinazione di bit. e) Nella codifica dell'immagine in forma numerica si suddivide il quadro in un reticolo, e a ogni elemento del reticolo, denominato , SI aSSOCIauna sequenza di .. , sulla base del dell'elemento. La risoluzione si indica usualmente in che significa punti per pollice. In fig. 1 e rappresentato 10 spettro di un segnale. Rappresenta 10 spettro del segnale derivante dal campionamento di tale segnale con is = 20 kHz. HCf) Fig. 1
2
8
f(kHz)
..
/(kHz)
Ip ~H;):)Uo:) I 0PUB~ZU;)P~A;)';)~~BUl~,II;)P
'B:)qBUlOJ:) ::lUO~ZBZZ~lUBnb ;) ;)uo~Znlos~l aouournu
B:)!JIPO:) BIPP
'OlBUOIdUlB:) ;)IBU~;)S PP UI uouuBqS
AD
..ID
AD
..ID
AD
..ID
AD
..ID
AD
..ID
~P ;)UO~~puo:) BI 0PUB~ZU;)P~A;)OlU;)UlBUOIdliB:)' PP
tdrouud ~ ~AIl:)S;)G
ornods
nuraroai
olIB ;)SBq
P
Tlms~G
';)UO~ZnIOS~lBIPP ;)lBlU;)UlnBJIB OUBl -U;)UlnB B:)~l;)UlnU ;)UI~BUlUlI,Un Ip BIlOUl;)Ul U~ ~UOISU;)UlIP;)'1
(a
';)q:)~~oIBUB ;);)UII ns qB1S;)HB OUB~S!IB~Ull;)l
06'A plBpUB1S
01 uoo S/l~q)j'
ss
~ IqUlB11U;) oqo OIlBSS;):);)U~
~P ~lI:)0pA
BI ;)l;)~Un~~~Bl l;)d 'olBzzqqn
-PP
ouorzrqosu
BII;)P ;)lB1U;)Ulm.IIB B1U;)UlnB WJd
i,
(p
JGV.I ossnjj
'ouo~uoddB1AOS
II (J IS
OlBUOIdUlB:) ;)IBU~;)SPP ;)PUBq ;)1 opusnb ;)U;)IA1;)lUI~UISB!IB,'1 'q;)l:)S~p
(q
nuouod
-uroo B B~l;)lm:)lI:) ~P ozz~ITln,1 OU01U;)SUO:)rorroumu !IBU~;)S I
S/lTq
(v
Wll;JJ1SUMOa
S/lTq ~ Wll;J.ljsdn
::>d
i.
S/llq)[ II ;JllllT;J!Pll;JUn
it"L
L
8
~
~
~ 9
~
~
~
1: "'!.:1
~
~
c
"
S
I
D_ , I : I : I 11n~1~~:
:I
1-----1------
PloH
1
00101000 01[00000
OOOOOOOO
lTH
l!H
;JU;JSU!
;JUgS u!
00101000 01100000
(\ .
oooooooo
'lIllJJF)
~:
: JdiduTllS I : , , I
V
7
M.
8
? ~.
7.1
Internet
F F
F
F
Nella fig. 5.1 dell'unita 5, qui riportata per comodita in fig. 7.1, e state rappresentato il generico modello di un sistema di comunicazione numerico. In esso si evidenziano i blocchi di co-decodifica di linea, la cui funzione primaria e quella di elaborare il segnale al fine di garantire l'adattamento tra la sua occupazione di banda e la banda disponibile suI canale, nonche di permettere al dispositivo ricevente di individuare nel segnal~i~yutQ la cadenza di trasmissione delle dfre binarie, in modOtate dnnstaurare e mantenere la sinCfolllzzazlOue-di DI con il ter~-l!l!.S.iUiiieii.te. ~..fmizz'nzion~'Dit e quella condizione per cui il terrninale ricevente l~ valore delle cifre bmafiel'ieevute con la stessa cadenza con la quale Ie riceve. Quasi tutte Ie tecntch~e~Qiotmrnieaziorre-rtumeriCaP'revedono infatti che Ie frequenze di generazione e lettura del segnale, indicate come cl£E...kdi trasmissione e clock di ricezione, siano esattamente u&f;~' Se il ricevitore fosse pili lento, anche dl pochissimo, rispetto alIa frequenza di cifra de segnale, gli istanti di lettura tenderebbero a slittare dal centro bit, dove e meno probabile l:e.rr,Q~zione, verso la fine delI'inte 0 di bit ovvero verso una zona di transizione dei livelli in cui e ili ro abile l'errore di sostituzione; moItre prima 0 poi si avrelme"1'""omlSsI~dr;n -bit (fig. 7.2a). Analogamente se il ricevitore fosse pili veloce di quanto richiesto si avrebbe uno slittamento progressivo degli istanti di lettura verso l'inizio delI'intervallo di bit, con conseguente errore di inserzione (fig. 7.2b). Poiche dunque i term inali devono operare allo stesso clock, si determinano due possibilita: -
nu-
Sincronizzazione di bit
se i terminali sono fisicamente vicini, e possibile portare una linea di clock dal terminale trasmittente a quello ricevente (fig. 7.3a); se i terminali sono lontani, non e economicamente conveniente utilizzare una linea solo per trasmettere il clock, e er . ricevitore deve estrarre il clock dal ~ mativo stesso (fig. 7.3b); l'aggancio del clock e rea izza 1 casi mediante dispositivi basati s1.!..E.1.k(Phase Locked Loop, anello ad aggancio di fase). Naturalmente la trasmissione vera e propria deve essere preceduta da una fase di aggancio del clock da parte del ricevitore.
Informazione ,---------, I Codifica di sorgente
ti di
S: sorgente
Codifica di canale
D: destinatario
Codifica di linea
Decodifica di linea
r-
Decodifica di canale
r-
Fig. 7.1 Modello di un sistema di trasmissione numenco.
Informazione I Decodifica di
sorgente
--
@
'---
__
('J) "Tld
~!tl~ ___J
;)lUllJP;)W
;)Ieplosnu!s ;)leu~;)S un rp o!:)ue~~v
t'L 'lI!.:1 'OSSglllUI
oisod ororrc !P g[llUllgS pp gUOlZUnj Ul gUO!ZBU1:)sO!P nzuonborj BnS ll[ orerqureo opnrf Ul '(J.o1vllpsQ pall0J.1uoJ a2V1/oA) OJA 0 'gUOlSUgl Ul OlBIl01lUO:) gJOlllm:)SO
ons [ll !P
! un
![llUllgS gnp
O!pgUl glO[llA
g[lluilgs
pp
n
unosn
U! gnUlOj
~gSllj !P glOlll[gA!l [llp glUg!UgA01d Ip ~ gUO!ZUnj !m
B[
'ossaq-essad
~ossglilu!
mo I!
g[llUllgS un
gSllj !P 0
tntosn
nzuanban
ons
[ll
Oll[Y
nsod
!P llZUg1gjj!P llIlB ::l[BUO!ZlOdOld ~ OlpgUl glO[llA
UI g:)S!U10J g1P
'glOl1l11ldUIQ:) gq:)UB
onop
'gSBJ !P glOlllPA!l
-
:(17'L 'ily) !q:):)O[q gll Ip glUgUI[ll!Z -UgSS::lgUOdUIO:) !S I[BP!OSnUIS I[BUilgs 19d gUO!SlgA 1l1IgN 'OlUgUlUgJU Ip glOlllIlDSO un !P II mrosn uns ll[[gp OI:)UllilllB.[pu glSISUO:) oiscnb !P arm ~g[lll!ilIP ll!S O:)IllO[llUll odurao nts 'ruotzaoqddn gUIISSIS01gUlnU lllUllA gq:) Ol!m1I:) un ~ asvj!p opuv22v pv 0llauv,'1
ll[pnb Ul
asej !p O!:::lUej3j3epe 0llauV ~'~' L
I
BTIT:)SO.I
onop ~
'rlOW;)l
I
(q)
j
IleUTUll;)1 ell
(v)
(q)
o IUI:)IA 1111U!lIll;)11111(v)
~ ~
v
'T1d IT up
.OJ
;)UOIZeZZlUo1:)U!S elJdP ;)UOlZ1lZZlle;)~
&'L 'lI!.:1
gq:) !S BSSg:)gU
;)UOIZ;):)11 !P
){:XlP I;)P opouod = '.L
;)UOISSrrnsu.J> "P
(q)
){:)ol:)
;)UOIZ;):)11 tp ){:)OIJ
(011;)1 ;)U;)'"
lIq I!)
rp dlOJJ3
){:)op I;)P opousd = '.L
(v)
;)UO!Z;):)l] tp
LSl.__f1__f1__f
(;)lIO"~
cnp 011;)1dUd!" dUOIZl;)SUl
~
dUO!SSIWO
o
I
0
UOU llq II) ip ;)10JJ3
;)UOIznlfjSOS ~
~
0 '.1'
I
0-.0
,
,
:---:.1:-:
Ip
;)10JJ3
I
(I 'J
0
I
[
,
: ---: L :--- :
UI[~OS
0:
o :
it T : I : 0 :
o:
: 0 :
:---: , 1 :---: ,
,
I : I : 0 :
:---:1 :---: , ,
(1)~
,
';)UOlZ1;)SU!lp
I
;)1011;)
ouotssrursen rp ){:)Ol:)
(q)
~;)UOISSIIIlO!P
dUOlSSfUlSU.J> tp ){:)OD
(v) 1:' L 'lI!.:1
;)10113"
163
Codifica di linea in banda base
Segnale di errore
ne due
s ia
in auella essenI cui egnali gnale
In assenza di segnale Vi il segnale di errore e nullo e il veo oscilla a una frequenza fo detta frequenza centrale 0 di free-running, il cui valore puo essere fissato per mezzo di componenti Re esterni di opportuno valore. Applicando in ingresso un segnale Vi a frequenza diversa da fo, viene prodotto un segnale di errore che forza il B y veo a variare la sua frequenza di oscillazione B A sino a che questa non coincide con quella di Vi; o o o una volta completato I'aggancio, il segnale Vo 1 o risulta in fase con Vi' a parte il piccolo sfasamento 1 o necessario a generare il segnale di errore che fa o si che il veo oscilli alIa frequenza h diversa da fa. Il campo di frequenze di Vi entro il quale il PLL riesce ad agganciare il segnale d'ingresso e detto banda di cattura, mentre il campo in cui I'oscillatore riesce a rimanere sincronizzato sul segnale d'ingresso dopo l'aggancio e definito banda di aggancio. 11 campo di aggancio e maggiore del campo di cattura. Affinche un PLL possa lavorare con segnali di clock 10 schema di fig. 7.4 deve essere modificato inserendo all'uscita del veo uno squadratore, che trasforma il segnale sinusoidale in onda quadra, e utilizzando un rivelatore di fase digitale, che puo essere per esempio una porta EX-OR (fig. 7.5), il cui principio di funzionamento e illustrato in fig. 7.6. Lo squadratore nel caso pili semplice puo essere costituito da un comparatore con Iivello di riferimento pari a O.
7.1.2
Fig. 7.5 Aggancio di un segnale a onda quadra mediante PLL.
..
Fig. 7.6 Rivelatore di rase a porta EX-OR.
Codice NRZ
La codifica NRZ (Non Return to Zero) consiste nel codificare Ie cifre 0 e 1 con due livelli di tensione la cui durata e pari all'intero cdo di clOck liig'. 7.7a); i due 'livelli possono essere rappresentah da ati'e tensioni di valore oppost;'- di modo che il segnale generato
Informazione I
I
I
I
I
Clock (f,)
,
H(f)
"
vet) VII--'
Segnale ~~~
__ ~-L~
____.,. Tbil--
(a)
__ ~-L
~
Fig. 7.7 (a) Forma d'onda e (b) spettro del segnale NRZ.
Ollgililo BUB:) ns B:)!r.PO:) gIBUilgS IBA un B IgN· :)U
osso
OIZBZZlU . qmBl:)S :)y~pOUl ~nb
Z"L OdUlB:) glBllPds '~PB ggU~I BZUglOd o glBl~A
.(se t: 'ily) BIlBU~il~lO BA9BUllOl~ uzucnbos Bl BU9sud~1 cqo .IiJNUlV.lJSiJPun oinosard arasso gAgp gUO~Z::J:)~l olBl Ins rojquraros oun BZ~I9n ::J10FllgUlSBllI! opuanb 'glUgUl::JlUgpIAtI'BUlISS~IO:):)Id ;Z l::JlqUlBl:)Soun ~p ulqsn,Uu UilU::JAAB <,m ::Jq:)~lIl~quqOld uI '1 0 0 :lll!:) !P gqilU!llS gqilunl OU!lP!r.lgA !S :lq:) :lI!:)ul oijotn ;Z OA9BUllO~ ossnu un U! anuour ':lq:) U:)!r.UilISOlSgno '(v6'[ 'ily) gIunsu:) onrourernd eznonbos nun !P uU:lnb U :lr.~s 1 :l 0 glJ!:) glPP UZU
'(gUgUl gq:)!r.p0:)) onunuoo ozuonbos gl glU~U1!P up
;Z
oraiuasorddar
':>pop PP Ol:mll'il'illl,[ lad !Pl[llA UOU
Z~N !luu'ilas (q) ~:l[:)op PP Ol:)Ull'il'illl.[ lad 0PI[llA
Z~N
a[uu'ilas (v) S"L "'1.:1
=uo
(q)
i. ='!:r
0
0
0
0
0
0
0
(0)
~=l!~
'A
°Il
...
A
...
A
l
(I)"
...
0
'A
0
0
(I)"
A (I)"
165
Codifica di linea in banda base
11001111000000000000
--EJ--
100110101100I0 10100 Iii
~scrambler
~
II 001111000000000000~
L____ PLL (b)
(a)
Fig. 7.9 Operazioni di scrambling e descrambling.
Oltre che per facilitare la sincronizzazione dei terminali, 10 scrambling e utilizzato per evitare che in corrispondenza di ripetizioni regolari di sequenze uguali 0 simili tra loro la potenza spettrale si concentri su determinate righe originando fenomeni di interferenza tra linee adiacenti. Poiche 10 scrambler rende la sequenza di uscita pseudocasuale, la potenza spettrale del suo segnale di uscita risulta essere distribuita pressoche uniformemente nel campo dell'occupazione di banda del segnale per tutta la durata della trasmissione.
/ 7.2
Codifica di linea
Le operazioni di codifica di lila si suddividono in
-
Fig. 7.10 Aspetti della codifica di linea.
cioni; ifiche
guali il cui pre-
(a)
NRZ
izzata
ente e che ta di mbler ativa
'('~
(b)
',,~
.. ..
A,1
.. .. A'p
!\._ f
Canale passa-banda (linea, canale radio)
Codifica di linea
Canale passa-basso (linea fibra
f
.. . .. .
Demodulazione Decodifica di linea
*~ NRZ
'''~
an ;)UO!SS!WSUIlUn;)U OlUZZIEln UWIOU rp ~ UOU IAqom !IUl l;)d 'ZlIN ;)Iuu'3;)S IU oriodsu ntddop ~ uptraq !P ouorzndnooo nns UI ;) unnu UOUunUIlUO;) omsuoduroo nun Ul{ 'I{UUIW1;)l I;)P ;)UOIZUZZ!UOl;)U!S ;)IOA;)'3uUI UlU;)SUO;)ZlI ;)Iuu'3;)S IT ;)U;)qq;)S ';)Iuu'3;)S I;)P '3UI{qWUDS ;)lUU!P;)WOlIOS!1 ;)l;)SS;)ond ;)l{;) '0 ;)l]~;) !P oznonbos ;)l{'3unI !P UZU;)S;)ldU! ;)UOIZUZZIUOl;) -U!S !P mrprcd UIPP UW;)IqOld E otmunad ;)lU;)W;)lU;)PIA3'0 ;)1P';) ;)IPP UZU;)PUOdSIllO;)U! tsjndun Ip UZU;)SSU,IPP0lUO;) orouci rod C;' L ''3y !P onnono II ;)lU;)UU;)'3'3;)I0PUU;)!F.pow 'ZlI ;)Iuu'3;)SIns T1d un ;)lUZZ!UOl;)U!S ;)EqIssod rpmnb UlIns!lI ')POP PP OlU;)WUPUUOSS;)lSOI ul{ ;)Iuu'3;)SE 1 ;)l]!;) gIPP UZUgpUOdS!llO;)UI aqo ~ ZlI U;)!J!PO;)uIPP 12lgudOld glUUllOdwI,ufl 'ulUZZgWIP UlInS!l ;)Iuu'3gS P ouoosrmnsoo oqo rsmdun If'3gp ulump uI gl{;) OlUP 'ZlIN ornods onu ouodsu u!ddog_ gUO!SUglS~ uq_:qLL;,J"..:.'3~o.lJnu;:l.s'l.1d -dnr 'ZlI ;)Iuu'3gS Igp ornods 0'1 '(vn'L ''3y) 1 Ul]I;) ~UOdS!llO;) oSIndwI,IPP ulump uI (glUgww!dIlt%"O~-I€()pUg;)np!l ZlIN g5fpO;)[BpgUgrnO IS (OAaz 01 ZlI g;)!PO;)II
=»
Ztl 8:J!P08
"[:'S'L
'lIq ntd U UAqUpl gUO!ZUWIOJ.UIJUlUI;)OSSU~ IfpAIf ntd 0 an !U mo UI ;) '!ngAII gnp !P md quzZTIqn ouos !n:> ut 'OIPAI{!lIInw !;)IPO;)~lIq ojos un 0lU!;)OSSU~ OIPAII II1'3o U cur '!II;)A!I an lluZZ!pln ouos !n:> U!'-::'!::lU::::U:::-l:;:g:::":lO~-"~ !;)IPO:>~gIuu'3gSPP IfpAII gnp ns qusuq 'treurq I;)IPO;):gUO'3glU;)an qugn'3gs gIpU qU;)!J!SSUP arosso ouossod UgUI{!P l;)lPO;) I 'gIuu'3;)S pu 1l011g IfBnlUgAg !P gUO!ZUAgplUI uurroj cqopmb U! anouuod gl{;) UgUII !P g;)!PO;) un crauopa '!SU;) run;)IU UI 'gpln crosse ond 9!;) U gllIO
tst
'Iud !pa!l) gUOIZg;)!lUI ;) cuotssrurc UI !IOlUUlIO] up OlUUlO'3USoiucureururoddo glgSSg ond OlB;)!]!PO;)g[uu'3gS PP ornods OI ;)l{;)glUPIO;)!l gIHOU! gAgp IS 'IIpAII gnp !P ntd ns gq;)y!PO;) opusnope ZlIN upuuq unu ouodsu BnOpll crasso ond OlU;)!TIP0;)g[uu'3gS IUP uludm;)o upuuq uI ;)lUIO;)q -red uI 'gIUUU;)Ins gpq!uods!p upuuq unu ;)IBu'3gSPP upuuq Ip auotzndnoooj glUnUpU ~glUgSgld gSSOjmsonb cs 'gpm'3gs I;)P nnuuuoo oiucuoduroo BIPP guo!zu'3BdOld U[ oroqqanpodnn !lOlUUllOjSUll !IUl ~USS;)lSU;)UIIuIPP uonj Ip IB !q'3UdOld !S gUO!ZUlUgunlu !P UnUIlUO;) gUO!SU;)lBI gq;) glB1IA;)Ip ungnb ~ guo!zunj !n;) uI '(oiuourarddoooesrp Ip !101UISB1l)BgUII Un;)p 12FmgllS;)gnU !lOlUWIOjSBll !P uzuosord BI gpg!q;)!l gUO!ZU1UgUlI{Ugpl UI '9Q U =no 'OlUIUddu,IPP gUO!ZU1UgmI[B !P ;)UO!SUglUl UO;) glUg]lglUI B ;)qqgIPUU 'opouod gAgIq Ins gl{;)UU'onnu uou orpour glOIUA U ;)Iuu'3;)S un rpumb ~(OSSBqIUP glU!SSUO;)Ins A II B gUO!ZU1UgUl!IU,[ OUOAg;)Il gUUglUB;)nnS nsod UOlU;)!TIldulUII'3 !n:> 19d ordtouud OSSglSoI ~ 'tsrapuoiut 19d) g[uu'3gS I! U!'3'3U!Amo ns g;)U![ gUl!S;)P;)WgI 0PUUZZ!l9n 'nntruuoo U! qU1UgUlIIUgpl glUgmlumlOu ouos 'IlOlUlgU;)'3!l I omoo 'UgU!I uI osun] nsod nnreddu If!) 'gIuu'3gS 19p onnu O!P;)Ul glOIUA un ornuruucrap ';)ZUBlS!Pgq'3unI 19d ooqpnam OAU;)ns ;)UO!SSIWSUll!P OSU;)pu ~ZlIN UOU U;)!J!PO;)Ip ;)q;)!U;);)l;)lUmpgW glU;)YIfdmgs orcssa ouossod oqo 'gUOIZUl -odo gIUl U glUDOSSU![Blll1;)l!;)12lISsgIdmo;)g[ craroprsuoo OUOA;)PIS ')[:>op PP gUOIZUIlS -g,nU g!lUSSg;);)UruO!ZBWIOjU!gI n!nU!lUO;) UO;) gl!U10j nssod '3U!IqWB1;)SU oisodonos ZlIN gIuu'3gS nn rnBjUI gUgqqgs 'gIuu'3gS IUP gUOIZg;)UIp )[:>op PP gUOIZUllSg,I;)1I10AUj:OlIn'3gS !P IlBlIOd!1 OUOS!;)!PO;)!IUl up Il!n'3gSlgd IfUlgUg'3tdoos If!) 'vp:JVjla1U! !P plpO:J Ip upBd IS UIOnUgAOP '(uououmu U;)!UOPPl gIUIlUg;) eun !P ;)UOIZUld!lInUlIp !PUlS !SlgA!P lUll ordmosc 19d) nmcists OSSglS oun B turoiur !AIl!sods!p Ull !lU;)Wu'3gn0;) IAglq !SS;)l;)lU! U;)!J!PO;)U[ mo I1I !SU;) !gU gl{;) ouoooc 'vaun !P !:J!PO:JglUU!WOU;)POUOSgsuq UpUBq I1I U;)UI[!P U;)YIPO;)Ip gq;)IU;);)l qUglgJJ!P g'1 ~UI
eau/ip !3!POO
E" L 99"[:
Codifica di linea in banda base
Fig. 7.11 (a) Forma d'onda e (b) spettro del segnale RZ.
, Informazione I
:0 :0
:0
I
I
I
1 ... I
h,h Clock (1,) I U,h U',h LJ',h U',h U',h U" L I
I
I
I
I
167
HCf)
vet)
RZ
Segnale
U'epe-
2f,
f
ore (a)
(b)
terminali remoti, rna puo essere ricavato dal codice di linea effettivo al fine di pilot are la sincronizzazione del clock di ricezione. /
7.3.2 on sse arda tro one
Codice Manchester 0 bifase J
II codice Manchester,
0 codice bifase, largamente utilizzato nelle reti informatiche locali a bassa velocita (reti Ethernet e Token Ring), favorisce la sincronizzazione dei terminali mantenendo nel contempo un valore medio nullo. Le regole di generazione di un segnale Manchester sono le seguenti (fig. 7.12a):
-
in corrispondenza della c:if.r.i! 0 viene emesso un segnale bipolare caratterizzato da unjl
-
transizione dal livello alto al livello basso a centro bit (fase 0 rispetto al clock); in cOITlSpoiidenza della cifra 1 viene emesso un S'egnale bipolare caratterizzato da una transizione dal livello basso al livello alto a centro bit (fase 180 rispetto al clock). 0
in iere
un eHi
La spettro del segnale Manchester e simile a quello del segnale RZ, dato che anche in questa caso la durata minima degli impulsi che costituiscono il segnale e pari alIa meta della durata del bit; le continue transizioni contribuiscono pero a limitare Ie componenti a bassa frequenza, determinando una componente continua nulla (fig. 7.126). II segnale Manchester presenta sempre una transizione a centro bit e per questa proprieta semplifica l'estrazione del clock e non necessita di scrambling.
_*Y'_
Determinare la forma d'onda di un segnale Manchester che codifichi la seguente sequenza di cifre binarie: 000011110101
la pIa
Informazione
ale ale ulsi
V(I)
:0
,
,
,
Fig. 7.12 (a) Forma d'onda e (b) spettro del segnale Manchester.
HCf)
CIOCkCfk)~
,
I
,
I
I
,
I
I
21.
J, (a)
(b)
IVN ---.
(v)
11 11 I1J --rr-U-rfJ---UUn-rfL~Ur--rfL--' -'rr1-+\ Slf\QWI
(.'J)
LJUVLi 'Jz
W)
·~'111 \ )..~2J(1
.,
CRrv~'\ r'./\ ~l)., '1\J
LIU1__f1__fUlSl f
'I
(1)~
(q)
I
h h ~ ~~~~~~~ I : 0:
(J)H
I
I
h n h ; ('f)
1 : I : 0 : 0: I
I
I
't.'J0D
gUO!Z~wloJUI
I
\}J\)(d 11)
lS
"IWY-ZIDX 0IU01JU0:1
(.'J)
~IWY ;lluml;ls lap ornods (q) ;l upuo,P (v) "t"L "'1.:1 UW10.:I
-opnosd OlruIPP ~ 'VPl"L "'ily Ul 01BlUgSg1ddB1 'BAJ1:P ~u g :J g~EU'il::l IJ....:()/..{.!2.U4 oa E!J,~I -gl ill BlB:J!pm) 'i!lJP -BIlB 9B!:JOSSB !SInchu! !iJ3gp 1i!l!lBIOd BI glUgWBA9BU1g1IB OPUgl1gAU! ~I'Bu'ilgS IBp gUg!no!s 'NaSI Ol!qWB IT! g l'\[:::>d !:J!UOPlg1 !WglS!S !gp '!lBP gUO!SSTWSB1l BIPP OdWB:J [ou BlBZZ!I9n 'IWV B:JI]!pO:l B'1 "B11OP!1 BpUBq !P orrotzudnooo g onnu O!pgW glOIBA orod muosard opmb pp BZUg1g.lJ!P B 'Z~ gIBU'ilgS IBp OlBAIlgp g:J!pm un ~ (UO!S..loaUI '>J..lVW o1VU..lo1W) IWV g:JlPO:J II °Z~N gIBU'ilgS pp Blpnb !P otddop IB 'Z~ g:J!PO:J TI 19d gWO:J '!lBd OPUgSSg 'nOAg10ABJ nrd ;}I B1l ~ UOU BpUBq !P gUO!ZBdn:J:JO 010I BI 'IlOWg1 TIBU!Ill -roi B1l gUO!SS!IllSB1l BIlB g!lBSSg:JgU gIpqSIlgnB1B:J gl ouru OUBNqB gSBJ!q !:J!pm ! cucqqog ";lIUlZU;ll;l.IJlp ;lSUJlq ;lluu'ilas pp npuo.p UW10.:I
I!NV 9:l!POJ 17"t" L TOTOlTlTOOOO :g!lUU!q glJI:>lp nzuanbos glu;mil glUIZUglgmp :>u,Jlu'Ullud glOlU:>!JlP0:>I! aqo opuouoddng
n"L
-
-,4iM
J
oJ ...
_.. I!:z ~
,, ,
L}-
"glUgpg:Jg1d 0IOqWTS IB OlB!:JOSSB gIBU'ilgS IB ouodsu gSB] !P ouorzrsoddo U! 'l!q oriuoo B gUO!Z!SUB1l Bun Bp 0lBZZI1gnB1B:J glBIOd!q gIBU'il -os un ossourc gUg!A I B1]!:J BIPP BzugpuodsU10:J ill ~;}lU;}P;}:Jg1d
, ,,, ,
oloqIll!s IB OlBl:JOSSBgIBU'ilgS I;}P gSB] BSS;}lSBI uO:J 'l!q 011U;}:J B ;}UOIZ!SUB11Bun Bp 01BZZ!lgnB1B:J orejodrq ;}IBu'ilgs un OSSgWg ~ 0 B1]!:J BIPP Bzu;}puodsUlO:J U! -
""" 1
0:
,,
~ , : ,,
,,
, ,
+: ,, I , ,
: ,,,
,
,
,
,
: ,,, ,
(1)~
('I) 'tJOD
,
I : 0 : 0 :
,
:(£1" L "'ily) nuonfios gl OUOS ;}IB!ZUg1g]]!P gSB]lq glBu'ilgS un !P gUO!ZB1gUg'il !P gIO'ilg1 g'1 -onropooard l!q IB ouodsu BIll 'glUqlOd BIlB ouodsu BlBU!W1glgp ;}Ug!A uou B!lBU!q B1]!:J BUn:JSB!:J B B1B!:JOSSB gSB] BI oqo OnB] [on ;}lS!SUO:J 1915;}ypUBW IB onodsu BZU;}l;}]J!P B'1 °qBp gUO!SS!WSB11 BIPP OdWB:J pu o'ilgldIll! BA011 g 'ornods ;} onnu O!P;}W glOlBA ')[:JOp PP gUO!ZB11Sg !P !UTtU1;}1 gq:JIlS!lgnB1B:J ;}I BA1gSUO:J mo lp 'lg1Sgq:JUBW IB gTIIll!S ~ 0lV!ZUo..lO.ff!p osv.fiq oorpoo II IT!
I
918!rJ9J.J.!p 9S8J!q 9:l!POJ tOt" L 89"t \.
Codificadi linea in banda base
in po
ale tro
169
ternario per il fatto che arnmette tre livelli, due dei quali associati alla stessa cifra binaria 1. In ricezione, e possibile ricavare il segnale RZ mediante raddrizzamento del segnale AMI, e il segnale RZ cosi ottenuto puo essere utilizzato per sincronizzare 'il clock di ricezione, sempre a patto di utilizzare uno scrambler per eliminare Ie lunghe sequenze di zeri. Le continue alternanze degli impulsi contribuiscono a limitare Ie componenti a bassa frequenza del segnale AMI, determinando una componente continua nulla. L'occupazione di banda del segnale e inoltre ridotta alla meta di quella del segnale RZ, ed e quindi pari a quella del segnale NRZ (fig. 7.14b). Tale pro prieta puo essere verificata determinando la frequenza dell'armonica fonda menta Ie associata ai segnali in condizione di massimo numero di variazioni; sia nel caso di segnale NRZ sia AMI la fondamentale ha frequenza pari alia meta della frequenza di cifra (fig. 7.14c).
010
se-
-lYIM
Determinare la forma d'onda di un segnale AMI che codifichi la seguente sequenza di cifre binarie:
000011110101
7.3.5
terme ark
ore ella .RZ tedo-
~ \
Codice HDB-3
II codice HDB-3 (High Density Bipolar - 3) e una variante del codice AMI che consente di generare un segnale privo di lunghe sequenze di cifre 0 senza utilizzare uno scrambler. Fintanto che. la sequenza generata contiene un numero di cifre 0 consecutive inferiore a quattro il codice HDB-3 coincide con il codice AMI; quando e generata una sequenza di quattro zeri consecutivi il codificatore HDB-3 sostituisce tale sequenza con una delle due sequenze OOOV 0 BOOV, dove B e un impulso che rispetta la regola dell'alternanza rispetto all'impulso precedente, mentre V e un impulso che viola la regola dell'alternanza, permettendo di riconoscere la sostituzione avvenuta. La scelta tra la sequenza OOOV e quella BOOV avviene secondo la seguente regola, mirante a mantenere il valore medio del segnale nullo: se a partire dall'ultima violazione si contano un numero di cifre 1 dispari, si trasmette la sequenza OOOV, se invece a partire dall'ultima violazione si contano un numero di cifre 1 pari si trasmette la sequenza BOOV (fig. 7.15).
7.3.6
C..QQlgLCI\llIe MCMI \
II codice CMI (Coded Mark Inversion), utilizzato soprattutto come codice di interfaccia nei sistemi telefonici, associa alla cifra zero un impulso bipolare con transizione dal basso verso l'alto a centrobif, e- ana -cifra 1, 'alternativamente, urr livello di Iensione positiv-a o negativa. La codifica puo anche essere vista come l'associazione di due bit a ciascuna cifra binaria, e cioe 0 -+ 01 e 1-+ 11 0 00 alternativamente. La forma d'onda del segnale codificato (fig. 7.16a) ha componente continua nulla e, grazie aile continue transizioni, favorisce l'estrazione del clock. Per contro 10 spettro del segnale CMI ha estensione doppia
,
lnformazione ... 0
0
0
,
0: :0
,
,
:0
0
0
0
:0
: 1
,
,
0
:0 ;0
0
Clock (J,)
vet) Segnale
v:
, 0
:v
'I
B
0
0
V
Fig. 7.15 Forma d'onda del segnale HDB-3.
P ouod '9~::>B gIlIO ·qB::>0I oqoneurrojm uor gIlgp Ol~qwB,IPu glUBAgpI glUgUIIBIOC)lllBd ~ uou BSO::>BI BUI 'rmuuuoo ciuouodtnoo gHgUIWB £-T1W g::>~po::>II ·(:J8I"L .;3y) gIBU;3gS Igp BIp::> ~p ezuonbaq BIPP oirenb un 0IoS ~ ~UOIZB~IBAlp OlgUInU O~SSBUI ~P gUOrZlpUO::>u~ gIBU;3gS PP gIBlUgWBPUO] BIPP Bzugnbgl] BI gq::> OlBP '(q8l"L .;3y) Z"HN gIB~~.J.~.~n;:)J)~B ouodsu lill~ BIlB OnOp~1 ~ £-l'"IW gIBU;3gS Igp ornods 0'1 ·(v8I"L .;3y) .::>::>gO~ -A '-A ~O '"0 +A '''FA~ 0 gU~PlO,IPu OUOn;3gSSnS ~s I B llS.l._:lgd TUOrZ~SUBIlgI ~01;)z £lJ!::> B1gp BZUgp -UQ5 smo::> u~ g~UBTl BUnSSgU g I BI]~::> BIPP Bzugpuodsrnm"U~ 1Iq OIlU;X) U gUO~ZISUBIl Bun gpgAgKI B::>y~p0::>rp BI0;3gI B'1 ·lgUIgqra: lSB~ ~m Bll 'rIB::>0I gq::>llBUIIO]UI uar gIlgp odnmo pu olBzzqqn otreuroiopnosd oorpoo trn ~ (f UO!J!SUVAJ, loao7-mnW) £-.l'1W :J::>IP0::>II
£>1111\18::l!P08
L 'S' L
,
0: 0: 0: 0. [: T: 0: 0: 0: 0 : I
I
1
I
I
I
o
0
0
0
;)00121lUUOJU
.IW:::>W apmllas pp
I
I
BPUO,p IlUIlO.:!
Lt'L '1i!.:I
101011110000 ::lllTImq
azuonbos
:llU:ln'i3:lS TIl Iq::l!J1P0::l oqo
IW;)
:llJl::l lp
:lITIu'i3:lS un Ip TIPUO,p TIUllO] TIl :llBUJUll:ll:la
Mai-
·(LI"L ·;3U) orejodrun Blr:)sn ~P gIBu;3:JS noo 00 :J 10 'TI ~UO~ZBU~qUIoc):JI oiuourasmodsu :JlB~:)OSSBQUOS £-HaH :JIBU;3gS PP OAllB;3gU g 0Unu 'oxutsod ISIndUI~ :JIl ~V ·B:)~nO BIqU Bun ns oSS:JmSBIl :JI:JSSg B OnB orejodrq :JIBU;3:JS un U~ £-HaH gIBU;3:JS un :JIql:JAUO:) rod OlBzz~pln ~ (IW:) poiflpOw) IW;)W :J:)IP0:) II ·(q9I·L .;3g) lrq PP BlBmp BIl:JP lillgm BIlB rrad ~ gIBU;3gS I~ II;3:JP BUIlUIW BlBmp BI :Jq:) 0lBP 'Z"HN gIBU;3:JSPP ojpnb B On:JdS~1 OUO:)SInlqSOC) oqo ISInd~
..iIvl) U I )OJ @ -t1~11.v£)2'Y
(q)
o:?/~.Jj'V.2~ t \J
(v)
~flv\l 'Jz
J
'1
Nn
~v~~V (1)~
, ,
(f)H
('1) 'tJolJ
,
0:, 0:,
·IW:::> apmllas PP ornods (q) a BPUO,p (v)
auoIZlllOlOJUI
BWlO.:!
9"t'L '1i!.:I
areujjas rap
oiuoumnerj
OLl
171
Codifica di linea in banda base
Infonnazione Clock(fk)
H(!)
i0
;0
I
I
: 0 r"
~ I
,
,, , I
(b)
I
vet)
I
n__n__n_n__n___
Segnale
Clock
hnnn.
(a)
NRZ t
(c)
Pu;[l\'L'· problema della sincronizzazione dato che per lunghe sequenze di zeri non si hanno transizioni nel segnale; questo viene risolto con una codifica prelirninare 4B5B delle sequenze da trasmettere.
_{1,M
Determinare la forma d'onda di un segnale MLT-3 che codifichi la seguente sequenza di cifre binarie: 000011110101
MLT-3
Fig. 7.18 (a) Forma d'onda e (b) spettro del segnale MLT-3; (c) confronto NRZ-MLT-3.
7.3.8 Codice 281Q I codici multilivello perseguono il fine di ridurre la velocita di modulazione (baud) rispetto alIa frequenza di cifra (bitjs), utilizzando un opportuno numero di livelli di codifica (vedi par. 3.1.1). Ne e un esempio il codice 2B1Q (B sta per binario mentre Q sta per quaternario), utilizzato in ambito ISDN per il collegamento utente-centrale; esso codifica il segnale binario raggruppando i bit a coppie e associando a ciascuna coppia uno tra quattro livelli di tensione, corne rappresentato in fig. 7.19a. II codice 2B1Q dimezza la velocita di modulazione
Dibit I
I
I
I
I
I
I
Informazione : 11 : 10: 00 : 01 : 01 : 10 : 11 I I
I I
I I
I I
I I
, I
I
,
,
I
I
I
I
Clock (2Ik)
unpo una
vet)
H(!) I
I
-v
01 10 11
-V13 V VI3
V
____
I
-V13
-V
(a)
(b)
Livello 2B1Q
00
A
Segnale 0 _V:_/3-+_~-+-~_~-+_~
Fig. 7.19 (a) Tabella di corrispondenza e forma d'onda del segnale 2Bl Q; (b) relativo spettro.
t
£-
zzz[[[-
[[-
T0 0 0 0 0 0
DPUOy')S Ol"B1S ~pSU"B.ll :J 0000 Ip ord
nunuog
::lUOIZIS
~S ::lIp
--+++ £+ [lII +0+ -0z+ TIIO ++0 --0 z+ lLO[ 0++ 0-z+ lOll -++-+ 1+ OlIt --+ ++T+ OtLO +-:.. -++ 1+ 001! [+ +00 -00 OWl [+ 0-0 0+0 LOO! 1+ OO00+ WW 0+0+0 TIOO -0+ -0+ 0 OOOT +-0 +-0 0 OOLO 0-+ 0-+ 0 0100 +0+00 TOOO -+0 -+0 0 0000 -opol'\[UWUIOS +opol'\[ jlqppUnO
UHP
treurai a !lumq I[OqUlISUll aUOlZUJ:JOSSYr:L ·qe.L
o'3onI
[ ·HHP S 3ul.l
BlIBP "Bl"BlU::lS::lldd"Bl '::llU::lllOJ I~ Ol"BZZI{!ln ::lU::l!A ::lllI"B ::lI
rod
anorzednooojjsp onmjnisonb "B onodsu
"BpU"Bq Ip "BI
'zaN
'B~lBUl::ll
ormuosarddar
an
opom
!P 1i?F:)OPA Bun
'J,EHP
·(QOZ:L
·.i£HP a[uullas !:lP orncds (q) a upUO,P UUll0.-l
(v)
Oi:" L "J!.:I
.'3y)
::lUO~Znp~l "BW!S::lP::lW ::llU::lSUO:)
. . nznonbaij
::lI"Bu'3::lSI::lP "B1JI:JIp
U"Bd ouorzrqnpour
ut
I::lP ::lUOIZUllS::l,I
-uroo
oiumrod
::l
"Bll::lP _!'_ "B
E
"Bq 'VOZ· L .'3y II ·)POP
::lI"Bu'3::lS
oUO:)SUOA"Bj '-
opour
::l
+
!UO~ZB!l"BA ::lllBP BIS ::lIlBU1::ll !UO!Z"BU!q
::lI0'3U!S ::lll"BP "B~S::llBU!Wl::ll::lP 'mO!Z!SU"Bll
onuuuoo
::lI ::l unuuuoo
::lU::l!Aopow
oiuouoduroo
IBl UI ·(::lIBnHB opow
::lU::l~Aoroz B ::lIBn'3n
o< 0
fI
BIS
rsjndun
"B1I"BOU~S aqo
"BPUO:)::lS B -
::lUO~ZBU~qWO:) B:Jmn,un
BI BlB~W!P
{! 0lnU::llUBW
~ ::llU::lllO:J BWWOS
0> oiuouraxniodsu
-amquroo
"BWWOS "BIPP oU'3::lS
BI os)
'oiuapooard ::lUOIZ rnru Ip "BWWOS
11'3
opom
II 0
+
opow
"Bl"BP ::lU::l~A~UO~Z"B~:)OSS"B ~::lS
ourud ::lIl::ld ::lllU::lW ·BA!l"B'3::lU::l "Blinu '"BAIlISod ·::lUOISU::llIp 0ll::lAIf un ciuourasrucdsu OUB:)!P .-u~ - ::l 0 '+ ::lAOP 't L ·qEl ~ onnuosarddur auroqos 01 opuooos '~lBUl::ll Ifoqw~s ~p ::lUl::ll B ornanb ~p rddnrf OPUBI:)OSS"B ::lU::l~HO IS OlB:)YIPO:) ::lIBu'3::lS fI ::lq:) ::ll"B:)~PU! "B f! ~WJd I:)~UOj::lPl nnoisrs !::lU oiuauqadrouud OlBzZ!I~ln ~ J,EHP ::l:)~po:) II orramq
::llj~:)
"BlS ::lWOU ons
lE817 8:J!POJ 6"E"L
1010ll1lO000
-,4i-
::ml!Ulq ;ll]l:-l lp l!zu:mb;lS ;llu;ln'i!;ls BI nplJlpO:-l ;lq:-l oraz ;lIBu'i!;lSun lp BPUO,p BUllO] BI ;llBUlUll;ll;la ·)POP ::lH::lWW"B OlHZ BpUBq
Ip
::l:)~p0:)
pp
:lUO!Z"BllS::lJ
II ·(Q6rL
ouorzndnooojjop
.'3y)
.rod
ZlIN
OlU::lWBZZ::l~p
'3UIfqWBlJS
::lI"Bu'3::lSPP
oiuouoduroo
Ip "BlISS::l:)::lU::l anuuuoo "BIpnb
::llU::ln'3::lSuo:) uoo
"B ouodsu OlB:)YIPO:) ::lIBu'3::lS pp 'Bll!:) ~p
nzuonbaq
BliB
onodsu
~ I
_**,_ Huenza
Codificadi linea in banda base
173
Supponendo che il codificatore parta, all'accensione, dal modo +. determinare la forma d'onda di un segnale 4B3T che codifichi la seguente sequenza di cifre binarie: 0000111101011110. Conoscendo la frequenza di cifra del segnale NRZ, pari a 140 Mbit/s, determinare l'occupazione di banda del segnale 4B3T limitando la banda 3 stessa ai 4" del primo lobo della spettro. Risposta: BWs = 78,75 MHz
7.3.10 Codice MS43 e sta inarie - mprime tato il dalla ternari
Al fine di ridurre il valore della somma corrente limitando cosi Ie basse frequenze della spettro, nonche per avere sequenze che facilitassero il recupero della sincronizzazione, e stato sviluppato il codice MS43 (Monitoring State 43), anch'esso appartenente alia famiglia 4B3T. II codice MS43 (si legge quattro-tre) prevede, in luogo dei due modi del 4B3T, quattro stati (vedi tab. 7.2) che si alternano in relazione alla somma della combinazione ternaria corrente secondo il diagramma di transizione rappresentato in fig. 7.21. Si immagini ad esempio di codificare, partendo dallo stato 1, la sequenza 0000 con la terna + + +; poiche dal diagramma di transizione alla somma + 3 corrisponde il passaggio allo stato 4, la successiva sequenza deve essere codificata secondo una delle associazioni della stato 4.
Tab. 7.2
Associazione tra simboli binari e ternari nel codice MS43. 0
0
>
Quadribit 0000 0001 0010 0100 1000 0011
oioi 1001 1010 1100 0110 1110 1101 lOll 0111 1111
-**,:-
Fig. 7.21 Diagramma di transizione del codice MS43.
Stato I +++ ++0 +0+ 0++ +-+ 0-+ -0+ 00+ 0+0 +00 -+0 +-0 +00+-++ ++-
'"
.~
E E
0'" ~U ojU
o:
(fJ",
0
+3 +2 +2 +2 +1 0 0 +1 +1 +1 0 0 0 0 +1 +1
~" 4 3 3 3 2 I 1 2 2 2 I 1 1 1 2 2
Stato 2 -+000-0 -00 +-+ 0-+ -0+ 00+ 0+0 +00 -+0 +-0 +00+-++ +--
'"E
> .~
E
0'" ~u ojU
(fJ
(/)'"
-1 -I -1 -I +1 0 0 +1 +1 +1 0 0 0 0 +1 -1
I 1 1 I 3 2 2 3 3 3 2 2 2
0
~"
2 3 I
0
Stato 3
oj
E
E 0
(fJ
-+000-0 -00 +-+ O~+ -0+ 00+ 0+0 +00 -+0 +-0 +00+-++ +--
-I
-1 -1 -1 +1 0 0 +1 +1 +1 0 0 0 0 +1 -1
.~ 0'" ~U ojU ~::> (/)'"
2 2 2 2 4 3 3 4 4 4 3 3 3 3 4 2
0
Stato 4 -+000-0 -00 ---
0-+ -0+ --0 -00--+0 +-0 +00+--+ +--
oj
a
.~
'"
E
0'" ~U ojU
(/)
(fJ",
0
-1 -1 -1 -I -3 0 0 -2
-2 -2 0 0 0 0 -I -I
~" 3 3 3 3 I 4 4' 2 2 2 4 4 4 4 3 3
Supponendo che 11 codificatore parta, all'accensione, dallo state 1, determinare la forma d'onda di un segnale MS43 che codifichi la seguente sequenza di cifre binarie: 0000111101011110
HIlP
ZHW £'S;P = sMH :v1sods!}! °Olll;)dS OIT;)Poqol ounrd IB BSS;)lS BpUBq BI opmnnUlI HPH£ ;)IBu'il;)SIdP nprraq Ip ;)UOIZBdn:x)O,1;)lB~Wl;)l;)P 'S/llqW 17£ B !JBd 'O!JB~'il!JO ;)IBu'il;)S IdP BlJI:l lP aznonbaq BI 0PU;):lsou0:J °l1lTOlO11110000 :;)IlBUIq ;)1]~:lIp ezuonbos ;)lU;)n'il;)SBI rrpIJlpO:l ;)lP HPH£ ;)IBu'il;)Sun Ip BPUO,p BUllO] BI ;)lBUIWl;)l;)P '1 OlB1S OIlBP ';)UOISU;):l:lB,ITB 'BllBd ;)101B:lIJIPO:lII ;)q:l opuouoddng
.'41-
LlT!I(;
I
ZlI
Z OIVIS
1?jUVdS1G
OOTO
TOOO
zz-
TOTO
0
O[TO
0
TOOl
0
OTOI
0
OOOI
zz-
0[00
z+ z+ 0 0 0 0
z+ z+ 1?1!Avds!G
TOll 1110 OlOl lOOT OTIO 10TO OTTT 110T
111 Oll lOl OOT TlO 010 TOO 000
I OlDIS l1ql.lL
IlPIl£
ZlIN
°BnU!l ;)IBU~;)S ;)rq!S!A
bu ldN S ;)q:JUB B:J!rddB :J ;)q:JUB °qBl
uI
°I ;) 0 ;)IJI:J ;)I rod nsoddo !rPMI ;)np ;)IBz'Z!IIln !P onud B 'olInu O!P;)UJ ;)lOIBA B ;) IUO!'Z!SUBIl Ip O:J:JU ;)IBU~;)S un OlBI;)U;)~ ~ opoUJ IBl uI °1 01B1S oilB BSSBd IS Z - ~ Z 01B1S OII;)U BSS;)UJ;) nzuonbos BII;)P l?l!IBds!p BI ;)S 01B1S OIlB BSSBd IS Z I 01B1S OIl;)U BSS;)UJ;) nzuonbos BIPP l?lUBdslP BI ;)S 0 I ;)IBnHB 01B1S oI 0lnU;)lUBUJ ;)U;)!A 0 ~ BSS;)UJ;) nzuonbos BIPP l?lUBds!p BI ;)S :;)lU;)n~;)S BI ~ !lB1S ;)np ! BIl ;)UO!ZISUBIl !P BIO~;)I Bl Z l?l!lBdsIP UO:J onrouraxniodsu 01B1S OIl;)U ;J I 01B1S 01I;JU HP ozuonbos ;JSI;JA!P ;)lB!:JOSSB ouos H£ ozucnbcs 9U;)UBUJ!I ;JIN °0 ~ 'ozuonbos qBl !P flUBdslP BI OI;JAAO '0 ;)I]P !P OI;JUJnu {! OU;JUJ I ;JI]I:J !P OI;JUJnu I! ~Z OlB1S 01I;JU BIS 1 OlB1S 0Il;JU BIS ozuonbos ;JUJIS;Jp;JUJ ;JI ;J1B!:JOSSBOUOS qEI1U;):J H£ ozuonbos ornanb ;JIlB 'ct. °qBl m 01B1U;JS;JlddBI ;JUJO;) °(1100 - 0011 - 0000 - IT IT ozuonbos ;JI ;J1BPB:JS ouos) l!q ornnnb !P !{!q!ssod ozuonbos 91 ;J1I;JP Bzzq!ln ;JIp !l;JqBJIB ;Jnp B ;J:JlPO:J un ~ HPH£ ;):JlPO:J II O;)JOHBj OSS;J1SoIPP B1Bdm:J0 BpUBq
+~
'z
°z - ;) +
'z
'z
zt
BIPP OlU;)UJ;JJ:JUI ;J1U;Jn~;JSuo:J
uoo
W
'OIlBm~!IO
;JIBU~;JS PP BII;)nb B
ouodsu u
;JIOHB] un !P
;)IO!~~BUJ ~ OlB:JYlP0:J ;JIBU~;)S PP BlJ!:J !P eznonban BI 'OllUO:J l;Jd °OIH;Jds oIPP BmlBUJo~BS BIPP IUy !B ;JAI:JOU 0 !UorZIsuBll Ip oxud IUO!ZBll!qruO:J ;JI cum ;J1BPB:JS ;JI;JSS;J ounssod ;Jq:J !S BJ 'O!lBU!~!lO ;JIBU~;JS PP !UO!ZBU!qruO:J wZ ;JIPP ;JlO1~~BUJ Ol;JUJnu U! 'OlB:JY!P0:J ;JIBU~;JS II rod !UO!ZBUIqUJO:J !P fllrqIUods!p Bl °!l;JqBJIB ;Jnp B 9 ;J:J!PO:J {! ;Jq:J ;J:J!P !S czuapuodsuroo !P ;JIl;JqBl ;Jnp OU01S!S;J ;J:J;)AU! opusnb ~Ol;JqB]IB 0IoS un B 9 ;):JlPO:J II ;Jq:J ;J:JlP !S HU ;JII;)nb ;J HW ozuanbos ;)I Bll B:JoAIUnrq ezuapuodsuroo BIOS Bun Bp B1BZZ!IB;Jl 9 ;JUO!ZB!:JOSSBB1S;Jnb ;JS ow < U UO:J 'OlB:JYlP0:J ossnu pu l!q U !P ozucnbos UO:J O!lBU!~!IO ossnu PP l!q W !P ozucnbos Ip ;JUO!ZB!:JOSSB;J1UB!p;JUJ ;JU;JIHO IS HUHW ;JIBU~;JS II o;JIBU~;JS I;JP tmunuoo ;J1U;JuodUJo:J BI ;)IBIInUUB 'ISB:J 9Ioru m ';) :>pop PP ;)UO!ZBllS;J,IlB ;)IlBSS;J:J;)U ;)q:J!lSU;)HBlB:J ;JI ;Jl;JU;JHO !P ;)uy IB '£-llW 0 Z"}IN !IBU~;JS !P ;JlBll!ITITI;Jld B:JyrpO:J Bun 'qB:JOI ;)IP!lBUJJO]UI Il;JI ;JIFlU 0 B:JIllO Blqg U! !UJ;J1SISI;JU !lBZZ!I!ln 'HUHW !:J!PO:J I
.z
~ [8H9
-
[9H~ e,Ipu ;)Il;)U
mpIB
OUBl;Jdo
;)IHO
Codifica di linea in banda base
175
Oltre al 3B4B, i codici mBnB realmente utilizzati sono: eerano
stiche a del flusso zrone
;i dice aenza gnale i che della ggiore
-
e un codice a un solo alfabeto impiegato in combinazione con la codifica MLT-3 nelle reti informatiche locali. Ammette componente continua, rna la cosa non e rilevante nelI'ambito di utilizzo. 5B6B: e un codice a due alfabeti del tutto analogo al 3B4B, rispetto al quale ha un 4B5B:
fattore di incremento di banda minore (~
e
6B8B: un codice a un solo alfabeto con componente continua nulla, ottenuto utilizzando 64 sequenze di 8 bit a disparita nulla.
'**I!'.
della
tone to 10 allo 1. In
Conoscendo la frequenza di cifra del segnale originario, pari a 100 Mbit/s, determinare I'occupazione di banda del segnale 4B5B + MLT-3 limitando la banda stessa al primo lobo della spettro. Risposta: BWs = 62,5 MHz
In tab. 7.4 sono riassunte Ie caratteristiche principali dei codici sin qui esaminati. Osserviamo anche che Ie caratteristiche essenziali dello spettro dei segnali studiati possono essere ricavate applicando la DFT su forme d'onda costituite da sequenze elementari del codice in esame, anche se in alcuni casi tali caratteristiche dipendono dalla particolare forma d'onda immessa. Nel riquadro sottostante, il primo spettro MLT-3 non presenta componente continua, ben visibile invece nel secondo spettro relativo allo stesso tipo di segnale; anche nel caso del segnale 2BIQ, immettendo una diversa forma d'onda comparirebbe una componente continua. Tab. 7.4 Caratteristiche principali dei codici di linea. Codice
Estrazione clock
Componente continua
No(*)
Si
Si
No
No(*)
Si
2BNRZ
Si
No
2BNRZ
No(*)
No
BNRZ
HDB3
Si
No
BNRZ
CMI
Si
No
2BNRZ
MCMI
Si
Si
2BNRZ
MLT-3
No(*)
Si
"2BNRZ
Si
Si
2B1Q
No(*)
Si
4B3T
Si
No
NRZ mBnB (no 4B5B) + NRZ RZ Manchester - Bifase diff. AMI
4B5B +MLT-3
re la arie: pari anda
contro ~}
MS43
Si
No
occupat:'
B~=
BNRZ
1
11 -BNRZ
m
1
5
8BNRZ 1 "2BNRZ
3
4BNRZ 3
4BNRZ
I
* Si intende che non consente la sincronizzazione se non con tecniche di scrambling, inserimento ciclico di sequenze di sincronizzazione 0 ricodifica mBnB.
•
tI
epuo,peWJO.::J
(, (ZH~) J, )laqElx ([Ju:: JU::- 17 JU::-]) S::XE ((N/ili~d)sqE'J)~Old (Sl'<:::'6)~oldqns ( ,J.£817 , ) laqE1A (, (SW) ~,)laqElx ( rz °1 <::: °1- JU:: JU::-]) S::XE (A'~)~Old (Ll'<:::'6)~Oldqns 1 (A)~H=d IT-= ( EV : z z ) A IT=(1<::::l)A 1 (N' 1) so.:raZ=A J,E817% ( [Ju:: JU::- 17 JU::-] )S::XE ((N/J.~d)sqE'J)~Old (91'<:::'6)~Oldqns (,018<::: ,)laqE1A ( tz °1 <::: °1- JU:: JU::-]) S::XE (A'~)~Old (Sl'<:::'6)~Oldqns 1 (A)~H=d 1Ul=(SG1:96)A 1 U 1-= (96 :S9 )A 11=(179:££)A 11-=(<:::£:1)A 1 (N' 1) so.:raZ=A 018<:::% ([Ju:: JU::- 17 JU::-]) S::XE ( (N/J.~d)sqE'J)~Old (17l'2:'6)~oldqns (, (<:::) £-J.'IW,)laqE1A ([2:°1 2:°1- JU:: JU::-] )S::XE (A'~)~Old (U '2:'6) ~oldqns 1 (A)~H=d 1 1-= (S S : £L ) A 10=(U:LS)A 11=(9S:6)A 10=(S:1)A (2:)£-J.'IW% (DU:: JU::- 17 JU::-] )S::XE ((N/J.~d)SqE'J)~Old (2:1'2:'6)~Oldqns (,£-J.'IW,)laqE1A ([<:::°1 <:::°1JU:: JU::-] )S::XE (A'~)~Old (n'2:'6 )~oldqns 1 (A)~H=d IT-= (9 S :TV) A 10=(017:S<:::)A IT=(VC;:6)A 10= (S: 1) A £-J.'IW% ([JU:: JU::- 17 JU::-]) S::XE ((N/J.~d)SqE'J)~Old
(01'2:'6)~Oldqns ( , UN, ) laqE1A
([2:°1 <:::°1JU:: JU::-] )s::xe (A'~)~old (6'2:'6)~Oldqns 1 (A)~H=d IT-= (172::L 1) A 10=(91:6)A 11=(S:1)A IW'ii'% ([JU:: JU::- 17 JU::-])s::xe ((N/J.~d)sqe'J)~old (S'2:'6)~oldqns (,IWJ-oQJUeW,)laqelA ([2:°1 <:::°1JU:: JU::-.J)s::xe (A'~)~Old (L'<:::'6)~Oldqns 1 (A)~H=d 11=(91:6)A 11-=(S:1)A IWJ-lI3:J.S3:HJN'iW% ( DU:: JU::- 17 JU::-] )s::xe ((N/J.~d)sqe'J)~Old (9'2:'6)~Oldqns (,ZlI,)laqelA ( tz °1 2:°1- JU:: JU::-] )s t xs (A'~):)old (S'2:'6):)°ldqns 1 (A):)H=d 10=(91:6)A ZlI% (,J.dO,)ann ([JU:: JU::- 17 JU::-] )s::xe ((N/ili~d)sqe'J):)Old (17'2:'6):)°ldqns (,ZlIN,)laqelA ( [2:°1 2:°1- JU:: JU::-] )srxe (A':)):)°ld (£'2:'6)~Oldqns 1 (A):)H=d 11=(91:1)A 1 (N' 1) so.:raZ=A ZlIN% (,epuo,p ew.:r0d,)al:):::) ( ,~JolJ , ) laqelA ([<:::°1 2:°1- JU:: JU::-] )s::xe (~J'~):)old (1 '2:'6):)oldqns 1 (179:1)~J=(S2:1:S9)~J 1 (<:::£:1)~J=i179:££)~J 1 (91:1)~J=(2:£:Ll)~J 10=(91:S)~J 11=(S:1)~J 1J./N~(N/(1-N:0))=J 1 (N'J.'o)aJedsu::l=~ 1S=J. 182:1=N
81eU~8S18POlU8WeneJl
9H
Codificadi linea in banda base
U
Dato un segnale digitale binario a frequenza di cifra h = 10 kbit/s, determina, limitando 10 spettro del segnale al primo lobo, l'occupazione di banda del segnale nel caso di codifica di linea AMI, Jtl)J'isG, CM!.
LJ
Dato un segnale digitale binario a frequenza di cifra fk = 10 kbit/s, determina l'effettiva frequenza di cifra sulla linea se il segnale e codificato in NRZ + 3B4B e NRZ+ 5B6B,
LJ
Lo scopo della codifica di linea
[TI
diminuire la frequenza di cifra del segnale. rend ere disponibile pili banda nel canale. adattare la banda del segnale a quella del canale. aumentare la frequenza di cifra del segnale. consentire la sincronizzazione dei terminali,
c:::u ~
DLl CD
LJ
e
quello di:
Un segnale codificato in Manchester viene generato con le seguenti regole:
[TI 0: livello basso; 1: segnale bipolare con transizione alto
, ~
c:::u u:::J DLl ~
U S
basso, 0: segnale bipolare con transizione basso -+ alto; 1: segnale bipolare con transizione alto -+ basso, 0: livello basso negativo; 1: livello alto positivo, 0: segnale bipolare con transizione alto -+ basso; 1: segnale bipolare in opposizione di fase con il precedente. 0: segnale bipolare con transizione alto -+ basso; 1: segnale bipolare con transizione basso -+ alto, -+
Completa Ie seguenti frasi,
e uella di elaborar il segnale, al fine di garantire l'adattamento tra la sua QCLV '.. ~ e a th"~Ja dis onibile A.J.L..•................. ~. su1 can a Ie, none h e' diI perme tt ere diI instaurare e m.~nLenere 1a ,~'t: e (I, , .... 1egge4: ~ 'F1va ~(Jf\I'Qd if bimane, ncevu . te que IIa con diIZlOneper cm. I'1"1 8(1S'.r po iI.:r. ore eIIe CIre con la stessa cadenza con la quale le riceve, b) Le operazioni di codifica di linea si suddividono in due categorie, utilizzate alternativamef}fMdeconda che il canale da attraversare sia di tipo passa-banda o f.A:-5~~~el primo caso la codifica di linea coincide con la hu\)\.1 ... del segnale; nel secondo caso il segnale numerico puo essere trasmesso senzq", essere ~A!.'.L:?, adottando un'opportuna codifica di linea '!"~ c) Le differenti tec ' he di codifica di linea in banda base sono denominate J) \." • { .......... ;' cce 0 ner, casi.. m cur, 1a co difica I rca jmteressii brevi revi dispositivi interni a uno stesso sistema, dove allora si parla di ""'<: _ , .. s. scopi generali perseguiti da tali codici sono i seguenti: favorire l'estrazione dal segnale del ClQ.61..... di ricezione, determinare un valore medio .IV'!."::W... . del segnale, adattare l'occupazione di banda del segnale alla banda passante del a) La funzione primaria della co-decodifica di linea
llv.3~
C
EA,'VptL!3 Completa il modello di fig, 1 di un sistema di trasmissione numerico, Informazione ,-----, I Codifica di s ?
Codifica di ?
S S: sorgente
D: destinatario
Codifica di ?
Decodifica di
?
---
Decodifica di ?
---
Decodifica di ?
-Fig. 1
~
~D
'llq
rp ;mOIZBZZIU01;)UIS BIPP
AD gIBU~gS PP
ojpnb
!P oscisa
OU::lUJ~
A[\_ 'l!q
ojpnb ~
BUJgNOld
::lIBU~::lSPP
II Iln;)SIQ
'Z~N oruods 0'1
nrduroo
BI ::llU::lSUO;)Z~N
I::lp OUf} ::lIBU~::lSII
Ip ::l1011::l un
°
iJ.liJa QUOS IUO!ZBUJ1::lJJBqU::ln~::lS gI
os
I °d'"
(p (J
0IOS
l!q Ip ::lUO!ZBZZ!UOnUIS BI::lS
'::lIBUB;) !P BC)!J!P0;) BUB BAISS::l;)C)ns~ B::lU!I Ip B;)!JIP0;) B'1 BI 0pUBAqOUJ iJSIV!
(iJ
!P gUOIZBZZIU01;)UIS
B::lUII lp ::l;)!P0;) PP
rp gUO!ZBZZ!UOnu!s
'::luo!znlqsos ::llB;)!r.1::lAond !S BlB;)!r.1::lA ~ uou
'Blsods!l
Z~
'l!q BI ::ll!1OABJ !P
~tK AD AD
A ~D
A~r
(q (v
B;)!PUI
I :
J J;))S;)4:lU13W
gjllllilgS (1)~
,
(j)H ~C'j))j:JOlJ I
...
I:
I
I
I
I
I
I
0 : 1 : T: 0 : 0 : I : I
t
I
I
I
I
gUO!ZBW10JUI
I
"t"8
~S~
(l11qy 'BgUlj)
osseq-esssd d[BUB;)
J
.
~ J{!i ,
Z~N
.
BdUT[!P
B:J!J!pmga
~,),"GJ" aleu)las lap oiueureuaij
8 'I
8.1
OF
Multiplazione< TOM
La multiplazione a divisione di tempo, in sigla TDM (Time Division Multiplexing), si basa sulla suddivisione del tempo disponibile per la trasmissione in intervalli parziali, e sull'as-segnazione ciclica di tali intervalli di tempo ai diversi segnali da inviare (fig. 8.1); i segnali multiplati sono definiti canali e il segnale ottenuto mediante la multiplazione e definito segnale multicanale 0 piu semplicemente multiplo. Si noti che la tecnica TDM prevede la multiplazione e demultiplazione dei vari segnali in tempo reale, in modo tale che ogni singolo segnale sia ricevuto praticamente contemporaneamente alIa trasmissione. II sistema, se applicato a segnali analogici, si basa sui fatto che non e necessario trasmettere il valore di un singolo segnale in tutti gli istanti di tempo, essendo sufficiente l'invio di un certo numero di valori al secondo, campionati con frequenza opportuna, ovvero nel rispetto del teorema di Shannon; grazie al teorema di Shannon esiste dunque un certo tempo libero tra un campione e l'altro, in cui e possibile trasmettere altri segnali, anch'essi campionati. La multiplazione TDM di segnali sorgenti di tipo analogico esiste in forma anch'essa analogica (TDM-PAM) e, in maniera molto piu diffusa, in forma digitale (TDM-PCM principalmente); nel caso di segnali dati evidentemente l'unica tecnica possibile e quella numerica. In linea del tutto generale, perche un sistema TDM possa funzionare correttamente sono richieste due condizioni: -
sincronismo tra apparato trasmittente e ricevente: la temporizzazione dell'apparato ricevente deve coincidere esattamente con quella dell'apparato trasmittente; allineamento tra apparato trasmittente e ricevente: l'apparato ricevente deve essere in grado di riconoscere nella struttura del segnale TDM l'ordine nel Quale sono trasmessi i diversi segnali.
,(') 1 ~egnale multicanale
Sll S2, S31 Sll S21 S3, Sl,
,
t
, ,,
H ,,
Segnale -Se nale 21 __ g . Segnale 3 __
MUX TDM Multiplazione
I,
"
Trasmissione
Mezzo trasrmssivo
~
Fig. 8.1 Principio generale della multiplazione TDM .
.
__ DEMUXTDM __ Demultiptazione __
Ricezione
...
-..
Segnale 1 Segnale2 Segnale3
V
£
Z
V
£
Z
V
·WVd-WG.l W Z·S .,1.:1
;lUOIZllld1lln
·!IBUB:J !gp oroumu IU glUgUlIBUO!ZlOdOld muauma g[BUU:JIB BlSg!IP!l BpUBq !P BZZgqillBI B[ g 'oduroi [ou glBU!:J!AAEl nrd ordures OUOilUgA!P !UO!ZBllBA gl 'qBUU:J !gp crournu 1! UlO:JUU 0PUBlUgWnB ~glBUilgS IgU glBAlgSUO:J orssso 19d nrddop BpUBq BUn OUOP;}!q:J!l gq:J !UO!ZB!lUA gU;}!lUO:J ';}Ul;}!SU! ons pu OlS!A 'WVd ;}IBUil;}s 1! 'HUUB:J ;}np opuouoursan ~(WVd g[Buil;}s [gp BpUBq nurtrd) ;}lUgillOS ;}[Buil;}s 1;}P B[pnb B rrad ;}lUBSSBd BpUBq Bun ;}lUg!:JWns ~ g1BUB:J O[OS un optranaursan ;}q:J !S ousodord g1Bl V ·!lU;}illOS !1BUil;}SI;}P ornods OIPP czuonbaq UUl!SSBUl B[ ~ Zj ;}AOP
rsuod
Zj·N=MH B ued arossa ;}Agp UUl!l[n,lSgnb oqo aransounp mU]U! g[!q!ssod g ·OA!SSIUlSUll ;}1BUB:J1B tnsorqou BpUBq !P BZz;}qillBI B[ gq:JUB BUl '!I!qB[d91nUl ![Buil;}s !P oroumu 1! BSlgAU! ouorzrodord U! BlU;}UlnB 'rsmdun !Ioilu!s !;}P BlBmp
BI opugnU!W!G
·sri
sz'zr
B OlBl;}P!SUO:J OSB:J pu
uud '~
;}lO[UA 1!
crarodns ond
uou
(OlU;}UlB;}unIB !P ;}[Buil;}s 1! opucrduroo N ;}AOp) ![BUU:J N !Iil;}p osjndun unosmo !P BlBlnp BI ;}lU;}UlglU;}P!Ag ·(OUlS!UODU!S !P glBUilgs PP BII;}nb B 010AB1 !P ezuonban audord B[ B!:JUBililB ;}lOl!A;}:J!l 1!) gUO!ZB:J!UnUlO:J Bl;}lU!,1 glUBmp ournjnisonb !P ;}UO!ZBZZ!U01:JU!SBI crcnour -rod !P ~q:JUOU ';}UO!Z;}:J!l !P oxmsodsrp [B IIBUilgs top gU!P10,IPP ;}[B!Z!U! OlUgUl!:JSOUO:J!l 1! gl!lU;}SUO:J !P B1pnb ~ ;}uo!zunJ 0101 B[ ~g[Buil;}s !P tspidun qilgp ulpnb !P ;}lo!ililBUI UZZg!dUlB,1 rod !1!q!nilu!lS!P 'OUlSIUO.l:JU!S a oJuaUlvau!1!V !p tstndun qil;}p BZUgS;}ld B[ !lOU !S ·sri !)Z1 = ".L OlU;}UlBUmdUIU:J !P opouod UO:J rpumb ;} ZH)( 8 UO:J ounosmo !lUUo!dUlB:J qBUU:J an !P ouorzejdnpnn BIIBP ;}luBl[nS!l ;}IBUilgs I! oraiuosarddar ~ l·8 ·ily UI ·!IBUB:J Pl1B pu !A1lBPl IS1ndUl! ;}l;}llgUlSBll rod WVd g[Buil;}s [op !A!SS;}:J:Jns !S[ndUI! gnp Ell oiuasaid oduroi !P 0nUAlglU!.[ OPUBzz!l!ln ouctuo !S g WV d odn !P unuotdureo !IBUil;}s ns nsaq !S BSSg ·!:J!UOPPl I[Builgs !B OlBSSBd pu BlU:l!lddB B:l!U:J~l Bun ~ B:J!il01UUB BUI10] U! WGl ;}UO!ZBld!llnUI U'l
=T
!P
OSt
Multiplazione
e commutazione
181
numerica
Un sistema TDM-PAM prevede in trasrnissione e in ricezione, rispettivamente, dispositivi di multiplazione e demultiplazione analogici (A-MUX e A-DEMUX), il cui indirizzamento puo essere pilotato, nell'ipotesi pili semplice, da un contat ore modulo N il cui clock sia pari a N is, dove Neil numero dei segnali e is e la loro frequenza di campionamento (fig. 8.3a); in ricezione deve essere previsto un circuito logico che resetti inizialmente il contatore in corrispondenza di un impulso di allineamento. II funzionamento di tali circuiti puo essere rappresentato, per analogia, come quello di selettori rotanti alla velocita di Is giri al secondo (fig. 8.3b). I segnali dal lato trasmissione devono essere preventivamente limitati in banda mediante filtraggio passa-basso, cosi come 10 stesso tipo di filtraggio deve essere applicato dal lato ricezione per ricostruire Ie forme d'onda originarie. I sistemi TDM-PAM essendo analogici comportano la medesima sensibilita a rumori e distorsioni dei sistemi FDM, rispetto ai quali richiedono identica larghezza di banda. Storicamente, in campo telefonico, i sistemi FDM hanno prevalso rispetto a quelli TDM-PAM, poiche la tecnologia non offriva dispositivi economicamente convenienti per realizzare i circuiti logici per ottenere Ie temporizzazioni necessarie. rna
trare
_tl:I.
8.1J
pensi gnale
-tl:'.
20 segnali telefonici sono campionati alia frequenza Is = 8 kHz e multiplati in un unico segnale TDM-PAM. Determinare il numero di impulsi al secondo del multiplo TDMPAM, la durata massima di ciascun impulso e la larghezza di banda richiesta al canale trasmissivo. Si vogliono multiplare in tecnica TDM-PAM tre segnali sinusoidali Ie cui frequenze sono II = 1 kHz, 12 = 3 kHz e 13 = 5 kHz. Dopo avere determinato un'idonea frequenza di campionamento, eseguire un grafico della forma d'onda del multiplo TDM-PAM in cui sia indicata numericamente la distanza temporale tra i singoli impulsi.
Fig. 8.3 (a) Schema a blocchi semplificato di un sistema TDM-PAM e (b) sua rappresentazione mediante rotori.
SegnaJe di
Allineamento
Segnale J --
a frequenza is
§-- Segnale 1 §-- Segnale 2 §-- Segnale 3
:::
SegnaJe 2 __ (a)
1-+--_ allineamento
----I
Segnale 3 __
§-§--
i-=Zl Filtro
Clock (4f,) --
~
AII;.,=,,,"
.)
SegnaleI_~
Campionatore trasrnissiop.e ~
-x
(b)
sseeggnnalalee23=l~~
~ _
s; ~
Distributore ricezione
passa-basso
• Allineamento
S,""', I
rl-tr-::-;:-fs-~o-iV-o:I--kl--'lo
C
~S',".e2
'----------I§-- Segnale 3
:N rod UlUJqd9Iow !IulT!il!IO !Iuuilgs top lfj Ulj!J !P czuanbarj uIIu !IUd ? uwqrn,lSgnb gqJ ;}IUWI;}jJUond !S 'ojdujnur ;}Iuuilgs I;}P Nlfj Ulj!J !P UZU;}nb;}IjuIIns OlU;}WUglT!IIU !P ozuanbos ;}IPP UZU;}P!JU!.{opunmosarj, ';}lUgAgJ!Iorareddajjap ;}UO!ZUZZ!UOIJU!S uI ;}IUInJ!SSU!P ;}uy IU eouqrp UJY!POJunmroddoun ;}I!qns ;}IlIOU!;}AgpgIuuuJ9Inw ;}IUuil;}sI! ~;}U!PIOOn;}IIOJ pu !Iuuil;}s !SIgA!P !;}P ;}UO!ZUld!l -jmnop uI ?O!J ;} ';}lU;}WWSUIlojpnb UOJ ;}lUgA;}J!IUW;}lS!SPP OlU;}WU;}UmU,I gI!lUUIUil !P ;}ug IU ';}IOl!A;}J!IIUP !pq!JSOUOJ!I !IUIOJ!lIUd ozuonbas gIPP ;}IUUUJ!lInw;}Iuuil;}spu ;}l!I;}SU! ;}lU;}WUJ!P!JOUU!Soqo O!IUSS;}J;}U ? '~'8 'ilg !P 9UJ!J!Idw;}s !wWUlilu!p !U On;}dS!I 'VlIU;}Iul
'UWUIl UI;}lU!,Un;}lU;}WUJ!P!Jgn;}WSUIl !S !n:J !P '!Idqrnw !Iuuil;}s !SS;}lS!SS;}QUOS!lU;}ilIOS!{uuil;}s! opuanb 'tnutui sed VUlV.l1 suotztndnmui ~N OS!A!P UWUIl uIPP uramp unu rred ? lOIs ;}wq I! ;}IlUgW ';}Iuldqrnw up !Iuuil;}s !gU UIOIUdmm !P aramp uIIu uad ? UWUIl nun !P Ulump UI ~10/S eun: o/VUV;) !p oduun !P 0llVa.lo1U! Ol!ug;}P ? UIOIUd UUn:JSU!J!P gUO!SS!WSUIlUIIU OlUU!lS;}Poduroi !P 0IIUAI;}lU!,I;}IlU;)W 'euau] VUlV.l1 onop ? glUld!lInw ;}IOIUd!P Ol;}IdWOJ0P!J un OSUJoisonb ul '(Q9'8 'ily) U!A IS OJ o OZI;}l PP UIOIUd nun 'OpUOJ;}SPP UIOIUd nun ';}IUuil;)s ourud PP (uq ouo ;}lU;}WUJ!dq)UIOIUdnun ;}lU;}WUJ!P!J;}n;}WSUIl!S opunnb 'tnomd .IOd momd euotztndsuruu ~(v~'8 'ily) U!A !SOJ ;} OZIgl PP l!q un 'OpUOJ;}SPP l!q un ';}Iuuil;}s 0Ul!Id PP uq un ;}lUgWUJ!P!J OpU;}n;}WSUIl;}U;}!AAU !Iuuil;}s T;}P OlU;}WUpJUP;}lUUopuenb 'nq .IOd 1!q suotzmdrumu -
°
°
UlUnn;}jJg ;}I;}SS;} ond UJ!I;}WnUWGl
:;}qJIUJgl qu;}nil;}s ;}I UOJ cuorzejdnmur uI OA9UJ!Iddu UlS!A!P oiund un uG
;)UOISSIUISlll~ ;JUOlZlljd!llnUl;)a
£ ;)jllU\l;)S 1: ;)[llU\l;)S
oououmjq wa~XIlW3a
H
OAISSfUlSllll OZZ;)W
II
;)UOlZlljdmnW
oououmjq r
1 ;)]1lu\l;)S
,-,
wa~xnw
,
£ ;)]1lu\l;JS
(
'"
,
'( '\1
1: ;)]1lu\l;)S
I
'< , ' ''- "" \1 ",,..
r
[ ;)jllU\l;)S
'll:Jll;)WnU wa~
ouorzejdujnm llj];)P ;)jlll;)U:J\l Oldl:JUlld
"OS °lJ!.:I
'W:Jd-WGl !W;}lS!S!P upud !S ;}AOP'!J!I;}WnU !J!UOPPl !W;}lS!S!gp odWUJ pu uq !S WGl UJ!UJ;}lUIPP OZZ!I!ln!P glUUAgI!I;}lUgWIUIOJ9IUdOSUJ Uf} 'gIuld!lInw up quuilgs !SI;}AIP!U glUgWUJ!P!J oluuil;}ssu ;}U;}!Aourmrcd ;}IP ';}UO!SS!WSUIluI rod gI!qIUods!p OA!SSgIdwOJ oduroi PP ;}UO!ZUljaun 0IOS !zzn!ln ;}IUuil;}s!uilo oqo IS Uj oisonb ~;}U!il!IOU! oradnooo 0n;}nb U ;}IOP;}jU!oduroi !P 0IIUAI;}lU!un ';}IuuuJqrnw ;}Iuuil;}sI;}U'otndnooo oisonb ;}qJ ;}IUlopow U! ;}IUIOdw;}lUlump uI ;}uopU;}Jnp!I ';}IUld!lInw up l{uuil;}s!;}P;}!IUU!q;}Ij!J ;}I;}JUA;)Pldpu ;}lS!SUOJUJ!IgWnU WGl ouotzejdnmur uIPP oseq !P O!dDU!Id II '9UgI;}WP ;}IgSSgouossod Ulj!J !P ozuanborj ;}I!lnloA;} md !WglS!S !;}U;}IlU;}W'(17'8 'ily) UI]!J !P nzuanbarj USS;}lSuI ouuuq ;}IUldmnw up !IUUUJ! 'OlUU!WUS;}mb VIUS;}qJ ';}J!{dwgs nrd OSUJ PN '!lU;)ilIOS!ssnu !;}P UJjTJ !P czucnbarj ;}IPP nunnos uIIu ;}Iuniln 0 gIo!ililuw gI;}SS;}ullns!I UljlJ !P szuonban mo uI 'gIUUUJ!lInw gIuuil;}s OJIUn un Ul IJU;}WnU !ssnu N ;}Iuilglililu.{pu ;}lS!SUOJsououmu WGl ouorzrqdnmur Ul
Multiplazione e commutazione numerica
183
unico
(a)
Segnale multicanale PCM-TDM
"("p
.:
PAl
n
I
I
n
PA2
1--- .. t
..
v/t)
(b)
""'~
PBI
.
,, ,
PB2
I
--- .. t
'O"'~ ata ~ndo via ente via
PCI
D
,
Segnale multicanale PCM-TDM
,
PBI
PAl
PCl
: PA2
, Time slot' Trama
PC2
-: ,,
..
L'occupazione di banda del segnale multicanale, pur dipendendo dalla codifica di linea adottata e dalla sagomatura della spettro mediante formatore in emissione, risulta proporzion ale alla sua frequenza di cifra e quindi aN, fk: [8.3]
-ifJ:fM
20 segnali numerici, a frequenza di cifra fk = 128 kbit/s, sono multiplati con tecnica TDM parola per parola, dove ogni parola e pari a otto bit. Considerando l'incidenza della parola di allineamento, determinare la frequenza di cifra del segnale TDM; sapendo che il segnale subisce una codifica di linea AMI determinare l'occupazione di banda 3 del segnale multicanale Iimitando la banda stessa ai 4 del primo lobo dello spettro. Risposta: BWs = 2,02 MHz
Nel caso di segnali sorgenti analogici, e in particolare per sistemi telefonici, il multiplo TDM-PCM parola per parola puo essere ottenuto e demultiplato con due differenti tecniche: dei .2]
-
dal lato trasmissione si realizza un multiplo TDM-PAM dei segnali in questione e 10 si digitalizza, dal lato ricezione si riconverte il segnale TDM-PCM in TDM-PAM e 10 si demultipla (fig. 8.6a); dallato trasmissione si digitalizzano singolarmente i diversi segnali e quindi si multiplano, dal lato ricezione si demultipla il segnale TDM-PCM e quindi si riconvertono in analogico i singoli segnali (fig. 8.6b).
Fig. 8.5 M ultiplazione TDM (a) bit per bit e (b) parola per parola.
UWUll !P U1J1:J!P UZU;)nb;}lJ
UWUll UIl;)P Ulump
_
:W:::)d-Wal ;}IUuu:J!llnw ;}luu'il;}S pu (z: Irq
~u.)= ~ 1
=:1
~SI
oiuoureuotdureo !P UZU;}nb;}lJ _
:l!q u ns !lU:J!J!Po:J ':m!'il!lO !P W;)d !IUU'il;)S!;}U (1 :!UO!ZUPl ;) ;}ZZ;}PUU1'ilnucnsos ;}l ;}lUnp!A!pU! ;}I!q!ssod ~ 'OlU;}WU;}UmU1p Ul01Ud UlPP OAISU;}ld -wO:J !lUld1llnw !Iuu'il;)s !P Ol;}WnU I! ;}UlO:J N 0PU;}U!PP 'Q9'8 ''ily UIlU OlU;}Ul!l;}]!l UO;) 'ou 0 orejdnjnur U!S OSlO:Jl;}d ons pu ;}q:J onUJ lUP cmcurciuopucdtpm v/o » ;}UO!Sl;}AUO:) ·WJd-WG.L nun ;)l!qns ;}A;)P O:)lUOPl;)l ;)IUU'il;}Sun 'U:)!l;}UlnU oiucurercun ouorzuntf !P ;}l;}l Ul OPU;}SS;) ;)JllUil;)S [;)P ~q:Jl;}d U!S 'OlSO:J osseq U alv ;}UO!Sl;}AUO:)!P !A!l!sods!p !I!q!uods!p U10 ouos ~q:)l;)d U!S auotzejdnjnurop ;) ;)UO!ZllW10j[P 'OP01;)Ul OPUO:J;}SI! ;)IUA;}ld ;)lU;}Ullunnv '!lu'il;}!dUl! !A!l!sods!p !;}P Vl1:J!UlOUO:J;};}lU;)n'il;)SUo:) ;)q:JlU:J;).L Ul ;} UZZ;)nUdUlO:J Ul rod 1:J!UOPPl !Ul;}lS!S !;}U OlUnOpU ;}lU;}UllU!Z!U!0lU1S ~ OP01;}Ul ounrd II
atv
9"S "JI.:I
'ossaq-essad oJ:)flj ;) vIa ;)lOI!11;)AUO:J 'OdIS 011S[il;)Japuorduro-j •• 'OSId OJ:)S!il;)l;)a;v ;;JJOlljl;)AUO:J 'HIS 'ossaq-assad oJ:)l!J;)pu;;JldwoJ • (q) ossuq -nssad
OJ:)l!t:!
W;)d
W;)d
WJd-WO.L XIlW
XIlW30
l
OIU;)WU:lUHlll 1l;)J;);)['(f
ossuq-ussudN
W;)d-WO.L O[d!l[nw
t
0IU;)UlU;)UHlV L_
-'
(v)
Oll[!t:!~
WVd-WO.L XIlW30
•
0IU:lWU:lUJ[[1l
W;)d-WO.L o[dlj[nw
U;)l:l;)!'(f
WYd-WOl, O[d[l[nw
Multiplazione
Mt):'Mt):,-
8.2
e commutazione
185
numerica
Si consideri un insieme di 32 segnali telefonici, tra cui il segnale di allineamento, multiplati in tecnica TDM-PCM. Con i dati noti relativi alia codifica PCM di un segnale telefonico determinare la durata del time slot e del singolo bit del segnale multiplo. Si consideri la multiplazione TDM-PCM parola per parola di due segnali, uno sinusoidale a frequenza f = 6 kHz e l'altro di tipo telefonico. Dopo aver determinato una idonea frequenza di campionamento e ipotizzando la codifica su 10 bit, eseguire un grafico in cui sia visibile la struttura della trama e siano indicati numericamente i suoi tempi caratteristici.
Sistemi telefonici TOM
Nel caso dei sistemi telefonici, i segnali elementari da multiplare sono flussi a 64 kbit/s derivanti dal campionamento del segnale analogico, con frequenza e periodo di campionamento pari rispettivamente a 8 kHz e 125 us, e dalla relativa codifica 10gPCM su otto bit. In tale ambito i segnali da multiplare sono definiti tributari. Ai fini delle tecniche da applicare risultano di fondamentale importanza le pro prieta di sincronizzazione relativa esistenti tra i tributari; a tale proposito due 0 pili tributari da multiplare vengono cosi denominati: -
-
-
plesiocroni, 0 asincroni, quando hanno la stessa frequenza di cifra nominale, rna la loro frequenza di cifra reale e diversa entro il limite stabilito dalle tolleranze (fig. 8.7a). Tale condizione si ha quando i segnali sono stati generati utilizzando per la temporizzazione segnali di clock indipendenti; sincroni, 0 mesocroni, quando i segnali hanno la stessa frequenza di cifra rna non la stessa fase (fig. 8.7b). Tali segnali sono generati con segnali di clock agganciati tra loro, e possono differire nella fase per via dei diversi percorsi seguiti nel giungere al multiplatore; isocroni, 0 allineati, quando hanno la stessa frequenza di cifra e la stessa fase (fig. 8.7c).
Le condizioni necessarie per multiplare N tributari asincroni 0 sincroni sono: portare i tributari da multiplare alla stessa frequenza (se non 10 sono gia); portare in fase i bit di tali tributari.
o m (a)
A second a delle caratteristiche di sincronizzazione dei tributari, si distinguono le seguenti tecniche di multiplazione: -
tecniche sincrone, per tributari allineati o smcrom; tecniche asincrone, per tributari asincroni.
Fig. 8.7 (a) Tributari asincroni; (b) tributari sincroni; (c) tributari allineati.
(b)
(c)
,
,, "
0
em t
..
[nID
'1?1!:Jvdv:Jvllv pv !ll;}P ouos oroirodns ;}UTPlO ~P ~ID;}lS~S~ ;}llU;}UI '1?n;mdv:J vssvq n !ll;}P ouos Twa ouorzejdnmur ~P ~UI;}lS~SI ';}UO~ZB[BUil;}sBIlB OlBU~lS;}PBUIIOU ~P 9 ;}IBUB:)un ;}lP OnB] IBp 'TWa !UI;}lS!S!;}P OSB:)pu '~q:)uou rrmnqui !;}P ;}UO!ZBZZ!U01:)U~S BIlB ;} BUIBll !P OlU;}UIB;}UmB,IlB!lBSS;}:);}Ul!q ~;}P OlU;}UI!l;}SU~,IIBPopuodrp orsonb ~~lBlnq!ll !;}P Bl]~:) !P czuonbcrj ;}IPP BWWOS BIlB orouodns B~S BIF.:) ~P Bzu;}nb;}l] BI ~SB:)! mru u~ ;}UIO:)90U !S '1'8 'qBl u~ !lB:)!PU! !:)~q:)lBl;}il qpAq oruanb ! ;}P;}A;}ldB;}dOJn;} Had B~q:)lBl;}il B'1 '!lBIBddB ~[il;}p ;}UO~ZBZZTU01:)~S B11;}d B1B10:)91B BJnnnJ1S Bun ;}lBZZqB;}l oqo oisonmd uorejdujnur ! rod BSS;}ldUIO:)t_l~dB:)~U:);}lBun ;}lBZ~19n ;}lU;}TU;}AUO:) ouuciu !S Bzu;}nil;}suo:) !P ~~Sl;}A~P;}UO!ZBlnUIUIO:)!P !POU an Olund-Olund !lu;}UIBil;}lIo:) ;}lBzzqB;}l rod B1Bil;}ldllI! BA~U;}A Wal ouotztqdnjnur BI ;} B:)~iloIBUB;}lU;}W[B!ZU;}SS;} aro B;}doJn;} ;}l;}l BI Had !UI;}lS!S !;}P oddnpxs olPP B:)od;},IlV '!lBlnq!ll ~;}P OlU;}UIB;}~IIB.J[B;}l;}P;}AAOld O!lBSS;}:);}U9 oiuanb U~ ouotzejdnmur B[ BSS;}ldUIo:) ntd ;}PU;}l ;}llU;}UI 'qBl;}U;}il ;}UO~ZBZZ~U01:)U!S ~P !1U;}lS!S ;}P;}~q:)!luou onranb U~ oior BII;}P BA!SS;}ldUIO:);}U09S;}il B[ B:)!mdw;}S BU01:)U!SBB:)~U:);}lBIPP OZZ!Eln,'1 '(OIl;}Aq opuooos !p BU01:)~S ;}UO!ZBld~l[nUIBI orod ;}IN!Ssod 9) BU01:)U~SBBIl;}nb 9 OUI!ld IB crouodns ;}UTPIOlp uorejdnjnur rep BlBZZ~I!lll auorzsjdnmur !P B:)!U:);}lB[ OA!lOUI onrtrd !P !Ipnb ;}l[OA B ;} ;}SBq OIl;}Aq PP qpnb ctnran ! ;}q:) OnB] IBp ;}UIOUons I! cpuord BUODOIS;}[d aIBl!il!p B!q:)lB1;}il B'1 Bp
';}lB[d9[nw
~!uol:)O~S;}ld OUOS 'O[PAq
oisonb rod
unmqtn
'lUOIZB:) -nmurooopi !P ;}1;}1BUl;}POUI ntd Bun ~P Vl!l!q!SS;}U;} BA!SS!UISBllVl!:)BdB:) !P ~UTUI1;}1 U~ ;}zu;}il!s;};}[ ;}lB]S~PPOSrad (60I'D '80L'D 'LOL'D ~UO!ZBPUBWO:):)Bl)886T I;}U IBp B1BZZ!PIBPUB1S'(ll{J.lV.la!H /vn3!a snouo.lt{Juls) HaS Blil~s U! 'VUO.IJU!Sa/vn2!p v!'£[:J.lv.la3-
r.uoo
~;}q:)!UO];}Plnar ;}[PU Wal ~U1;}lS~S!;}P ozz!llln.J -lBPUB1S '(ll[:J.lV.la!H /vn3!a !7
r.uoo
rod (WI'D ;}UO!ZBPUBUIO:):)Bl)U6T I;}U [BP B1BZZ!P snouo.ll[:Jo!sald) Had Blil~s u~ 'ououxnsnd alV1!3w V!l[:J.lv.la3 :;}~:)lBl;}il !lu;}nilas ;}I ado.mq UT ;}lBZZI[!ln ouos
;}lU;}UI[Bnnv
'~U01:)U~S !UI;}lS!S! !lBZZ!P -lBPUB1S !lB1S OUOS ;}lU;}UI;}lU;}:);}l nrd ;}11U;}UI';}U01:)U~SBcqonrooi ;}IPP oddnpxs O[ Ol~lOAB] ;}lU;}UIIB!~U~Bq ;}1!qBls ;} O:)TUn ;}UO~ZBZZ~UODU~S ~P euroisrs un ;}lBzzqB;}l !P Vl[O:)!WP B'1
r-------, 1 1____ 1----
1
1
1
: 1 1
'uno 08'17 olFlA!I DE
:----
----
'uec OZ [ Ol[:lA!l oZ XflW
XflW
tp
rp
S/llq)( t<)ll !lllUll:J
-ouorzejdnjnur !P
-
llIq:Jllll:ljj Ip Ol):l:JUO:J
S"S "'1.:1
')POP ~P Bzu;}nb;}l] BSS;}lSBIIB OU~10AB[q!llI!S ~lBIBddB qil tnru ;}U1~il;}l B oqo OpOUI U! ';}1;}1B[PU !lB!qUIB:)S ~IB1~il~p!IBUil;}S~BP oirenso ;}U;}~A;}UO~ZB[d -~l[nUI ~P ;}UO~ZB1SBUmSB!:) ~P )[:)0[:) E ~m U~ '!UO.l:JU!Sstueumnimu !30/o.lo ![3ap OpO]iJUi~«l;}lSBUI» Ol~U!PP )POP !P ;}IBUil;}Soonm B ';}lUB1S~rod ;}lUBlS~'!l~Al;}SSB I tnru !P )[:)Op !P ITBUil;}S! !m U~ 'otnun afVdpu!.Id 0!3010.lO,llap OP01aUlouos
!lBlnq~ll
.nuonsos ~POl;}U1onp ~;}P oun opuonxcs BlnU;}110 ;}l;}SS;} ond ;}UO!Z~pUO:);}[Bl '!lBlnq!11 ~;}P;}UO!ZBZZ!U01:)U!S B[PP BW;}[q01d I~ oisod 9 ~S ';}1;}1 BSS;}lS BIPP ;}Sl;}ATP!P;}S up nuatuoxord !IBUil;}s ;}lBId!lInUI B BA011 !S orouodns ;}lU;}UIB:)Tq:)lBl;}il;}UO~zBld!l[nU1Tp 0~PB1S oun ~q:)!Od '(8'8 'ily) ![BUB:) !P ciuoosaro B!A B!A 01;}UInU un 01;}SSBllOdsBll ;}q:) ~[Buil;}s ';}UO!zBId!l[nUI !P !PB1S ntd ;}lUB!paUI ';}l;}U;}l -10 rod ;}UO~zBld9InUI !P ;}~:)lBl;}il ;}[PP ;}l!UY;}P;}lB1S ouos ~:)~UOPPl wal !UI;}lS!S!;}N
98~
Multiplazione e commutazione numerica
ot-
Tab. 8.1 Livelli gerarchici PDH europei.
VIa
riore
Livello gerarchico
o il ndo
DMO (singolo segnale)
ono ulti~e
187
Numero di tributari
N umero di canali a 64 kbit/s multiplati
Frequenza di cifra
1 (nessuna multiplazione)
4
DM1 (sistemi a 2 Mbit/s)
30 DMO
DM2 (sistemi a 8 Mbit/s)
4 DM1
DM3 (sistemi a 34 Mbit/s)
4 DM2
4·120 =480
DM4 (sistemi a 140 Mbit/s)
4 DM3
4·480 = 1920
30 • ~
4·30 = 120 '
64
kbit/s
2,048 Mbit/s
b-ll
8,448 Mbit/s 34,368 Mbit/s
l
139,264 Mbit/s
DM = Dati Multipli Nota Sono stati sviluppati anche sistemi DM5 a 565 Mbit/s e DM6 a 2,5 Gbit/s, ottenuti rispettivamente dalla multiplazione di quattro tributari DM4 e DM5; in questi casi il segnale multiplato trasporta rispettivamente 7680 e 30720 canali PCM.
I segnali DM europei sono spesso indicati con la lettera E (E1, E2, ecc.), mentre i corrispettivi formati nordamericani, diversi per numero di canali e frequenze di cifra, sono indicati con la lettera T (Tl, T2, ecc.). In tab. 8.2 e riportato uno schema comparativo dei sistemi plesiocroni europeo, nordamericano e giapponese. ente
~ar-
Tab. 8.2 Gerarchie plesiocrone (solo livelli standardizzati). Europa
Giappone
Nord America
Livello
~M ata nze ni-
Numero canali
fk (Mbit/s)
ar-
f. (Mbit/s)
!no f:ZO
ede nto
~mi ta a che [)H
asi
sto ne ito tre
f. (Mbit/s)
2,048
30
1,544
24
1,544
2
8,448
4· 30= 120
6,312
4·24= 96
6,312
3
34,368
44,736
7·96 = 672
32,064
4
139,264
274,176
6·672 =4032
97,728
4·120=480 4·480= 1920
397,2
5
re, ~to
Numero canali
8.2.2
Numero canali 24 4·24=96 5·96=480 3·480= 1440 4'1440 = 5760
Multiplazione a bassa capacita
Un multiplatore a bassa capacita (DM1) multipla parola per parola 30 tributari fonici PCM a 64 kbit/s, generati localmente da codec temporizzati con 10 stesso clock (fig. 8.9a, dove si deve evidenziare il doppio sistema di multiplazione e demultiplazione per i due versi di trasmissione); poiche i tributari risultano allineati, la multiplazione e di tipo sincrono. II segnale multiplo generato comprende in realta 32 canali a 64 kbit/s, per l'inserzione del ...... canale di allineamento, al time slot 0 della trama, e di un canale destmatb alIa segnalazione, al time slot 16 della trama (fig. 8.9b). La struttura della trama e pertanto quella rappresentata in fig. 8.9c, dove si evidenzia l'inserimento delle parole di allineamento A per Ie trame pari e B per Ie trame dispari. La durata della tram a e pari al periodo di campionamento dei singoli segnali e vale
1', = 125 IlS, mentre il time slQt ha la durata IT = 132; = 3,91 IlS; la frequenza di cifra di trama
e
multiplo
=~. 64Vg/s = 2,048 Mbit/s e la durata di ciascun bit del segnale
pari a
fkM
e
= _1,1 = 488 ns.
TbitM
kM
I,
usdstp
RUm1.L
~'-------------------~------------------"----------------~ sri ~1I
: su 8817 , !
, SfllCJW 817O'Z
L=---~·
,I
" ____"II"'_
" " "
"TWa EWEll EIPP EmHnJlS (:J) ~lwa XI1W PP OSS~lgU!,P IIEug~s (q) ~!lElnqlll I~P OlU~WE~UlJIV (17)
6·S .,1.:1 (:J)
~,.,:
_____ ~r'-~I_+-'L-[_r-~-[~'-~-[+_--."-"--+_"L-[_rL-'L-[+_91-L-[+_"L_[_r--""-"~lr'-~-[~I-'L-l~:~i-Oll~rZ I T I a Of I ."" I L T I 9 T I ~ I ~I I """ Z. T , V
I
"tieJ
"tieJ
"tieJ
"URJ
"URJ
'§
"URJ
"ueJ
: "tieJ :
OIU
I
Of
"tieJ
WJd'IRU;3
(q)
o
t ospoo :;) :tI
ll:lIUO]
Ii
W:Jd-WGL
xru-mc
(17)
ouran ~oUl
:\II:
UO!ZBI
" '
IllllnQPL
eo PN
!lu~urllll
oiuorn
eu~as 88"):
Multiplazione
e commutazione
189
numerica
Segnalazione
Nel caso di segnalazione associata al canale, utilizzata per esempio nei multiplatori di utente nella rete di distribuzione (vedi vol. 1, par. 12.2.4), il canale 16 trasporta la segnalazione associata ai 30 canali fonici multiplati. La soluzione adottata e quella di inserire in ogni trama un ottetto che porta la segnalazione relativa a due canali; in tal modo 15 trame completano un cicIo di segnalazione inviando quattro bit per ciascuno dei 30 can ali trasmessi. Per specificare l'ordine dei canali ai quali e associata la segnalazione, anche per quest' ultima e prevista una parola di allineamento inviata per ogni cicIo di segnalazione; da cio ne consegue una struttura organizzativa superiore alla trama, denominata multitrama, formata complessivamente da 15 + 1 = 16 trame (fig. 8.10). Poiche una multitrama ha la durata pari a 16·125 us = 2 ms, ne consegue una velocita di segnalazione, per ciascun 4
canale, pari a -= 2 kbit/s. L'ordine in cui si sussegue la segnalazione e il seguente: 2 ms parola di allineamento della multitrama, segnalazione can ali 1 e 16, segnalazione canali 2 e 17, ecc. Nel caso di segnalazione a canale comune, il canale 16 puo essere utilizzato come canale di comunicazione a 64 kbit/s per il trasferimento della segnalazione relativa sia ai canali fonici della stessa trama, sia a canali fonici di altri flussi che collegano Ie centrali. Se in un flusso TDM il canale 16 non trasporta la segnalazione, esso viene impiegato come canale fonico e in questo caso un segnale DM1 trasporta 31 can ali fonici. Si noti che nel caso di segnalazione a canale comune non esiste la struttura di multitrama. Allineamento
Le parole di allineamento A e B, inserite rispettivamente nelle trame pari e in queUe dispari del segnale multiplo, sono Ie seguenti: -
x,
A: 0 0 1 10 1 1 B: XlI S1 X 2 X 3 X 4 X
5
X6
II flusso dei bit Xl viene utilizzato per la rilevazione degli errori mediante codice CRC a 4 bit applicato a gruppi di otto trame; se gli errori rilevati in ricezione superano una certa soglia il sistema si pone in state di allarme. II bit S 1 viene utilizzato per segnalare uno state di aUarme del sistema dovuto a non aUineamento 0 ad altre cause, mentre i bit X 2 -X 6 sono liberi e possono essere utilizzati dal gestore per usi interni. Quando si rivelano Fig. 8.10 Struttura :Segnalaz.: Segnalaz.' : canale 8 :canale 23:
Parola di alii neamento
i
1111111 .___...: :..-
3,9
us
1'Fa :: I'r;o 1-+----1:-+---+--1 ,
1~6 ",/
,,
--: 125:-: Ils :
I
I
I II ~:
ITo
I I I
della multitrarna.
j
:~3!9J.ls
::
IT30
1-+ -- -+1- ---+--I ,
1~6 , ,, , ---...:125:~ IJ.s : T,
2 ms Multitrama
I
'
I
I
I
I
I
I
I
[PN
J!P uO:) ddu
~
~:) !P
zwa
'Tr8
1lUl1l1.L
~1-1 ~I--+-------------- I I I
smQW 81717'8
S/l~q:lj8ZI =
'1 :VJsodsm 'BUOl:Jms
BUIBll BII:lU omosard
''By u~
OIZIAl:lS~p :lIBUB:JPP B1JI:J~P nzuanbarj
OlB:J!pm ? :llOIBA mo II 'BU01:JUTS zwa
BI :llBU~UI1:ll:la
tlUIB1l BIPP B1Bmp BI :llBAB:J~
S/llqW
[P'8]
.
UI '(91 ~~IS;)
8PP'8 = 8PO'Z'P'
IS
I
-1:11-:1:11-
·tlU01:JUlS lWa auran tllPP amnnng
. n·s·JI.:I
ns; = 8'IJ 8ZS;
U ired ? ojdnjnnr
SllP!Od '(11'8 'lJg) o~lulnq!ll !P l!q ZIS; ~UlJO ~l!I;)SU~ 'O~Z!AI
'
~ mo
eau!I !P e::>!J!poJ
i7TTTl n (I:
1POld ssnu
F !P
soons ~S~
'OnUS
IlOIl;)
061:
Multiplazione e commutazione numerica
errori
mento. t della isorio; parol a
miette
re, in anaIi, ) a 1, .itore. irnate
~ una basse ierire .sono mato
8, in Ease) cifra a di ! cui uche I
., la
8.4J 1. 1M2
191
L'inserimento dei bit di allineamento e di servizio comporta che i tributari devono essere letti con una temporizzazione diversa da quella con la quale Ie diverse cifre binarie si affacciano all'ingresso del multiplatore; infatti, per ogni tributario, nel tempo in cui si succedono uniformemente 64 bit deve essere introdotta una sequenza iniziale di due cicli di multiplazione a cui segue la lettura ciclica dei 64 bit. Con un'analogia, e come se in un flusso di 10 automobili al minuto equispaziate se ne dovesse inserire una al minuto per produrre un flusso equispaziato a 11 automobili al minuto. Tale inconveniente viene risolto utilizzando per ciascun tributario una memoria tampone detta anche memoria elastica, la cui funzione e quella di memorizzare, mediante un registro a scorrimento, un certo numero di cifre binarie del tributario, in modo tale che il multiplatore possa leggerie negli istanti appropriati (in pratica si crea una piccola coda di attesa all'ingresso del multiplatore). Contemporaneamente a cia, la memoria tampone risolve anche il problema delle differenze di fase presenti tra i tributari.
8.2.4
Multiplazione ad alta capacita asincrona
Nella gerarchia PDH i multiplatori di ordine superiore al secondo livello, e anche- parte di questi ultimi, lavorano con tributari plesiocroni e pertanto impiegano la tecnica di multiplazione asincrona. In questo caso il multiplatore deve risolvere il problema della differente frequenza di cifra dei tributari, cosa che avviene mediante l'utilizzo di memorie tampone e di una particolare tecnica denominata pulse stuffing (riempimento con impulso) o giustificazione positiva. Nell'applicazione di tale tecnica il multiplo present a una tram a a struttura fissa sia in termini di durata sia di numero di bit; i bit dei tributari sono letti dalle memorie tampone con una' frequenza leggermente superiore a quella con cui scorrono nelle memorie stesse, e quando una memoria sta per svuotarsi, perche la frequenza di cifra del tributario e pili bassa rispetto alIa lettura, viene inserito nella trama un bit di riempimento che non ha alcun significato informativo. Naturalmente per riconoscere la presenza nella trama di un bit di stuffing si devono inserire nella trama stessa ulteriori bit che segnalino tale situazione; cia si realizza mediante il cosiddetto messaggio di stuffing MS. A titolo di esempio e raffigurata in fig. 8.12 la struttura della tram a DM2 asincrona (Ie strutture delle trame di ordine superiore sono del tutto analoghe). La trama, di durata complessiva pari a 100,38 !-IS, inizia con una sequenza di allineamento di 12 bit, dieci dei quali costituiscono la parol a di allineamento vera e propria, mentre due sono utilizzati come bit di servizio. A un certo punto della tram a e presente un gruppo di quattro bit S, alcuni dei quali sono effettivamente di stuffing, mentre altri sono normali bit di tributario; pertanto in ogni trama possono esserci 205 0 206 bit per ciascun tributario, a seconda che il relativo bit S sia ill stuffing 0 no. Affinche il demultiplatore riconosca l'una 0 l'altra situazione, e interposto nella trama, ripetuto tre volte per maggiore sicurezza, il messaggio di stuffing MS a quattro bit; se un certo bit del messaggio di stuffing e 1, significa che il relativo bit S e di stuffing, se invece e 0 il relativo bit S non e di stuffing (fig. 8.12). Fig. 8.12 Struttura della trama DM2 asincrona.
848 bit 100,3811s Sequenzadi .allineamento (12 bit)
200bitdi tributario
4 bit MS (1)
1100
208 bit di tributario
4 bit MS (2)
1100
208 bit iii tributario
4 bit MS (3)
4 bit S
204 bit di tributario
llOO
Bitoi stuffing
Bit norrnali
17WO llIUU~;)S
.is ~p ? osaq uI u~s .iscnb UI:)rod
z
S/l!QW B 01U;JSU!OSS:J
I
8/Z: XflW
L/l[QW
z B011B.I1S:l ossnltl
U8 XilW30
1-
l_j
'--
17£/8
8/17£ XflW30
xnw
I .. :ljU:l:Jsn s/l!qW 017T B ossnltl
---
017l/17£ XilW
17£/0171 XilW30
:ljUBl)[]:l s/l[qW 017[ B osSnt>I
'Had UW:llSISpu S/I!qW 017T U oun up S/l!qw z U ossng un !p :lUOIZUlIS3 f:JoS o'IJ
un ~ ouumqtn
~(£T8 'j3g) OlU;)wuj3;)IIO:)un ~p O~P;)Wl;)lU~oiund ojofims un oruosm 0 orrensa rod orouodns ;)U!PIO !P ossrqj I! onru
orejdnjnmu ;) orejdnjnurcp !P 'j3u!Jjnls osjnd PP U::l!U:);)luIIt:P ereumrraicp '1ll!SS;):);)U~(Z'8 'qt:l Jpqa) !{!q9ud
-wo:)U!
0101
an ~W;)lS!S!Sl;)A~PqlUJ~ OUOlS!S;):;)It:!PUOWOIpA!I t: ;)UO!zu:)g!un t:lU:)UUW:Ilunsst:!l !SO::l;)l;)SS;)ouossod Had
;)!q:)lt:l;)j3
;)IPP !It:d!:)U!ld Il!W!{ I
:Ullod~l
HaS/13NOS
O.lJUJS
;)WO:) UlI;)SII S/llq)j
96'6 = '1
rod
'Z1"8
OlEjJ;)ldUl! 9 oun
qEp ;)UO!SSIillSEll!P ;)IEUE::lE Ol!q!PE 'EUOl::lUISEzwa EWEll E[PU
'jJ!J UI OlE:>lpUI 9 ;)lO[EA
uuosord
9
Oll[E,[
£"8
:VJsodsm
';)[EUE:>;)[El Ip Ell!:> Ip Ezu;)nb;)lJ E[ ;)lEU!Wl;)l;)P ~;)lOlS;)jJ [ll;)d l[jJ
anuaur
'lwlEIIE
OIZIAl;)S!P nq ;)np
=o
!n:> I! 'EUOl::lUlSEzwa EWEll E[PP ElEmp E[ ;)lEAE:>!"»
.':11-
-:;:11-
'j3U!JjnlS Ip Z17;) !Aqt:WIOJU! S nq 8~ OUUUlt:Sto ouran 001 !uj3o oiuuuod o srt 8£'001 !uj3o l!q 8~'~OZ 13 ;)PUOdS~llO:)S/l!qW 8170'Z !P ossrqj I! osao oisonb ~ ~;)It:U!WOUUIJ!::l!P t:zU;)nb;)lJ t: !It:uj3;)S rod j3u!Jjnls !P 1ll!I!qt:qOld t:I ;)It:IO::llt:::lanjom ond !S 'S/l!qW Z170'Z= U!w:J t:lJ!::l !P azuonbcrj 131;)PUOdS!lIO:) !n::l t: 'sri 8£'001 mj30 nq ~OZ !P ? oraroossu OSS;)t: ossnu I! ;) j3u!Jjnls !P ordures ouos S l!q !ons ! osno IUl U! ~UWt:ll !uj3o t: j3u!Jjnls ;)P;)!q::l!l otramqtn I! mo rod uII;)nb ;):);)A~ ? t:l!lU;)SUO::lt:lJ!::l !P nzucnbarj esssq \l!d t:'1 'S/l!qW Z~O'Z = uW:J t:lJ!::l rp czucnbaq uI ;)PUOdS!llO:) mo t: 'sn 8£'001 !uj3o l!q 90Z !P ? OlU!:)OSSt:OSS;)U ossnu I! o !A1lt:WIOJU!arduros ouos S l!q !ons ! oseo It:l U! ~j3u!Jjnls ram oparqou uou O!lt:lnqIll I! !n::l rod t:II;)nb ? esscnuod t:lJI::l !P azuonbaij ullt: ntd 13'1 'unIl::lS;)p j3u!Jjnls !P U::l!U:);)l131uoo cmourerdure nprooou !S Ol!ug;)P !SO::lOIIUAl;)lU!,Ioqo ;)It:::lg!l;)A opqrssod ~ 'zH (WI =+= 000 8170Z) = zHW (8170'Z'9-01' O~ =+= 8170'Z) =:J :;)IUU!WOU ;)lOIUA IUP (;)OOIIIWred IlIUd) urdd O~ !P md !P ;)l!l;)lJ!P ond uou UIJ!:) !P uZO;)nb;)IJ 131 !UOl::lO!S;)Id1WO umnqui rod ordurosc rod ~!It:UO!ZUUl;)lO! ;)A!lUWIOUup qt:ssg 'tstoord U;)q Il!W!{ oriuo omtraiuoo crosse OOOA;)PIlulnq!ll !;)P t:lJ!:) Ip ozusnbaq ;)I ouej !O 'U!lOW;)W t:IPP OlO;)WUlOnASoI anpodtm rod uuran rod j3o!Jjnls oun ;)lU;)!:)!Jjns ;)l;)SS;)oou oqqanod asseq oddori oznonban rod anuom ';)It:uj3;)SPP ;)!IUU!q ;)IJ!::l;)1 oduroi rod ;)l;)j3j3;)It: mt:JUI oqqartosnu uoo crorejdnjmu I! ;)lUA;)Podd OIl oznonbaij rod ~OIIt:Al;)lO!OlUU!WI;)l;)PU;)q un U! !;)P t:lJ!::l!P nzuonbaq UI morzunj j3U!JjnlSosjnd I! ~q:)u!JjV nsarduroo ;)l;)SS;);)A;)P unmqm
Multiplazione e commutazione numerica
-
-
I
assa ogni e di
Tali limiti hanno portato all'inizio degli anni ottanta alIa definizione negli USA di una rete sincrona su fibra ottica denominata SONET (Synchronous Optical NETwork), sulla scia della quale e stata emanata nel 1988 dal CCITT la standardizzazione della gerarchia SOH, compatibile con SONET, anche se quest'ultima ha una velocita di 51,84 Mbit/s non presente in SOH. I principali vantaggi dei sistemi SONET/SOH sono: -
PUO ;m
-
anto .12. r gli
are
tomlare un
possibilita di realizzare solo collegamenti punto-punto (tale limite e collegato alIa mancanza di flessibilita evidenziata al punto precedente), con conseguente impossibilita di reinstradare in tempi brevi i flussi nel caso di interruzioni 0 guasti; mancanza di flussi di servizio adeguati per una gestione avanzata della rete.
-
definizione di uno standard mondiale, in grado di trasportare tributari telefonici appartenenti a qualsiasi sistema gerarchico POH, nonche in grado di supportare i futuri servizi di telecomunicazioni a larga banda; capacita di trasporto elevata, ottenuta utilizzando come mezzo trasmissivo predominante la fibra ottica; possibilita di inserire ed estrarre flussi a bassa velocita in flussi ad alta velocita senza dover effettuare una demultiplazione e una multiplazione completa; possibilita di utilizzare topologie di rete ad anello; gestione avanzata della rete in termini di instradamento, protezione da errori e protezioni da malfunzionamenti, dovuta anche all'introduzione di un numero adeguato di flussi di servizio.
Ilsegnale relativo a ciascun livello defmito da SONET 0 da SOH e denominato rispettivamente come segnale di trasporto sincrono (STS, Synchronuos Transport Signa[) 0 modulo di trasporto sincrono (STM, Synchronous Transport Module). Le velocita definite in SONET/SOH sono riportate in tab. 8.3, dove sono evidenziati in grassetto i segnali/moduli pili rappresentativi; per ciascun segnale/modulo, e definita una frequenza di cifra e un payload (carico utile), dove quest' ultimo rappresenta l'effettivo carico informativo trasportabile in quellivello. Si noti che sia la frequenza di cifra che il payload di un segnale/modulo di ordine superiore al livello base e un multiplo esatto del corrispondente valore di quest'ultimo. La frequenza di cifra di STM-1 e stata scelta in modo da avere un valore multiplo di quello del preesistente segnale SONET STS-1 con una capacita trasmissiva in grado di trasportare flussi plesiocroni OM4 a 140 Mbit/s,
Tab. 8.3
Segnali/moduli SONET/SDH. SONET
STS-l
SDH -
Frequenza di cifra (Mbit/s]
Payload (Mbit/s)
51,84
50,112
STS-3
STM-l
155,52
150,336
STS-9
STM-3
466,56
451,008
STS-12
STM-4
622,08
601,344
STS-18
STM-6
933,12
902,016
STS-24
STM-8
1244,16
1202,688
STS-36
STM-12
1866,24
1804,032
STS-48
STM-16
2488,32
2405,376
Nota Sana in fase di sviluppo segnali/moduli a piu alta capacita trasmissiva, come per esempio STM-64 a circa 10 Obit/so
193
B1IoA !nBJU! .WlS qooed
-WlS
aI noo qBnaq::>qa uoituaiuoo U! qBInsdB::>ll!DUOSumnqm !SlaAIp I ·laU!B1UOO!ap alUB!pam tuopord !ap oucn un uoo orauodsan lad Bzz!Iqn !S oqo B::>!llOIessois BI ouonfios 1-WlS 0Inpom un U! qB!::>sBlIBDUOSruoroorscqd !lBlnq!ll nrd rpmb al oitrmpsur TUO!ZBladoa'l ·laU!BlUo::>IBnll!A pp oUlalU!JIB O!lBlnq!ll pp ouorzrsod Buns 'ororeiund [ou amuortroo 'aUO!ZBWlO]ll!,UBPar!q!ssod nscr ~ ossnu jop ouotzejdujnurcp Bzuas otrmnqrri 0IOllU!Spp aUO!ZlaSU! aUO!ZBllSaB'l ·(aAIssa::>::>ns ouran onp U! OlBUO!Z!sodarcsso oqotre ond PBoIABd n aq::>B::>Y!Ull!S oisonb) pBaqlaAo !P auo!zas Blpu uormund !AqBpl !au ruorztsod !IBl 0PUBZZ!lOWam a uuran BIPP !SlaA!p nund U! IIBUB::> !lBA ! oratznn opnooej alIlsall DUOS JA a aIBuB::>an !IBUB::>Bll osej !P azualall!p !IBnlUaAa aI arurom 'llUmnls osjnd onrarpour 0lIOS!l aUa!A ruoroorsojd rramqrri !ap aUO!ZBZZlUOl::>U!S BIPP surojqord II tnv: nun iJapv.lJs/u/wPli !P ourou I! opuord uormund !AqBpl !ap a JA un !P aWaISU!,'l ·S/l!qW OPI B pwa aIBuB::>OlalU! un B ouY ouotzejdumur !P B!q::>lBlallonbnnpmb B nrrouaired -dB eumn !P !dq ! mru ormrodsan ond oqo oirej H lad (JA) .li'Ju/vJuoJ IVnJ.lyt B1BWB!q::>
°
°
aualA cuorzos arBl ·S/llqW 9££'0~1 = 9-01. ~ll B trad B1IoolaABun uoo sri ~Zl m rssoursan .. . 8 . 6P£Z . , . . . DUOSoqo 'BWBll lad alAq 6P£Z = 6·19(; !P ~l!OBdBOnun Bq OPOdSBll IB aI!ln auo!zas B'l ·BmalS!S PP cuorzuomrmur BI a ouotsrxrodns Br ouoiuosuoo oqo '(WVO) iJ;JUVUiJJU!VW pUll uO/Jv.liJdO !P !UO!ZBUllOjU!~!p!rBAuoraiund ! OUB!Srpmb areumuorap lad 'qBpodsBll !IBUB::> !P oroumu I! ~!101B1Und!napplSoo !au alBZZ!lOWaW 'trairodsan !rBUBO!lBA !ap BWBll Buau tuotzrsod al ~BmBll Brpp 0!Z!U!.I OU-enP!AIPU!aq::>oluawBall!UB !P alAq !UmrB :!UO!ZBWlOjU!quanllas al oisod OUBAOll puoqroxo !P auo!zas Brpp OUlalU!,UV
lIDO aAllI11lS~!WPY
D
JaUmlUO;) II1111JIA
sri S;ZI
;;oJ
a
!JOll1lund
"0
o
,
oluaumauIllY
,
sri 0 ·J-WlS auran 1lllap arnunrig tot"S "lJIJ
·sri 0 ouroo 0lBO!PU! oiund IBP opuoired BlioA lad Bll!l 'Bun !SSaWSBll DUOSalAq I ·alAq 19(; numsar !BP onrunsoo ~ PBoiABd r! onuaur 'OUOllUO::>!P !UO!ZBUllOjU!!P (aUO!ZB1SalSll!)pViJlf.liJao un oUOoS!nl!lSOOalAq aAOUnmrd ! mo Ip 'BUmSB!::>alAq OLl !P aqll!l aADUU! BS!A!ppnSa alAq U! nramimns a aUOIzBwlOTUl,'l ·S/llqW Z~'~~1 = 9-01·~1l B ued BlJIO lp azuonborj Bun uoo , . .t.. OPP61 ... l!q OP661 !SSaWSBll DUOSoduroi !P 0UBAlalU! aIBl U! ~Had0uaA!I ounrd !P BWBll Brpp ojjonb B '~l!I!qqBdwo::> !P !AqOW lad 'oouuopt aloiBA 'sri ~ZI B uad ~ BWBll Brpp B1Bmp B'l ·P1"8 ·lly U! ormuosorddnr 'I-WlS ojnpour II ~ aodornc BWBll !P amnnris nunrd B'l
Multiplazione e commutazione numerica
195
La o bit ta o ar
o
opportune informazioni circa la natura del carico e la sua destinazione; i contenitori pili piccoli sono a lora volta inseriti in contenitori etichettati sempre pili grandi sino al raggiungimento della massirna dimensione, individuata dalla Administrative Unit, che viene quindi caricata sul mezzo di trasporto, e cioe il modulo STM-l. In fig. 8.15 e rappresentato 10 schema generale della multiplazione di tributari POH europei per formare un modulo STM-1; in tale schema compaiono delle unita informative intermedie che permettono l'impacchettamento dei tributari secondo diverse combinazioni sino a costituire un modulo STM-l. Per esempio, il numero di tributari OM1 multiplabili in STM-1 e pari a 63(3·7·3}: infatti il VC-4 puo contenere 3 TUG-3, ognuno dei quali puo contenere 7 TUG-2, a loro volta contenenti 3 OMl.
If):!'.1 Dallo
schema di fig. 8.14, determinare il numero di segnali DM1 multiplabili in un modulo STM-l comprendente un tributario DM3. Risposta: 42
8.3.2
a o e
Livelli superiori
La costruzione di una trama gerarchica SOH di ordine superiore a partire da N trame di gerarchia inferiore si basa sulla multiplazione byte per byte dei segnali. Non e aggiunta alcuna ulteriore informazione e pertanto la struttura della trama di ordine superiore e la medesima di quelle di ordine inferiore, con la differenza che ciascuna riga ha un numero di byte maggiore di un fattore N, la cui durata diminuisce pertanto di un fattore N (fig. 8.16). In un modulo SOH di livello gerarchico superiore la estrazione 0 inserzione del singolo tributario SOH di livello inferiore e un'operazione semplificata dalla struttura stessa del modulo; per evidenti motivi non e richiesta la demultiplazione del flusso.
If):!,. 8.3.3
Determinare la struttura della trama STM-16 e calcolare la frequenza di cifra complessiva e la frequenza di cifra del payload. Risposta: vedi tab. 8.3
Apparati di rete
Gli apparati principali delle reti SONETjSOH sono i multiplatori e mutazione. I multiplatori sono distinti in tre tipologie di base:
e
1
dispositivi di com-
multiplatore base (basic multiplexer). Ha il compito di multiplare un certo numero di tributari POH per formare un flusso numerico STS-1jSTM-1 0 superiore (fig. 8.17a): e nota anche come unita terminate, in quanta termina il flusso SONETjSOH;
Fig. 8.15 Schema di multiplazione di tributari PDH europei.
SS;}lS R;}lr!l
Ca)
(p)
~u'3;}S
m!1I:> oqq;}S 1
[-WlS
[cW~S
;)xa
X
--'!:lrd·l~f-smq)[ V9 ---+-- smqw 17£
l-W~S (1:»
(q)
17-W~S WCIV 17-~S
xnw
XIlW
snouorqouxg
l-W~S
:lISllg
·HOS/ltINOS
17-W~S
:ll:ll Ip 1l11111ddV
n's"!.:1 Run R~S HaS ;)1;)1UI cqo !S U] oxo ~;}P;) way q~;)P oiomor 0II011UO:>II '(oL 1'8 '~y) oiouror 0n011UO:>~p oriuco un up ~pqum~yuo:>~l mn 'odmoi pu ;)ssy ~O!:>;) ';)lU;)UUm1;)d -nnos ;)1;)l1U1R:> ~p ~UO~SS;)uuO:> ;)IPP ;)lU~P~;)l ~P ulpnb ~ ;)uo~zun] olOI RI ~(:::>xa uI~~s m) poUUOJ SSO.lJ /V1!2!U 0 !lvp2!p !.loJ!1.1vd!.I ouroo qR:>~pU~ouos ;)UO~ZR1nmmo:> ~p ~Aq~sods~pI
·(PL1'8 '~y) ;)lU;)lnJI;)p o:>~uo] ;)Iuuu:> n ·UO:>ciucnrauarrp HaS ossnu I~ gl;)H;)UUO:>~P OpU1~ u~ '(.loxo/dmnw) XdW om~u01:>u,I UO:>;)lU:>~pU1';):>:>U]l;)lUI UO:>OlU~~~ud~nb;);)q:>uu ;)l;)SS;)ond 01U1Uddu ;)IRl ';)1;)1 unu 1?lq~q~SS;)U U~lUSS;):>gU RI ammorssa up ;)IU1opom u~ 'oiouror 0II011UO:> lp oriuoo tm up olum~yuO:>~l ;)l;)SS;)ond ;)q:> ;)I~qummRl~old oxnrsodsrp un tI '(:JL1'8 .~y) u-WlS/u-SlS ossnu un up HaS 0 Had ~lu1nq~11~p oroumu 011;):>un ;).I1U11Sg0 ;)l~l;)SU~~p onduroo p uq :(wav 0 .loxo/dmmu do.lp/ppv) ;)10HRl1S;)/glOl~1;)S~ororejdnpun -
wu. 1'8
)ruP11
R11U;} mmn eirosn lnmlI )~U011
.~y) oroucdns ;)U~P10~p u-WlS/u-SlS ossnu un oreurroj red HaS ~lu1nq~ll ~p orournu 011;):> un ;)lRldqInm ~p onduroo P uq :(.loxo/dmnUi snouo.lLf:Jwfs) OU01:>U~S arorejdnmur -
D
17·u[-W~S glUll1d f·u l-~SglUllld.
P ;}IR1
D
Z·U[-W~S alUll1d
l·u T-W~S alUll1d•
nsuoo mono
:.'v'g
won) IRIS~p unI R
·17-W~S suran ll[PP
oorod
;3;}IIo:> IHnl1S
smnnng 91'S "!.:I
96't
Multiplazione e commutazione numerica
197
struttura estremamente flessibile e affidabile. Per esempio, in caso di interruzione di un collegamento e possibile effettuare immediatamente il reinstradamento dei flussi su diversi percorsi, minimizzando i tempi di disservizio. La rete SDH puo comprendere sia collegamenti a lunga distanza tra SGT nell'ambito della rete di giunzione, sia collegamenti a breve distanza nell'ambito della rete di distribuzione, dove puo avvicinarsi all'utente a vari livelli (vedi vol. 1, par. 12.2.6 sulle tecnologie ottiche nella rete di distribuzione).
8.4
Commutazione di segnall PCM
8.4.1 Stadio S Nelle reti telefoniche analogiche il canale trasrrussivo che connetteva due utenti era un circuito fisico che si estendeva tra i due terminali interessati. In tale ambito la commutazione consist eva nel variare la configurazione delle linee, sulla base della segnalazione, in modo tale da formare il detto canale trasmissivo. II funzionamento delle centrali analogiche elettroniche era basato sullo stadio S di commutazione. In tale apparato, che realizza la commutazione a divisione di spazio, sono presenti un certo numero di linee d'ingresso e di uscita che possono essere connesse a due a due; la connessione tra ingressi e uscite avviene tramite una matrice di commutazione, in cui e possibile mettere in comunicazione una linea entrante con una uscente pilotando, mediante il sistema di comando, un interruttore elettronico presente al punto di incrocio delle due linee (fig. 8.18). Fig. 8.18 Stadio di muitipiaziorle a divisione di spazio.
serire
(fig. o di
Tale
PX
Linee di ingresso
I I I
" .;::: 8 I
"'~_~~=-.~ ~i'\':E__ :
I
N~~~~,
L~~~_ .~~_:..-.;
;
~ '__
3 Linee di uscita
2
(I)
:
~
;
I
i
i
J
N
Per motivi grafici sono evidenziati solo isegnali di comando della prima riga di interruttori.
Uno stadio S puo essere utilizzato sia per segnali analogici sia per segnali numenci, sebbene con modalita differenti. Nel caso di segnali analogici, un interruttore elettronico chiuso rimane in tale configurazione per tutta la durata della conversazione. Nel caso di segnali numerici, si deve considerare che il canale trasmissivo e costituito, oltre che dalla linea fisica in cui viaggia il segnale, dal time slot della trama TDM-PCM in cui il segnale stesso e inserito. Quando ha un input di tipo TDM-PCM, uno stadio S e in grado di
r
!P
·lllUOJ III
ozusnbss
rod lJIqlUOdslp tnru OlIOS Twa 1l11I1l1j1l1In Ip JOIS cnru Z£ I onreuod ouosuoiuoo uou cuotzainunnoo Ip oouraur nun IIp nauan Illlullds
:ll
~:lUOlZlllllujj:lS :l OjU:lllIll:lUmll ! dIp
;llll:)!1Pd¢!S dA:lp !S
(j)
sri ~ZI
N ;)lllull;)s IdP dJllUIl:)01£ 11U;):)sn
WJd-WG.L !ssn[d
£ Z
ouoizemururoo !P
!l!n:)llJ
__
__
..
uuunuo
£ WJd-WG.L Z Issn(tI
sri ~ZI
·OdllI:lj tp ;)lIO!SIAIP Il
B!lOWd-WGl
'nn
'W:::>d-WGl
nn
U!~~U!A InJ ns U
aramunnoo
!P 0pBl~
U! ~
S
O!PBlS Oun
eW
d
p BlBW
r
FW
B'1
·
mo
OJ !P aleujjas lap oiuaureuaij
861:
Multiplazione e commutazione numerica
do
pIO
rSI
na
re, ria
di commutazione da leggere volta per volta. La memoria di indirizzamento, programSegnale d' ingresso mata dall'unita di comando, viene letta seo 1 2 30 31 quenzialmente prelevando e distribuendo ai ~[ ~ b~ I ~ b~ I ... ... ... I ~ b~ 18 bit flussi di uscita i time slot in essa specificati (fig. 8.20). 125 us Nel caso in cui si vogliano commutare N flussi TDM-PCM (vedi fig. 8.19) e neces0 8 bit 2 sario provvedere alla loro multiplazione e de1 8 bit o multiplazione ai lati della commutazione ve2 8 bit 24 ra e propria. In fig. 8.21 e rappresentato 10 Memoria di ~ schema di uno stadio T a 8 x 32 canali. commutazione La velocita dei circuiti logici di uno stadio T pone un limite al numero di can ali 30 8 bit 28 commutabili. Poiche infatti tutte Ie operazio31 8 bit ~ 30 ni di scrittura e lettura di un singolo passo di commutazione devono avvenire nel tempo Segnale di uscita di una trama, pari a 125 us, e evidente che 2 0 24 28 30 all'aumentare del numero di canali commu~1~b~l~b~1 18bit.l~ tati diminuisce con proporzionalita inversa il tempo a disposizione per la singola ope125 Jls razione di scrittura e lettura. Per ovviare a tale limite, gli stadi T con un elevato numero di can ali commutati utilizzano memorie di commutazione multiple 0 memorie di commutazione modulari. Nel primo caso gli N segnali commutati sono suddivisi in k gruppi sia per la scrittura sia per la lettura, per cui 10 stadio T si comporta come I'unione di k stadi T che lavorano in parallelo; nel secondo caso gli N segnali commutati sono divisi in k gruppi solo per la scrittura, mentre la lettura viene mantenuta sequenziale sull'intero blocco delle memorie. Quando poi il numero di canali risulta molto elevato (tipicamente > 10000), e necessario utilizzare soluzioni piu complesse in cui piu stadi T e S sono posti in cascata.
199
•
Flussi TDM-PCM a 2 Mbitls
j! 4
1~
Memoriadi indirizzamento
Fig. 8.20 Commutazione in uno stadio T a 32 canali d'ingressoJuscita.
o
1
MUX e conversione serie/parallelo
FA
Memoria di commutazione (256 celle da 8 bit) ~
Conversione paralleJo/serie eDEMUX
2
3 4 5 6 7
Flussi TDM-PCM a 2 Mbitls
1t Memoria di indirizzamento (256 celle)
it Unita di comando
Fig. 8.21 Schema semplificato di uno stadio T a 8 x 32 canali.
odsrn
................................. m;}p ouos orouodns ;}U~PlO~p ~Ul;}lS~S ~ ;}llU;}Ul ' . . 9l;}P ouos TWa ;}UOIZUldmnUl~p ~Ul;}lS~S1 . uuu orarmsop UUllOU ~P ? ~luuu::>un oqo orrej IUP 'TWa ~Ul;}lS~S ~;}Posno pu ':]q::>uou ucmqtn ~;}Pouotzezznr -Ol::>U~S uUu ;} euran ~p .. ',IIU UUSS;}::>;}U l~q ~;}POlU;}Ul~l~SUUPPU~Arod '~lulnq~ll ~;}Pu11~::> ~p ;}ZU;}nb;}11 ;}IPP UUlUlOSuUu crouodns ? u11~::> ~P azucnbaij uI rsno ~ ruru UI ·q~alUl;}il qpAq .... ... opoxard aodorna Had u~q::>lUl~ilul (:J ~l~mJ;}pouos orejdujnur up quuil;}s ~ onqum ;}IUlul ·l~q ... ... ns W:::>dilol u::>!J~p0::> UA9upl uuup ;) 'sri ..... ;} ZH){ U ;}lUgUIUA~ngds~lired OlUgUIUUo~dUlU::> ~P opouod g uZUgnbg11 UO::>'o::>~iloluUUgluuilgs PP OlUgUIUUo~dUlU::> IUP 9UUA~lgp s/l~q){ . U ~ssnu ouos orejdnpun up ~lUlUgUIgp ~luuil;}s ~ 'qIUOpPl nnaists ~gp OSU::>PN (q ·quuu::>~lHu pu ~AqUpl glgngUlSUll rod ~IUuilg~~IUl Ip ~A~SSg::> -ons ~np an onrosard oduroi ~p 0UUAlglU~,1optmzzqun gUg~110~s g ................ odn ~P rreuordnreo quuilgs ns usuq ~s usstI . .. .... ... ~luuilgs ~u oresscd [on ulu::>qddu U::>~u::>gl nun ? u::>~ilOIUUU UUI101u~ Wal ouotztqdnjnur ul (v ·~su11uuonsas gl UlgldUlo:::>
J ql,
ouos ~SSgglU;}UIIUU~UloU ojos
Ulp::>
·IU01::>OSI . . ·IU01::>OSgUI ·IU01::>msu ·IU01::>ms ·~U01::>OISgld :mgp ~p nzuanban USSglSuI ouuaq pUlnq~ll ~ opuunO
(J)~\
·uou gq::>tranordureo U!S !:)!ilOIUUU!luuilgs U ojos ·pUU!q tououmu quuilgs U oloS ·~IUl!il!pU!S !::>!ilOIUUU ~lUuilgs U U!S ·qul!il!p ~lUuilgs U oloS ·qUUO!dUIU:)q~iloluuU Iluuilgs U oloS
·DqsUgnU1U:) rdmoi !ons ! glUgUIU:)!lgUI -nu qu:)!PU! OUU!Sg UUIUll ulPP nmnnns ul gl!q!S!A U!S mo U! o::>!Julilun g~nil;}s~ 'l!q 9T ns u:)!J!PO::> ul opuszzuodr g OlUgUlUUo!dUlU:)~p UZUgnbg11Uguop!,un orauturror -op ;}l;}AUodoa
·zH){ OZ = uZ = f noo '(Jmp) UgSZ oi
!luuilgs gnp !;}P Ul01Ud rod UI01Ud W:::>d-wal
+ (Jm) soo = (J) La
g (Jm) uos = (J) Ia
ouotzrqdnmur Ul !lgp!SUO:) !s
'orucds OIPP oqol ounrd pp pl£ !U USSglSupuuq UI OPUUl!~1 gluuu:)qJnUl gluuilgs P upuuq !P ouotzndnoooj aunureiop '£-HaH UgU!1!P U:)!J!P0::> nun g:)s!qns gluuilgs E g o opuodas ~wal gluuil;}s pp l!q un !P Ulump Ul UU!Ullglgp 'OlUgUIUgUmU~p Ul01Ud Ulifp UZUgp!:)U!.{opU:t'Ugp!SUO:::> .l!q ono U trad ? ulOJud !llilo gAOP 'ulOJud 19d Ul01Ud wal eoruoor uoo qUld!HnUl ouos 'S/l!q){ Z£ = 'fj Ulp':) !P uzuonbaij U '!:)!lgUlnU quuil;}s OOT ·WVd-wal gluuilgs PP rsmdnn !loilu!s ! Ull glUlOdUlgl UZUUlS!PUI UUIUIlglgp 'OlUgUlUUOIdUlU:) !P uZU;}nbg11Uguop!,un OlUU!UIlglgp ;}lgAUodoa ·ZH){ ~ =
= ~ = f uoo (z + Jm9) soo + (~ + Jm£) UgS= (J) £a o (Jmp) UgSz: + (Jm) sco = (J) La '(Jm)ugs = (J) Ia quuilgs
an
! WVd-Wal
U:)!U:)gl U~ gluldqlnUl
OUOqilOA !s
Multiplazione e commutazione numerica
~ I
Completa 10 schema in fig. 1, relativo a un sistema di multiplazione TDM-PAM.
f------
? ----<~I A-MUX
lndirizzi
Clock(4f,)
Fig. 1
u
-~
L:_j
SegnaJe? a frequenza /,
[;J-- Segnale
I
§-. Segnale
2
[;J-- Segnale
3
Clock (4f.)
r:=;<::l Filtro
L:::::::J
?
Disegna in fig. 2 la forma d'onda del segnale ottenuto con multiplazione bit per bit.
SegnaJe multicanale PCM-TDM
o
Fig. 2
u
Indica se Ie seguenti affermazioni sono vere
false motivando la risposta.
a) La multiplazione TDM puo essere applicata a segnali ana-
b) c)
o
0
d) e)
logici se questi hanno banda limitata. II segnale multiplo TDM-PAM e analogico. L'intervallo di tempo di canale e pari all'inverso della frequenza di cifra del segnale multiplo. Per multi piare tributari allineati si usa la tecnica sincrona. II multiplo DM2 contiene otto tributari DM1.
0V 0V
DV DV DV
Rispondi ai seguenti quesiti in un massimo di died righe piu Ie eventuali figure. Discuti i principi generali della multiplazione TDM, evidenziando i concetti cronismo e allineamento.
~_I Descrivi Ie proprieta di sincronizzazione di tributari telefonici.
!!...J Descrivi Ie caratteristiche e la struttura della trama di un sistema di multiplazione a bassa capacita.
Unita 9
1
Trasmissione dati: il livello fisico
Unita 10
I
Reti e protocolli per dati
Unita 111 Reti locali
Reti geografiche Internet
Prerequisiti Telecomunicazioni Vol. 1, Voita 1, 2, 3, 4 Vol. 2, Uoita 5, 'J "
rd
0
-ill-;;>
-gddu !l[OAS!Ja laimlol
O!A!lllJ !P P!J03J !1l3dsV
°W.Lva (B[a8 aWBli[ 'szx :NVA\ 31~010UJ3.L °NVA\ !J31 a[[3Uaoo!lS3~ °l3013lUI -UOJBII3P01101100;)!p a ~U!lnOJ!P alp!uJa.L Bp !WWB1~01d !UO!ZBW10jO! !P PBOfUMOQ _ o(aslOS!J °q3A\ 130 BJ13J!1 B[ 100 ll!S !3P OZZ!lllfl allap aOO!S!A!pUOJ a oluaWBZZllWU!)dlId;:)J. °lal!BW on ns NV'1 !J3J all3u !A!lBJ!lddll madsv W 3 13SMOlqon !P OZZmln3 aOO!ZBln~yoo::> °auo!ssaUUOJ.lalU! !P !A!l!sodS!Pa °!A!SS3JJnS Blowal 300!SS3000J Bon !P 300!Z1l1n~yuo::> °dI/d::>J. RllQ13l!IP1V 0!"-!SS3JJnS a S6 SMOPO!A\!P lllll0P °uang !p mOJOJQld oa !au a131 !P asJosp 311ap 300!S!A!POO::> °ISO/OSI °aUO!SS30UOJ131U! !P 01l3poW a auo!SS!WSBJJ !P !lI0JOlOld !"-!J!sods!p!3P Bll3JS3 J.3SBtlOOI3 J.aSllKOI 'Z3SBKOI NV'1 !lal !P RJ!SY aOO!ZRlIlllSUI °NVA\ 'NVW 'NV'1 !Jal 3[[nS assq !P !U3JUO::> °JaAOSSOJJ OABJ3 alaJ !P apalps UOJ 0 '1u!ldlll OARJ00;) ::>d 3np W aOO!SS30UO::> °BJ!UOjBpUBqU!mopom !ap 3qJ!JSP3JlBJU::> '!unwo;) t:t!da;)JuJJ3JU!3Dap 3q;)!lSpanllJB::> °3JaJOllOS!P aJalpSllW allap aUO!lSa~a dl/ d::>.Lns NV'1 alal Bun !p oluawllzz!JWUI o(oJJa 'ossnu lap W!lRuolZaJ 0.LV WUBWOJgRdpu!Jd !ap ozz!llln a UJ!U -!p '!Ju3U1U~a[[OJ!ap B!~OIOdn'JI::>Q-JIJ.ru -OJ upUBq O! wapow un !P auo!zllJn~yuo::> !lBp auo!sS!WSll11Bllap !IU13ua~ !ll3JUO::>
°
ezuoosouon
t?lpede:)
9.1
Introduzione
Nel vol. 1, par. 2.2.2, e stata definita la generica nozione di dato come messaggio informativo costituito da una sequenza di simboli, il cui insieme di appartenenza, numericamente limitato, e denominato alfabeto 0 codice. Esempi di dati sono un testo, il risultato numerico di un esperimento, la colonna vincente del Totocalcio. Stando a tale premessa, la «trasmissione dati» altro non sarebbe che 10 scambio a distanza, mediante apparati e.m. 0 ottici, di un insieme di dati tra le memorie di due 0 pili apparati di elaborazione (fig. 9.1a). Tale accezione era sicuramente valida qualche decennio fa, quando un terminale per la trasmissione dati era adibito effettivamente alIa sola trasmissione di dati nel senso specifico della parola; i dati erano infatti la sola informazione gestibile con le potenze di elaborazione e le velocita di trasrnissione allora disponibili, ed era ancora lontana l'era della digitalizzazione dell'informazione audio-video. Questo scenario e cambiato rapidamente e oggi sappiamo tutti benissimo che un file memorizzato in un computer puo essere un dato, un'immagine, un brano musicale 0 un filmato; e necessario pertanto ridefinire il significato della trasmissione dati nel seguente modo: la trasmissione dati e 10 scambio a distanza, mediante apparati e.m. 0 ottici, di un'informazione numerica di contenuto qualsiasi tra le memorie di due o pili apparati di elaborazione (fig. 9.1b). Fig. 9.1
ESEMPIO
9.1
In un collegamento a Internet si possono leggere testi, visualizzare immagini, scaricare brani musicali 0 filmati, In tutti questi casi si verifica il trasferimento di sequenze di bit da elaboratori remoti al computer dell'utente.
(a) Concetto originario e (b) concetto odierno di trasmissione dati.
(c)
Cb)
~~riI~
, .I ~}
~
~" l!!!!!2!2!J
Memoria
~O riI~ ~ ~~"i"'''''ii! Memoria
t I I I I I I I I II OdlS
f TOOTO[ [0
";)IUU;)S ;)UOlSSTUlSUll.
t 6 olJIJ 0
f
OUUlOqUp
"~y) OSS:U~U~ U~
;)lU;)nIUlSRI1 orareddv ;)1,(8: ;)1,(8: ;)1,(8:
;J1U;JnrwSU.Ij omreddv ;)lU;)A;):J!l oiaraddv
100101[0
I
IIIIIIIII OSId
~+
"(t'6
'Ul~:)Sn U~ ~lUp ~ OUUZZ~IU~l;}S;}IP ~llS~il;}l ~p ozz~pln,l
-
0 0
0 0 I 0 I 1 0 0
0(;
o[
I
0 1
UI
'(irq u
U
nap
'U;}Un uloS nun
snq) ns
0PIlU1Ud
U~
auotssooons ur
ot 0 0 I 0 1 0 0
0 0
[
r
";);)U11 0))0
OUUZ~F1IlU1Ud n :np '(mdJno liJllV.lVcI mduj IV!.IOS) OdIS ;} IV!.liJS tndu] liJllV,lVcI) OSId odn Ip OlU;}UI!"llO:)S U
ns
UPIlU1Ud
'(mdmo
;}P;}A;}ld ;}IU~l;}S;}UO~SS~SUll
;}lOSS;}:)Oldol:)~UI U !UI;}lS~S ! ;}tp OlUa
;)UOlSSIUlSU1L
nap ~
£06 olJIJ
;}~lUu~q
;}lJ!:) ;}Il;}P O~AU!.I opoaard iJIV!.liJS iJUO!SS!UlSV.ll UI 'UPIlUlud ;}UO~SS!UISUllUIPP UZU;}l;}lJ~PV '(£' 6 'ily) ;}luuil;}s !P ;};}U~lu ;}IPP !IU!ZU;}lOd ~ ;}lP;}F.l opmb 1 + u uoo UZZ!IU;}l ~s uPIlUlud ;}UO!SS~UISUll ullu uI
USSUUI ~P U;}~l nun
oqonard
U1S;}~q:)!1OPU;}SS;}';};}UII
~uo~ZUZZHU;}l;}lpU oqo non
USS;}UISUll ~ ;}UO~ZUUI10JU~.Imo u~
nn
!UI;}lS!S ;}np
!S ';}lU1Ud;}s ;}lU;}UIU:)!SY;};}u!I
'VliJllV.lvd
iJUO!SS!UlSV.ll uI
OlU!qUIU:)S ;}l;}SS;} ond o:)!l;}UInU
o!ililuss;}Ul
~
u
ns nq
ourud II
un
u
!P
rddruf
';}lOSS;}:)Oldol:)IUI
~m U! !POUl onp
U U
OU01S!St[
£"6
"<:"6 ordurosq ~06 olJIJ ';}ZUU1S~pounssrqsun] ;}IIns
msodde
'!Z!Al:)S
oqopmb ormroddos
OIilus!p
:)A:)P !S rseo
pu ISOpuuuoqqu
nsonb
onnnardos IplU1Il 0 IUOIZnll;}lU! U omxop uor IIUUIlOU ;}II:)P omain un uoo
U! ~:)q:)!UOPPl
ciuom
':)q:)UU 0 osscuuoo
OlllU un uoo ;}lU:)lUJU:)OA:)lU:)IUnUIO:)
"(Z'6
:)I~q!ssod ~ 'UIlUSS;}:):)UUlTI1UZZ:)lllU,IPP IlU10P ~ !S cs '91:) B ;}lllO
rod
ul
urraq
nuourruis
Bun :)P:)A:)ld 5; l:)lOldxg
oily) O!Z!Al;}SPP
l:)Ul;}lUI ljOS01:)!W OlllB.! ull
:)lU;}WBilOIBUBcotsnur OUOPUOlJ!P ;}q:) Il!S U ;}l;}P:):):)U:)I!q!ssod
? iourcnq
:)UO!ZInlJ
~O!PBl IUOIZB1SB
B OlU:)wBil;}IIO:) un ur
OldW3S3
~06
'IlUP ;}UO!SS!UlSUll ;}UO!SS!UISUll !P
'qup
udord
UIl;}P
;}mnTIllSU1JU! :)l ;} ITUU!UI1;}1!
ciucuraudord
;}lupud
'oirad U~ 0 ouru U! 'IlUZZ!IIln OuoilU;}A ;}S oqoua ond ~S UOU !SU:) nsonb U! ~UZU;}l;}JUO:)O;}P~A UI 0
U~UOPPl UI ;}UIO:) tuorzaoqdda U~ 'O;}P!A-O!Pnu
ouotsnjpp ;}A;}P ~S
UIlU ;}lS!SSB IS ~lUP ;}UO!SS!UISUll !P
'(9"5;"Z
.red '1
0loS ;} ;}!lOUI;}Ul ;}l Ilnq!lluo:)
'loA
an
IPiJa) mdmo
Ilnq~llUO:) !P ;}U!I-UO OAIllUl;}lU! O!qUIU:)S 0IlU 0
ucr
;}1I;}Uossods
H OlUl;JU;}il
OAqUpl
nrd
~IlUSS;}l;}lU! !lOlulOqUp
;}ldUI;}S ;}q:)
orod
;}lUA1;}SSO
;}U;JIAOlU;}UIOUI OA!SS;}:):)ns un u~
U1U~qUIU:)S;}U;J!A;}UO!ZUUI10JU!,1 :;}~I-lJo
onrairod
~P O!qUIU:)S ol
O!qUIU:)S 0IIU OlU;}UI!l;}J!l onUJ
!SlUl;}P!SUO:) up ~ O;}PIA-O!pnU
!lil;}p ;}~lOUI;}UI;}l
~ !S ~lUp ;}UO~SS!UISUll !P Oll;}:)UO:) PP
nn
OAqUUI10JU!
;}UO~z~uY;}PUIPN
!lBP suotssuusarj
90~
Trasmissione dati: il livello fisico
207 Fig. 9.5 Schema di un collegamento per trasmissione dati tra due stazioni.
Pur essendo la trasmissione parallel a molto pili veloce di quella seriale, non puo essere uti!izzata per collegamenti di lunghezza superiore a circa 10 m (misura massima di un cavo da stampante), distanza oltre la quale intervengono i seguenti fattori: -
l'interferenza reciproca tra Ie diverse linee diventa troppo alta; Ie piccole differenze nella velocita di propagazione dei segnali sulle varie !inee determinano ritardi reciproci troppo elevati, per cui i vari bit non si presentano pili al dispositivo di ricezione contemporaneamente.
Per ta!i motivi tutte Ie applicazioni di trasmissione dati utilizzano il formato seriale, che oltre a risolvere gli inconvenienti evidenziati assicura una riduzione nei costi delle linee.
9.3
"
emi
OlE e DeE
La struttura di base di un sistema di trasmissione dati tra due terminali prevede la presenza da entrambi i lati del collegamento di due elementi, definiti DTE (Data Terminal Equipment, apparato per dati terrninale) e DCE (Data Circuit-terminating Equipment, apparato per dati terminante il circuito). II DTE e l'apparato che genera 0 utilizza i dati scambiati, mentre il DCE e l'apparato che funge da interfaccia tra il DTE e il canale trasmissivo. II blocco DTE puo essere a sua volta costituito da due tipi di dispositivo diversi, e cioe un centro di elaborazione, che puo avere diverse tipologie, e una unita di controlto linee (UCL, 0 CU, Control Unit), la cui presenza dipende dalle applicazioni. In fig. 9.5 e rappresentato 10 schema di un semplice collegamento tra due stazioni. II compito della UCL e quello di gestire Ie comunicazioni tra il centro di elaborazione e il DCE. Le pili importanti funzioni svolte sono quelle di conversione parallelo-seriale e viceversa, adattamento dei livelli elettrici, controllo di errore, immagazzinamento di dati ricevuti e formazione di code di messaggi da trasmettere. Nei casi pili semplici la funzione di controllo !inee e svolta da dispositivi integrati indicati come UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) 0 USART (Universal Synchronous-Asynchronous Receiver-Transmitter). Anche se puo svolgere diverse funzioni, tra cui quelle di compressione dati 0 di controllo "di errore, il compito fondamentale del DCE e quello di eseguire la codifica di linea, ovvero di adattare Ie caratteristiche dei segnali al canale di trasmissione. I dispositivi DCE si distinguono in due grandi categorie: -
-
dispositivi di modulazione e demodulazione del segnaIe, definiti modem 0 pili specificatamente modem in banda traslata (0 anche, se utilizzano frequenze telefoniche, modem in banda Jonica); dispositivi di codifica in banda base, definiti, con espressione impropria, modem in banda base.
ESEMPIO
9.3
Si consideri l'insieme costituito da un personal computer e da un modem in banda fonica. In questa caso il DTE e il PC, dove la UCL e costituita dall'interfaccia seriale UART 16SS0A 0 compatibile; il DCE, connesso al PC tramite la detta interfaccia, e costituito dal modem (fig. 9.6).
DTE
Fig. 9.6 Esempio 9.3.
drm E.\
t:):)g 'U!lgU~g~U!'gq:)!sg sztroros 'U:)!lUlUglUrn)gU0!ZUlOqUp !P ~lI:)OpA UI gIU!ZUgSSg UllnS!1 gAOP!luZZf[Iln ~:):)g'nUlUlS nuo 'U:)l~!l !P uiuoo '~l!SlgA!Un '~lg!:)OS!PUUI~ Up IgAIgS ouroo !luZ'Z!{Iln'glUIgdsusg !U0!ZUlSgldgnUp g 0IIl!SS!lUAgpoisoo IUP 'uorejoopsorodns .euauiutmu ~!I!rn!s 0 u:)!UOPPl glUIlUg:) uun !P ouousof !P 0 '(nouaq nun 0 U:)lg:)!l !P OlnplS! un orduroso 19d) glu:)ol glgl gpUUIlJ tmn !P IgAIgS !P !UOlZUnjgl glgAIOSSU!P OpUI~ U! '::>d un !P olpnb U orotrodns UZZgpUUI~!P gU!PIO nn !P OlSO:)g u!pgrnlglU! U!:)SUj!P !IOlulOqulg uinnduuxnunu t:):)g 'gUO!ZUlUgIIl!luu!ddop '~l!nuquo:) !P !ddnl~ 'nprn -g~ )JS!P-pIUq) gl!qupwu o oranunuoo 0lUgrnUUO!zunj un oUO:)S9UUIU~au oqo gq:)qsUgl -rereo !P g!lgS nun !P gllJOU! OlUlOP 'nsseur !P U!lOUlgW g WV"}I !p mturror U! oiuaiod ntd oijour urn ::>d un !P Ulpnb U gl~S Umngl1q:)IU.JluP croreroqtqo :;na.l !P .larl.las ~(v:JifV.lg UO!1V]S'>/.lOMotdurosa lad) 9U~~!Sa ntd !UO!ZU:)!ld -dn lad onupu 'alualod oiucmrejoonred ::>d un U:)IPU!!S oururroi glUl uoo :uopV1S)/.lOM ~)JOoqglOU'doidtq 'gl!lUllOd roinduroo !P !U!WIgl ! uoo alu:)!pU! ouos qumrod IUO!SlgAgl ~luaq:) !P guo!zunj alg~loAS ouossod 'algI U! qu~gno:) 'oqo 'nztram UIO~U!Snun !P au09sa~ unu nuorogjns !UO!ZUlSald!P !IOlUlOqUp :(::>d) unruliuo» pruosssd ~(laAlas Ins onru UlS alUM.ljOSI!) ouousof !P g oismbon Ip OlSO:)ossaq I! UZIOj !P oiund onroo ouuuq g laAIgS un up onrcurpnor ouopuodrp ~()JS!P-pIUq)otrdord aslOsp !P !A!ld g morzmsard orsapom !P romduroo :1ua?l:J U!l[L 0 1aN:Jd 0 .lalndwo:J )/.lOMlaN ~onopp qup ossnu uoo 'u:)g!:)gds auo!zunj uun U neorpop ouos ~alUI~glU! cqouojuod ~l!Un oqood g azuoiod UlUl!W!I !P dri un ns glUsuq amunns .crossooordoronn U nnaisrs :alua:)Sgl:) uzuciod !P aU!plO U! ourarmncp oqo 'qul -uaUlUpUOj ouosorao ounoja U! OlU:)g!SSUPcrosse ond aUO!ZulOqup !p !WalS!S rap oaUg~Olglg nnraroued I! 'U:)quwIOjU!.JPP opuow pp gUO!ZnIOAaUP!dUl ul ciuoscrd OPUgUal md
·l:lAl:lS/lU:lIP °U:lpOW
L"6 ",'"
·(gluaIUA!nbg OlllU 0 10lUlJ!AUNgdu:)SlgN 0 lalOldxa iourciuj ljOSOI:)!W ~ ruorp UWWUI~Old I! a 'U~!AUUalp glUgln,lJap ulJgnb ~ iuoqo Uurq:):)UUlUI OSU:)orsonb U!) !UO!ZUWIOJU!!IUl !P gUo!zulJnsuo:) UI aluasuo:) ouo OSSglSmnurersord I! U!S 'laUlglUJ OSlaAUIHU!I!qunnsuo:) !UO!ZUUlI0]U! Ul!dso oqo UU!q:):)UWUI U!S qaM .Iaa.las a:)s!uggp IS otduroso lad ~!uo!snjuO:) anap anOA U UlaUg~ .laa.las g 1Ua![:J!U!WIgl !gp auo!z!uggp mddop ulsano ·(L" 6 "~g) ourqooam aAmgds!1 anns (1Ua![:Josseaoui un a .laa.las osssooui un oiuoumudord md 0) lUa!!:) uwrnullJOld un g IgAlaS UUlrnUllJOld un aIUI!~ ouoxop creonmnroo ousssod !lOlulOqUp q~ns nuoprsar morzeoqddn glPP gHOUl~q:)urlJu :aIUM.ljos !P OIPA!1U aq:)uu glS!Sa arnnnns alUl ~.laa.las/1Ua![J umnalIq:)IU ouroo oqotre UlU:)!PU! ~ gq:) Ulpnb oosnrqcp auuoscp U!q:)IUIg~ !P odn II
o !Z !P
"gSlOS!1 ens anu alapa:):)u lad laAlas I! uo:) u:)!unwo:) aq:) '!UO!ZUlSgld gnOp!1 I_l!d!P alolUloqup :1ua?[:J~!:)uap'lad IloluIOqUp !I~ uo:) alap!A!puO:)
tr°6
:gm~g !luan~as gl al!uygp ouos 'U:)!q:)lula~ ulu:)s ns glUZZ!UU~IOgldwas !sunb 'lalndwo:) Ip qal anap 0lIqwu,IPN "aSlaA!p !UOIZUnj alqSgA!1 g uzualod USlaA!p !P alassa <;md 'a.1a 0 'gUO!ZUlOqUp !P ollua:) II !l8P aUO!SS!WSBJl
SOl;
Trasmissionedati: il livello fisico
oni chica, ospita e puo
9.4
Standardizzazione
Come in ogni settore tecnologico che operi su vasta scala, anche il settore della trasmissione dati necessita della definizione di standard che indirizzino la ricerca e 10 sviluppo consentendo l'interoperabilita tra sistemi costruiti da produttori diversi. In tale ambito esistono tre categorie distinte di standard: -
-
standard proprietario: e uno standard basato su scelte indipendenti e arbitrarie del costruttore, ed e generalmente incompatibile con analoghi standard gia esistenti; standard «de facto» (dal latino, di fatto): e uno standard affermatosi senza alcun tipo di pianificazione e di approvazione da parte di un organismo ufficiale di standardizzazione. Puo derivare dalla larghissima diffusione del lavoro di ricercatori indipendenti o dall'affermazione di uno standard pro prieta rio che viene adottato come riferimento da un gran numero di costruttori. Un esempio del primo tipo e rappresentato dagli standard associati al funzionamento di Internet; un esempio del secondo tipo e rappresentato dall'architettura IBM compatibile per i personal computer; standard «de iure» (dal latino, di diritto): e uno standard formulato da un organismo ufficialmente autorizzato alIa definizione di standard.
Esistono numerosi organismi internazionali pubblici e privati che si occupano della standardizzazione de iure nell'ambito della trasmissione dati. Tra questi, i pill importanti sono: -
ITU (International Telecommunication Union); ISO (International Standards Organization); EIA (Electronic Industries Association); IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers); lAB (Internet Architecture Board).
L'ITU e stata fondata nel 1865 con il compito di standardizzare il settore telegrafico, ed e divenuta nel 1947 un'agenzia delle Nazioni Unite. Tale organizzazione si occupa di promuovere la cooperazione internazionale nelle telecomunicazioni mediante l'emanazione di raccomandazioni che, pur non essendo vincolanti per i paesi aderenti, sono di fatto strettamente rispettate dai costruttori, per evidenti motivi di mercato. L'ITU comprende come propri membri approssimativamente 200 Stati e diverse centinaia fra operatori privati, organizzazioni di standardizzazione regionali, industrie, enti di ricerca e altro. I settori principali dell'ITU sono tre: mgola rtatili er ap-
o pill caratsk genore locale onica izzati I dove
ecc.).
settore di standardizzazione delle telecomunicazioni, in sigla ITU- T (Telecommunication Standardization Sector): nato nel 1993 dalla riorganizzazione del CCITT tComue Consultatif International Telegraphique et Telephoniquei, si occupa prevalentemente di sistemi telefonici e trasmissione dati. In quest' ultimo ambito rivestono particolare importanza Ie raccomandazioni della serie V (trasmissione dati su rete telefonica) e X (reti per trasmissione dati e comunicazione tra sistemi aperti); settore radiocomunicazioni, in sigla ITU-R iRadiocommunication Sector): nato nel 1993 dalla riorganizzazione del CCIR iComite Consultatif International des Radiocommunication), si occupa dei sistemi radio e in particolare regolamenta l'uso dello spettro radio da parte dei diversi sistemi di comunicazione; settore per 10 sviluppo delle telecomunicazioni, in sigla ITU-D (Telecommunication Development Sector).
L'ISO e un'organizzazione su base volontaria fondata nel 1946, i cui membri sono le organizzazioni degli standard nazionali dei circa 100 Stati aderenti. L'ISO e il principale ente di standardizzazione internazionale e si occupa di un numero enorme di soggetti che vanno dai dadi e bulloni aIle reti di calcolatori. In quest' ultimo ambito ha sviluppato un importantissimo progetto identificato come modello di riferimento OSI (Open System Con-
209
de :11
::llU::lWU::lUU1OdW::llUO:) ::lU!~~O::l[un~n !P !H:)q:):)ud oroncursan ond onranb II! 'qup ::lUO!SS!WS -an UIPP Ol!qWU.[pU onnono !P ::lUO!ZUlnWWO:) UIPP ::llU::l!:JYPnrd olIoW ~ U:)!U:)::ll!P odn OW!lIn.lS::lnO'(::lIUUTj oiuom omddo OA!SS::l:):)ns opou) ouorzaunsop uI ::ll::l~Un!~~Ull::ld0lUPUllS -U! ::l OlUZZ!Iuuu 'opou !U~O II! OlUZZ!1OW::lW aUa!A onoqooad unosmo aorrard U! ~(q8'6'~y) euotzamunnoo !P !POU !ap oirad up (P.lVM.IO! puv iJ.lOJs) !:)UU[!l a quawuu!ZZU~UWlII! !P ouos ann OSlaAUlnU aUo!zuuqsap aIUU!Wlal IU aU!~!lO a[UU!Wlal IUP ouopooord aq:) '«!naq:):)ud» alUU!WOUapuHuyapald UlII!SSUWaUO!SUalli!p!P !lUlUalliap Vl!Un U! OS!A!ppnSaUa!AalU!AU!up O!lUU!qossnu I! 'aq:)!laWnU nar rod ojos UlS!Aald 'oUiJljJ:md !P iJUO!ZVmWWOJ uIPN '(v8'6 '~y) oluawu~aIl0:) I! alS!SSnS!m U! oduroi I! onru rod auo!Zu:)~nllim uI a:)s!nu opmb U[ OSlaAUlnU 'OlUWU!q:)a cnmurarqo Ull auotssoutroo ullu ulu:)!pap U!A ann Ul!I!qUlS aUa!A ounau» !P iJUO!ZVmWWOJ uIPN '8'17 'lud '1 'IoA [on orauturaso alUaWU!lUWWOSV!~ 'onoqooed !P ouotzm -numroo uI a onnorto !P ouorzemunnoo uI ouos iuorzuorunnroosqai !P oqoqqqnd alnnTIllSU1] -U! allup aluzZ!Iqn ouorzamunnoo !P aq:)!u:)al a'] 'oluawu~alI0:) [! apn!q:) auo!ssauuo:) U[PP oiuournreqqa !P asu] ntm 'otqumos 01 oraunnror ~qup ! !SlU!qWU:)souossod uuom !I~ alunb uI odop cuorssouuoo uIPP aUO!ZUlnUlSU!!P asu] nun an~as 9q:)!podop 'alanauuo:) up alualn.[pp aUo!zu:)yquap!.[ alal UIIU al!U10] aAap onreurerqo II '(U:)!UOPPl alal uI lad aUa!AAUouroo) aiscrqou ns nucm !ons ! auouuooraim oqo 'ouotzemunnoo !P !POU ns mnseq 'UlnHTIllS sun ~O!:) a 'UlUlnwwo:) alal tnm UZZ!I!ln optranb OJVmWWOJ Ol!uyap ~ oluawu~alI0:) u[1
-oreorpop olUalliU~a[ -10:)a oramunnoo olUawu~aIlo:) otnoo oreotpur 'onmstp motzrqos anp ![!q!uods!p ouos onqure a[Ul U! a 'alolsa~ un !P motzeorunurooojcr !P !Z!AlaS !U orcaroou otressooou ~ 'u:)y!laA !S uou Vl!IunlUaAa alul as ·('1.l0MliJ N ViJ.lV /VJ07) NV,] 0 'iJ/VJo/ ViJ.lV U! »uu nun al!lliUll 17Z ns a10 17"(;0101 Ull rssomroo alassa ouossod !1OlU10qUp !I~ a ciuounnexud aluZZ![Ual arcsso ouossod !uo!ssauuo:) a[ 'ouunsraxnm sndumo un 0 o!:)y!pa un 'UZUUlSnun msonb U!S'UlUA~d ualu,un !P OUlalU!,lIu used ouos !wqln usonb as ~alu~aII0:) up uoraroqejc TI~ap auo!zu:)0IS!P ullu osaq II! BUB] crosse ond oprensu U aUO!ZU!lS!Peurud UU[1 ':):)a 'O:)!lJUll !P aumjox 'U1Sa!q:)!1VH:)OPA'alanauuo:) up ala !ap U:)!Jul~oa~ ouotznqtnstp a oroumu !Iunb !lOnU] qoxcroummn up opnodrp qup ouotsstursan uI lad alUZZ!l!ln up aluuu:) !P odn pp UlP:)S U']
'aUO!ZUal:)!P 0:)!~OIOU01:)aU!plO U! unraumu 'oooz u:)l!:) OUOlS!Saau ~olussalalUT U!S onbunrqo up unrcdnocr alassa ouossod a iotuouq ns quzZ!1Owalli ouos :)3."M!I~ '(icurciuj up cuotzmjnsuoo ul lad aq:) ua:)ullu:) uW10J II! nuoumoop ! lad U!S aluA) Olualliu~ud U ojos !lullnsuo:) alas sa ouossod aq:) ":):)a 'OSI '[1lI P1UpuulS ![~ap uzualaJJ!p V '(oiuounnoo !P ulSa!q:)!l 'lUiJWWOJ .lOd lSiJnbiJN) :)3."M q!UTjap !:)~:)al uroddar lp a!laS nun oSlaAUlnU oraiuosard ouos HVI olPP aq:)y!:)ads a'] 'alal alul !P oddnpxs O[PU opuour I! onru II! !lUu~adlli! rroreoroou !ap OlOAUIIU up!n~ up ala~Un] up opour U! iourouq !P auo!zn[oAa,I aluzz!IUUO!ZUl !P onduroo [! uo:) £861 lau 0lual:) qladsa !P OlUl!lliO:) un ~ HVI 0'] 'aq:)quWlO]U! qal alPP 0l!qlliu.[[aU !lOlUl0:)Iu:) !P auo!ssauuo:)lalII!,I aluUplUn~!l 'lO8 aH'iII awo:) Olu:)yquap! aAU!q:) P1UpuulS oun Oluddn[!AS uq opuo:)as II '17Z'A awo:) l-[1lLIIUP 01UZZ!P1UPUU1S alUalliUA!Ssa:):)nsa osnJJ!p aluaWUlliallsa 'Z£Z-S"MVB 0lUU!WOUap a:)a-ala U!:):)ujlalU!Tp P1UPUU1Soun Oluddn[!AS uq OlII!ld II 'qup auo!sS!WSUll UIPP odwu:) pu P1UPUUlSqUUllOdw! !P !lOlnu !UU:)llawuplOu !lliS!UU~lOanp ouos a3:3"L,] a VI3,,] 'aq:)!J!:)adsuaq !Uo!zunJ an~asa !Iunb !ap oumSU!:) '![laA![aHas !P awa!su! un U! oluzzads 0lU1S~ !Uo!zu:)qddu anp Bll aUO!ZU:)TUnlliO:) UIPP Ullia[qOld Ol;)lU!,[ :qPA!I U o!:):)olddu un ISO,[ lad OlUHOPU0lU1S~ '!Walqold !ap Vl!ssaldllio:) U[ al!lSa~ lad '!llialS!S !llIU uo:) auo!zu:)!unwo:) ullu Illadu !llialS!S alu~alI0:) ~ OA!na!qo ons I! 9q:)lad '(!l1adu !lli;)lS!S!P auo!ss;)uuo:)lalII! 'UO!PiJU !lep auo!ss!wseJl
Oll:
Trasmissionedati: il livello fisico
211 Fig. 9.8 (a) Commutazione di circuito e (b) commutazione di pacchetto.
(a)
2. Sorgente B
Destinazione B
o
CircuitoA Circuito B Nodi di commutazione
e ti te
di 10 a e
(b)
..
;
/
/
Sorgente B
oli
\ \
. ,.
•
Destinazione B
o
Pacchetti A Pacchetti B Nodi di commutazione
su percorsi diversi 0 utilizzare la stessa linea per trasmettere pacchetti provenienti da origini diverse, prevenendo situazioni di congestione e sfruttando in maniera ottimale la capacita trasrnissiva della rete; mal si adatta pen) alla trasmissione in tempo reale di segnali informativi audio-video, a causa delle interruzioni e dei ritardi impliciti nel sistema di trasmissione stesso e). Si puo quindi riassumere che: , -
na ta
\
la cornmutazione di circuito e la tecnica tipica delle reti che trasmettono primariarnente segnali audio e/o audio-video in tempo reale; la commutazione di pacchetto e la tecnica tipica delle reti adibite primariamente alla trasmissione dati.
In una rete a commutazione di pacchetto, il trasferimento dell'informazione tra il DTE sorgente e il DTE destinatario puo avvenire secondo le due modalita indicate come datagram e circuito virtuale. Nella modalita datagram ogni pacchetto contiene l'indirizzo del destinatario e in base a tale informazione viene instradato indipendentemente dagli altri pacchetti relativi allo stesso messaggio; pertanto i pacchetti possono percorrere strade diverse, venendo poi riordinati una volta giunti a destinazione (fig. 9.8b caso A). Nella modalita circuito virtuale e stabilito un percorso predeterminato per tutti i pacchetti relativi allo scambio di informazione tra i DTE interessati (fig. 9.8b caso B); tale percorso viene indicato come circuito virtuale, intendendosi con cio che in realta non esiste un vero e proprio circuito impegnato dalla comunicazione, visto che le linee interessate rimangono comunque a disposizione della rete per trasferire i pacchetti relativi ad altre comunicazioni. Nella modalita circuito virtu ale il percorso tra i DTE viene stabilito per mezzo di opportuni pacchetti di segnalazione, che precedono e seguono la cornunicazione vera e propria al fine di stabilire e abbattere la connessione virtuale. Caso particolare della modalita circuito virtu ale e il servizio Circuito Virtuale Permanente, 0 PVC (Permanent Virtual Circuit). In questa caso la rete assegna in modo permanente un circuito virtu ale che connette i DTE, e vengono quindi a mancare le fasi di costruzione e abbattimento della connessione virtuale.
LtO
(') Si deve pen) osservare che sono in fase di sviluppo sistemi telefonici basati sulla commutazione di pacchetto. Le applicazioni audio, per la pili bassa frequenza di cifra richiesta, sana quelle pili promettenti in questa campo.
np B
, un
n
Bi
'OlBZZ~mnO~Z~Al;)Spp BPUO::>;)S B onaqoond ~p 0 Ol~ml~::>~p ;)l;)SS;)ond oucrzmnunnoo ul '(ntd 0 S/l~q)[09 -7- Of) ;)lflA;)Pnrd ~l~::>0pA~p Olu;)~~Un~~Bl IUulBz~IBmJ S~dD ;)UO~SU;)lS;),I ;)UO~ZUA!llU ~p;)suJu~~ nur 'S/l~q 0096 ~p ~ WSD ;)IUU~l;)l un up ;)Eq~~un~~ -~Ul Bm~ssum ~l~::>0pABI 'oisoi oisonb onapar ~ mo tI;)G u~ omourour I;)N '(6'6 '~y) B~:J::>BJ1;)lU~ Ip BP;)q::>Smm oinrran nrrr IB OSS;)UUO::> ~ P;) m;)pom ~p ouorzunj BI g~IOASgq::>'glulnlp:J OUOJgplI~~ H;)a E armour ';)ElUl -rod romdmoo un oiuoumordn ~ Hla I~ OSB::> oisonb UI 'glOlS;)~ E uoo orejndns OlU;)mUuoqqu Ip OnUllUO::> pu OlUl~glU~OlBlSB~SO~~AlgSgIUl oqo orduros 'glgl uIluP ouodoo nts oqo O~lOl~ll;)l pp oiund tserspmb up trap ouorsstursan ~p ~~AlgS ~ ;)lUZ~mn ;)Eq~ssod ~ glulnlp::> glgl Bun gl~Bll
';)llllnII;):J ;));)l ;)111li1ll1 111lp
ouorssnussrj, 6'6 .,!.:I
'S/l~qW l ~p oxrssojduroo ossnu un gUO~~SOdSlPU gngm opmb p '(oununrd OSS;)::>::>B) ~l~:JOpA unu ntd B NaSI OSSg:J:JBun ;)lgAU::>SOnOS ~p ~l~Eqlssod ul oistsa 'oro U glllO '~Eq~uods~p !~AlgS ~p USOl mdum nrd ul ~q::>uou '(mBgllSUMOP U! oIoS g 'S/l!q)[ 8'17 ~ ouurodns ~s glU;)mU1Bl NlSd ns l6'A ;) 06'A UO:Joqotra gq:J rroprsuoo IS) gUO!SS~mSBll~p ~P::>0pAglO~~~BmUl '(NlSd nucm uoo ;)q::>UBoreotunuroo ond NaSI oiucm un) !lSO::>~SS;)lS ~l~ ;) ~plumdu::> BSSglSBI ouos NlSd uIPP osn,IlB onodsu NaSI esnq OSS;)::>:JU.llgp osn,nBp qUUAPgp qBd~:JU~ld!~~UlUUAI 'NlSd ns nrotzsonmmoo ;)lIU B::>qddu ~s gq::>USSglSuI ~ ;)UO!ZUJJpUlul 'S/lIq)[ 8lT U nap ;)UO!SS!mSUlluI rod gluuu::>oonm un glgUgnO 19d qBUB::> ;)np !gp !ssnu ! gl~n gpq!ssod ~ 'ouonaurrod 01 uuom q~gp g:J:JUJ1glU~ gI cs 'gwgmuAquUlgnB ~(Olllu,lIns rrep g gluuu::>un ns g::>OA otduroso 19d) oouarodurciuoo nrorssotruoo ;)np rod quz~mn arosso ouossod g 'uuapuodrpm ouos fI ~luUB::> onp I '~l~:J0pA esssq U ~lBP orqureos 01 19d aEq~uods~p oscr glgSSa cqotra ond mn 'alBllua::>-alUgln gUO~ZUIUU~gS Ullgd nunou ~p OlBZZ~mn~ ournjnisanb ~S/l~q)[91 U a aluuu::>un a S/l~q)['179 U fI quuu::>gnp alUgln,IPP ouorztsodstp U onam NaSI gsuq oruoureuoqqe un Ip gUO~~l::>SOnOS uI 'onnsos u~ oq~am ~lPgA ts amo;) 'ongq::>:JBdIp Bnanb u~s ormono ~p ouorzamumroo Bl B!S uzz~Eln NaSI 'qup ouorsstursun a U!UOPPl '~l!::>0pA unu pu xUJ 'gUO~zu::>!unmo::>Ogp!A !P ~Z!AlaS al!UloJ !P onduroo n uoo UlUBAOU!UUU~I~gUuqBH ~ Uluddnl!AS gIUl!~!P ouotzeonmuroo Ip glgl ul ~ NaSI algl Bl (}(JOMJaN teJ!,g!G saOflvas paWJffawt)
SBun s B~Bd ~mIB .{VM
NOSI 8'j,8H
'alU!ZUalgJPP gJJl1UloUO~UOdOld UOlUlgdo !umlu gIunb p lad 'lgUlglUI B OlUgmu~gIlQ::>!P oSU:Jpu OpqBA qdduouos uzugn~gsuo::> ~p g 'llup gUO~SS~SBll 19d llUgmB~gno::>g ~::>!uoJllugmU~gno:J Ull 'gIUlgUg~ Ul 'gUO~ZU~lS!P glS~Sguou NlSd glgl ul 19d 'u::>!uoJBpuBq u~ mgpom un Ip ~SOpUBlOP~lUp gl~lgJSUll g ~SlgngUUO::> !P llugln !P u!ddo::>!SU!SlunbU gngmlgd gq:J 'glUmdu::>guo~snJJ~pBns BIluP OlUP ~ u::>!UOPPl glgl uIPP ozz!pln.llBp gUg!nO !S gq::>gIUlUgmUpuoJ O!~~UlUBAII 'glgl gIBl 19d ~Aq!~PP glUlgp!SUO::> Bp ouos ('17''17'9 g £''17'9 'nud !pan) l6'A g 06'A g!~OI0U:JglgnBp llun~~~Ul mUgllSdn,1 19d S/l!q)[ 8'17-9'££ g mUgllSUMOPP 19d S/l~q)[ 9~ !P ll!m~l 1 g 'glBAgp r:t~dgl Bll ~ uou qup gUO~SSlmSUllUI 19d gpqmgnO U1J~::> Ip UZUgnbglJ Ul ~UOIZ~pUO::> !IUl U~ ~ZH00'17£ B 00£ Bp gpUglSg !S glUBSSud BpUBq 1m Bl gIBUB::> un glUgln.Ilgp gUOTZlSodslPB gngm glgl glBl 'ol~ml~:J !P gUO!ZBlfimmo::>BlIns UlusBq 'B::>!UOPPlgl;)l ;)IUmlOU ul ~ NlSd glgl Ul
'glUlgplSUO::> opn~gs !P gq::>qqqnd qgl gngp uun glUU!pgm lluP guo~SS!mSUllBllgd OlBlnmmO:J OlUgmU~gno::>un glUzzqqn ~p glgP!:Jgp gS v
1l8p auo!ss!WseJl
Trasmissione dati: il livello fisico
Rete Itapac (accesso commutato) nto ·ate.
mea ersi iste di mto
La rete Itapac e Ia rete pubblica italiana a commutazione di pacchetto, sviluppata a meta degli anni ottanta con il compito esclusivo di fornire servizi di trasmissione dati a 64 kbit/s conformi alIa raccomandazione CCITT X.25. L'accesso alIa rete puo essere diretto (l'utente e permanentemente collegato alla centrale Itapac pili vicinal 0 commutato (l'utente si collega alla rete solo quando desidera comunicare). Nell'ambito dell'accesso commutato esistono poi due modalita di connessione. La prima, indicata come accesso identificato, richiede che l'utente sia abbonato a Itapac. La seconda, indicata come accesso non identificato 0 Easy Way Itapac, non richiede che l'utente sia abbonato a Itapac; l'accesso avviene tramite alcuni numeri validi per tutto il territorio nazionale, e per il collegamento il chiamante paga solo uno scatto, mentre il costo della connessione Itapac viene addebitato al chiamato. Un aspetto pecuIiare di Itapac e che iI costa dell'abbonamento e la tariffazione delle chiamate dipendono essenzialmente dai tempi di utilizzo e dal volume di dati scambiati, mentre non dipendono, almena suI territorio nazionale, dalIe distanze coperte dai collegamenti. Al fine di ottenere velocita di trasrnissione pili alte (fino a 2 Mbit/s), e stata sviluppata recentemente una evoIuzione di X.25 denominata Frame Relay; una import ante caratteristica delle reti Frame Relay e che possono essere utilizzate, oltre che per la trasmissione dati, per il trasporto di voce 0 video a bassa velocita.
nta rna
tto.
isso
9.5.3
Collegamento dedicato
Un collegamento fornito da un gestore di telecomunicazioni e definito dedicato, 0 diretto, quando esso collega permanentemente i DTE interessati. Un circuito dedicato e di qualita migliore rispetto a un circuito commutato in quanta utilizza sempre le stesse linee, che pertanto possono essere opportunamente equalizzate con dispositivi fissi; cio si traduce, in generale, in un tasso di errore inferiore rispetto a quello che si ottiene con collegamenti commutati. A tale proposito si deve osservare infatti che una linea commutata ha una configurazione variabile e puo quindi essere equalizzata, volta per volta, solo con dispositivi automatici, la cui efficienza e minore di quella degli equalizzatori fissi. L'impiego di un collegamento dedicato puo essere vantaggioso nei casi in cui e richiesto un basso tasso di errore e/o i tempi di collegamento giornalieri tra i DTE interessati sono molto elevati. Inoltre e possibile utilizzare sia circuiti a due fili che circuiti a quattro fili. A seconda delle proprie esigenze, un utente puo decidere di utilizzare un collegamento dedicato per Ia trasmissione dati mediante uno dei servizi di seguito considerati.
Linea urbana
La linea urbana e un doppino telefonico che puo essere affittato daI gestore nei cast III cui sia disponibile, nella rete di distribuzione urbana, un collegamento che connett a i DTE interessati senza coinvolgere apparati di multiplazione 0 centrali telefoniche. ite III
agrna a aI
it/s di
CDA
Un collegamento CDA (Collegamento Diretto Analogico) e costituito da un circuito dedicato a due 0 quattro fili con piccola banda passante (usualmente 4 kHz). La qualita del collegamento e la velocita di trasrnissione ottenibili sono limitate e paragonabili a quelle dei collegamenti su PSTN con modem in banda fonica; per tale motivo i CDA sono un mezzo di trasporto obsoleto destinato a scomparire in breve tempo.
213
np ;);)A
PP BIIB !I !S
I
I
I
r=- r;;: r=ala
I
[
3.LG
-I
lUG
3.LG
3JG
I
'iDG
3JG
I
l
l
(11)
-I
(q)
-I
3.LG
-oiundnjnur (q) o oiund-orund OlU:lUlll'il:lIlOJ (11) O"t"6 "!:I
B[ B1!l!qB1S BliOA Bun ';)llIOU! ;) Oll[BJ[B OlBZZ!l!PU! ordmos ~ 3.lG un Bp OSS;)WS-el1 ;)U;)!A oqo 9!;) :9BP ;)UO!SS!WSB11 BII;)U ;)lqS;)lJ Bp ooqdurcs ntd ;)UO!ZBmlJYuO;) B[ ~ oiund-oiund OlU;)WBlJ;)IIO;) II ·(v01·6 ·lJy) otund-oturui OlIUY;)P ~ BAP;)P ;)U ;)q;) OlU;)WBlJ;)IIO;) !P odn [! '!lBP ;)UO!SSIWS1Ul!P !W;)lS!S onp an ;)lU;)UBW1;)d 0 B;)UB10dw;)1 ;)UO!SS;)UUO;)Bun BZZ!lB;)l !S oPUBnO
n
s
·(NG:::> ns ;)IBnll!A B1BAIld ;)l;)"}!BIIB OlJOIBUB) qU;)l[l !P Osn!1:[:::>oddrurj 0 ("}!Ad) ;)lU;)UBW 01!n:J1D l! ;)WO;) tzrxros Ip rpumb onrujnsn 9nd ·;)1;)1 BIIB ;)lU;)W;)lU;)UBW1;)d BlJ;)IIO;) O[ ;)1:[;)B1B;)lP;)P B;)ll![ Bun !P ;)UOdSlP ;)lU;)lnJ ;)BdBH B On;)l!p OSS;););)B,1;)lUB!P;)W
-l;)d ;)IBnll!A
(Oll8J!P OSS8::>::>e)::>edell ·!P;)S ;)np un BZU;)l;)JUO;)O;)P!A Bun !P ;)UO!SB;);)O U! ordurosc rod ;)WO;) 'B1S;)!1:[;)!1 BI0lJU!S ns OlBZZ!l!ln ;)l;)SS;) ond OlU;)WBlJ;)IIO;) H OSB;) OPUO;);)S pu ~OlU;)WBlJ;)II0;) PP oduroi B B;)!PO!l;)d n!l!q!uods!p Bl Bq ;)lU;)IP I! OSB;) ourud PN ·;)UOlZB10U;)ld ns ;)[BUO!SB;);)Oosn B o
"S
BSSY B10 B :~l!IBPOUI ;)np UI 01!U10J ;)l;)SS;) ond l-NG:::> OlZ!Al;)S IT ·S/l!q)[ 8pOl - 89L - ll~ - 178£ - 9~l - 811 - 179 !P ~l!;)0PA ;)I1B 9U;)WBlJ;)IIO;) qS!A;)ld OUOS ·BUBUI91;)S BIPP !U10!lJ ones !;)P ;) B1BUlO!lJ B[PP ;)10 pl ;)lI;)P O;)lUJpU ~lmU!lUO;) !P aqonsuairerao BZU;)S ;)l!UY;)P;)ld !P;)S onp ;);)s!un ;)1:[;)OlB;)!P;)P ounorro un ~ (o(}uvJ.odUl(}.L NG:::» l-NG:::> OlU;)WBlJ;)IIO;) U[l
·(G-Ad"}!) V1VJ!p(}a (}/vm.l!A mva!.Icl (}1(}N !P B[lBd !S OSB;) oisonb UI ~NG:::> nmono !P ;)W;)!SUI un Bp 010[ Bll 9BlJ;)1I0;) ;)l;)SS;) ouossod tUG \l!d ·3.lG ! an BZUB1SlP BIIBp
opuodrp ;)1:[;);)UOUB:Jun ll! ;) ossY ;)UOUB;)un U! OS!A!ppnS ~ 'OlU;)WBlJ;)IIO;) PP OSU;)lU! OU;)W 0
PO,., [
lS;)lJ dSIl
fUi
0
~n;)U ~SOd
r
Ild rIIO;)
ntd ozz!lqn,IIBp ;)IB!ZlBd oZZ!lqn
ciucpucdtput 'NG:::> un !P OlSO;) UO;) nnpoo ;)l;)SS;) ouossod o T-WlS
II
·BA!SS!WSBll ~l!;)BdB;) BIPP ;)[BlOl 0 HGS BUIBll Ip amntuis Bl OUBzzlInn
S/l!qW ~~T B NG:::> I ·S/l!qW ~~1 - 17£ - l ;) s/llq)[ 89L - ll~ - 178£ - 9~l - 811 - 179 - l'61 9'6 - 8'17 - p'l - z't ouos !I!q!uods!p ~l!;)0PA ;)[ oisor oisonb ouapor ~ !n:J UI 0lU;)WOW PN ·(X[lWS) .I(}x(}/dmnWqn 0lUU!UIOU;)P oxnrsodsrp un cinrmn BA!SS!WSBll ~l!;)BdB;) Bl OUOP!A!P -pns !S ;)1:[;)alG ntd Bp OS!A!PUO;) ;)l;)SS;) ond crnddo alG oomn un ap orazzqnn ;)l;)SS;)
s
ond NG:::> ;)IBUB;) 010lJU!S u[l ·S/l!qW ~~1 !P OW!SSBW un B s/l!q)[ z't !P 0Ul!UIW un ap BA ;)1:[;);)UO!SS!WSBll !P ~l!:J0[;)A Bun ;) 010;);)Id oijour ;)1011;) !P OSSBl un up 01BZZ!1;)llB1B;) !lY ornsnb B OlB;)!P;)P onnono un ~ (OJ1..I(}UlnN On(}.I!a 01U(}Ulvg(}lloJ) NG:::> OlU;)WBlJ;)lIO:J u[l
rruO;)
NO::> !l8P auorssuusarj
tro :he IUO
IdX).
~.6 t s ale
Trasmissionedati: il livello fisico
connessione, il DTE che deve trasmettere trova sempre la linea disponibile. Mentre un collegamento commutato per forza di cose di tipo punto-punto, se si dispone di linee private 0 di collegamenti dedicati e si vogliono connettere pili di due DTE in modo che possano interagire reciprocamente, possibile ridurre il costa dei collegamenti fisici connettendo pili macchine alla stessa linea. Tale tipo di collegamento definito multipunto o multidrop (fig. 9.10b). Se da una parte un collegamento multipunto consente notevoli risparmi in termini di stesura di cavi 0 di affitto di linee dedicate, dall'altra impone una gestione della comunicazione pili complessa rispetto al collegamento punto-punto; in particolare necessario che:
e
e
-
:di
9.7
sa ca
.la
-
a ciascun DTE sia associato un indirizzo ben definito, in modo tale che i dati trasmessi da un DTE, contenenti l'indirizzo del destinatario, siano accettati solo da quest'ultimo; siano adottate precise procedure di accesso alla linea, che evitino conflitti nella cornunicazione impedendo che due 0 pili DTE trasmettano c,?ntemporaneamente sulla linea stessa.
Direzionalita del flusso
La modalita di una trasmissione dati puo essere definita in base alle caratteristiche di direzionalita dei flussi informativi scambiati tra i terminali. Da questa punto di vista, detti A e B i sistemi connessi, sono definite Ie seguenti modalita di trasmissione: -
simplex: la trasmissione dati avviene in un solo verso, per esempio da A a B (fig. 9.11a). Per Ie evidenti limitazioni, Ie applicazioni che utilizzano la modalita simplex sono scarsissime; una di queste il sistema Teletext (in Italia Televideo); half-duplex: la trasmissione dati puo avvenire in entrambi i versi, rna non contemporaneamente. La trasmissione half-duplex in alcuni casi prevede che i termin ali , con temporaneamente alla ricezione dati, possano trasmettere brevi sequenze di bit relative a segnalazioni di servizio, come non disponibilita del terminale, trasferimento dati positivo 0 negativo (errore rilevato), 0 altro (fig. 9.11b); il canale di ritorno, detto canaLe supervisore, che impegna la linea con un ridotto flusso di bit, si vede assegnata in alcune configurazioni una velocita di trasmissione pili bassa rispetto al flusso dati; [ull-duplex: la trasmissione dati puo avvenire in entrambi i versi contemporaneamente (fig. 9.11c). Un esempio di trasmissione full-duplex la comunicazione con un provider Internet tramite un modem V.90.
e
-
~a 'f-
l
ie
e
e
)ili de di
tte f -
215
-
e
:0 te
la Ca)
Dati
i..... _A_· __ .:-I-----... ·~I B I- __ D_at_i _--t_r- -
Cb)
"canale kW
(c)
r
i'!
S'
I.
superViso: ••.• . Dati Dati
•
w
I
ww~
••••
,
Dati
.... 1.
B ••• 1 Oppure . _.;A_· -.It·(C;;an~a~le~su;;;p~er~V~is~o~:e-., .... ·.;·BIII_.I-
-- J
B
Si noti come il tipo di direzionalita esistente in una trasmissione dati faccia riferimento alIa modalita di funzionamento dei terminali interessati, e non aile caratteristiche fisiche del collegamento stabilito; per esempio, sulla linea telefonica commutata i modem pili vecchi comunicavano in half-duplex, mentre oggi viene utilizzata sempre la modalita fullduplex.
Fig. 9.11 Modalita di trasmissione (a) simplex, (b) half-duplex e (c) full-duplex.
x.L~ X~~
IlJqid
av.----~======~----;J!IlUO!Z;Jl!P ororerddooon
(q)
:av
ooruomopoido aronnpsan :1. OSOU!U1n[ dlll~dS
(v)
0(q£l"6 O~!!)!/VUO!ZiJ.I!P uonnddoooo ~llm~wou~p ~A~l~sods~p~lUU~p~Wuounpsnn ~ uoo UlR~:):)Rl -rcim R:)910 UIq!! RIOSeun opUl:!zz!Tqn ornddo (V£l06 o~!!)~uO~SS~WSRll~p OSl~A umsu~:) rod R:)~nORlq!! RUn 0puRZZH!ln U1RZZTIU~1 ~l~SS~ ond ~IUUO~Z~I~p~q ~uO~SS~SUll RI torno ~W~lS~S~~N
-orerisnjp 0l!n~~s ~p ~WO:) 'OlR~I -un OA~SS~WSRll OZZ~WIUP ouopuodrp O~q:)~U:)~l nUl o~ssnu ~np ~ an oqoordtocr ~ZU~l~ll~lU~ ~lUl~A~rod ~q:)~U:)~loumroddo ~I oreuope ~l~SS~ OUOA~poiuauod ~ ~UO~Z~l~p ~I equmnua u~ ~ssnu 9U~S~ld ouos ~:)~AU~xojdnp-jjnj OlU~WU~~no:) PN °O~PRl ~IRUU:)un opuesordun UIO:)UU 0 uomo lUq!! Run UO:) omddo '!I!I ~np ROAR:) U! OlU~WU~~no:)un UO:) nUU~Wl~l ! opuououuoo !I~quzZTIU~louos 1?l!IUpOW!IUl oiuairod ~ (x~Idnp-Jluq OSR:)I~u ~lU~WRA!lRU -l~lIu os ~q:)UR) ~IUUO!Z~l!pIUn~ 9uP !~P ossrqj I! xcjdnp-jjnq ~ xojduns 1?l!IRPOW~IPN
°IjIlUOIZdJlplq I:JIHO IW;)lSIS
&l06°'1.:1
01;'6 orduicsq 1:1°6°'1.:1
UO:) suoo Rlp:!P mlll!!
O:):)R enos
rppns
O(Z1"6 0'3!.J) x~ld -np-jjnj 0 xojdnp-jjeq ~UO!SS!UISUll !P 1?lqup -OUIUI crmsodun opmb UI ~lUUlp~UI''{JJiJ!.ld < VPiJl.{:JSiJWOU> /iJJiJH.!0ll0./1uo:J !P 0lliJU -O.ld /
-UVd osroorod J! '-'lUU!P~UI ~IIq!'3um'3'3ul'ou -orzdo.un ~I!q!uods!p ~ ISU:)!un:)lu UI O~IU:)01 oior nun m ;)d IllIU pa ;)d un ~lu'3~H0:)U mresscoau npoqos nun ~ '-'l~l !P up~q:)S nl
17°60IdW3S3
!lBP
auorssuusaij
217
Trasmissione dati: il livello fisico
Collegamento full-duplex su cavo
Nei collegamenti a quattro fili non sorgo no problemi in quanta esiste un circuito per ciascun verso di trasmissione. Nei collegamenti a due fili i flussi viaggiano invece sulla stessa linea e il segnale d'ingresso di ciascun ricevitore e determinato dalla somma del segnale trasmesso e di quello ricevuto (fig. 9.14); per discriminare i due segnali in ricezione possono essere utilizzate le due tecniche di seguito descritte. Una prima tecnica che consente la trasmissione in full-duplex su due fili consiste nel suddividere la banda utile del mezzo trasmissivo in due sottobande, assegnando ciascuna sottobanda alla comunicazione in un singolo verso di trasmissione (fig. 9.15). Grazie a tale accorgimento il ricevitore puo separare il segnale di upstream da quello di downstream filtrando quest' ultimo con un filtro passa-banda, Un esempio di divisione di banda e dato dalla tecnica ADSL-CAP (vedi par. 3.7.1). Lo svantaggio principale del metodo descritto consiste nel fatto che la banda utile deve essere suddivisa per i due versi di trasmissione, con conseguente diminuzione delle velocita di trasmissione rispetto al caso in cui si sfruttasse l'intera banda utile per ciascun verso trasmissivo. Per trasmettere in full-duplex su due fili utilizzando l'intera banda utile per ciascun verso di trasmissione si deve adottare la tecnica della cancellazione d'eco, gia esaminata nell'ambito della tecnica ADSL-DMT (vedi par. 3.7.1). In questa caso i due segnali di upstream e downstream si sovrappongono in banda, rna l'eco costituito dal segnale di upstream viene cancellato da un circuito apposito posto in precedenza del ricevitore, cosicche in ingresso di quest' ultimo compare solo il segnale di downstream (fig. 9.16). La cancellazione dell'eco e una tecnica circuitalmente pili complessa della divisione di banda, rna 10 sviluppo dell'elettronica integrata ha fatto si che prevalga oggi in molte applicazioni rispetto a quest'ultima; per esempio gli attuali modem in banda fonica utilizzano tale tecnica proprio per la necessita di sfruttare per ciascun verso di trasmissione la gia esigua banda del canale fonico. Collegamento full-duplex a mezzo radio
Per i collegamenti full-duplex a mezzo radio valgono le stesse considerazioni relative al collegamento su cavo a due fili, per cui almena in linea teorica si potrebbe pensare di utilizzare sia la divisione in banda sia la cancellazione d'eco. In realta quest' ultima soluzione
Banda utile
_n
Fig. 9.14 Sovrapposizione dei segnali nella trasmissione full-duplex su due fili.
f
-
-
Fig. 9.15 Divisione di banda per trasmissioni full-duplex. Linea -----< Downstream Downstream
Fig. 9.16 Principio della cancellazione d'eco.
~ uI mq ISB B'1
Ef6
:>pop
~P
ozuonborj
;)1 Bl1 BSS;)WWB BZUB1;)1I01 BI
BZU;)nij;)suo;) !P ;) l!q !;)P B1Bmp BI ;);)s!nu!W!p :q!Wq
nuonfios
;)P;)!LJ;)U.UOU 9LJ;)1;)d !Aqlsods~p -;)lJOS! ;)lU;)WBSOlOij~l ;)l;)SS;)
rnddos !P
';)LJ;) '!IBU!Wl;)l
anouuod oisonb
I;)U
ouossod
uou
~;)101~A;);)~1PP
'nrqossn
'nzucnbaij
;) ;)10PU;)WSB11 PP
~U!Wl;)l U! ';)LJ;)UB cosmunmp
PP
:>pop
PP
-
O!;)UBijijB !P !llml!;)
BSS;)lS BIIB ;)lBl0ABI
rod
!lBH;)ijOld
:lj;)OP !P ~101£1;)U;)ij UO;) ;)UOISS~WSB11BI ;)lBZZ!IB;)l
BII;)nb ;) OSS;)WSB11 ;)IBuij;)S pp
BlqU;)SUO;) ~ ';)!lBU!q
Ip ;)UO~ZBZZ!U01;)U~SBI ;)IP BmU;)1
;)UOlSS!WSBll !P 1?1POI;)ABIPP ;)lB1U;)WnBJIB
! B1U;)S;)ld BSS;) ';)IB~;)S
! B;)!mdw;)S BU01;)U!SB ;)UO!SS!WSB11BI OlBI un Bp ;)S '!IB!ZU;)nb
ram
nucprrodtpur
~;)1OPA;);)l1 pp
BZU;)l;)JF.P Blo;);)!d Bun ;)l;)SS;) ;)A;)P l!q
01;)AAO ';)IBUij;)S PP ;)A;)P !S 'uq
:lj;)OP !P Bzu;)nb;)lJ
;)lJI;) !P OU1!SS!IO;);)!d 01;)UlnU un OlBa
'pq
oiuenb
rod
l;)d
!P 'd01S
osmdun
!uijo
BI £11
B1B;)!p'1;)A
01lU;);) B BmU;)1 !P ;)lUB1S!,1
BI BSBJ!l ;)10PA;);)!1 g llB1S
~P ;)UOlZBZZ!U01;)U!S BI BplBnij!l
mrodu
B ;)LJ;) ;)lBA1;)SSO
;) 11B1S !P !IBUij;)S ! ;)lUB!P;)W
BlnU;)HO ;)lU;)W;)lU;)P!A;) ~ ;)1;)HB1B;) !P ;)UO!ZBZZlU01;)U!S BI BU01;)UlSB ;)UO~SS!UlSB11BIPN
J.ffiIS!P lill
OIl;)Aq
Oll;)Aq
osodu rp
osodu tp
(1) ~
'llU01:lUlSll ;)UOISSIUlS1l1l
Lt'6 ';I!.:I
'OU01;)U!SB 01BW10J OSS;)lS 01 UO;) ;)l£1OABI
-ord PP
'(L 1"6
;)l;)SS;) OUOA;)P ;)101IA;);)11 o ;)101m;)UlSB11 ;)lU;)WIBmlBN ;)UOlSS!WSB11 BIIB OU!S OSOd!l !P O;)!lU;)P
01BUlU11;)l
'(d01S
!P ;)IBUij;)S) l!q
;)101!A;);)!1 I! 'l?l!lBd pq
nn
!P B1Bmp
l
0
S;'1 '1
ntd
!P l!q ;)IBnlU;)A;) un BI
rod
OIPAq
OW1!1 umIB
-crd
;)nij;)s uou
~qSBl !ns
BI
mrod
BPP ;)IPP
optranb
rod
oliB
P
'ijy)
rod
qBww£1ij
;)1;)HB1B;) OA!SS;););)ns !P ;)IBuij;)S g
OIl;)AH B B;)Uq
BI mrodu
OSS;)WSB11~(11B1S!P nq)
8
;)1019l;)WSB11 I! 'l!q
'olIB OIl;)Aq
9LJ;)1;)d '«BU01;)U!SB»
;)101Bl;)doJPP
BIIB OUB1U;)S;)ld !S 'BPBU!q
IB ;)UBU1!l B;)UlI BI d01S
!P B1Bmp
';)1;)UB1B;) I;)P l!q o~lIn,1
OSSBq OIl;)AH IB B;)UH BI
BZZ;)LJijunl !P ';)1;)UB1B;) un ;)lB!AU! !P BUl!ld
O;)!lH;)I;) OIl;)A!I un B BA011 !S BAqlBU! ~ B;)U1IBI
rod
;)IBl
Bl!;)Sn ens
B
trad
B;)!dq
;)l;)SS;) OW;)l;)WnSSB ;)LJ;)'OSOd!l !P
BU01;)UlSB ;)UO!SS!WSB11BIPN
Bl!mj;)p
'Ol!UY;)P
~ ;)UO!ss!W;) 0101 BI B;)qS!1;)HB1B;)
;)UOlSS;)ld BUBP
nucpuodrp
'!IBnsB;)
BUllOJ U! qB;)Y!PO;) ';)lU;)A!l;)S;)Pl
Bun
!IIBA1;)lU! B
up !lU;)!U;)AOld
!1;)HB1B;) I 'OlOW;)l ;)IBU!Wl;)l un ep 01BdwB1S ;)SSOJ;)lU;)WIB;)OI OlBl!ij!P oisor !P O!ijijBSS;)Ul un 9LJ;)U!J]B;)lBZZ!Iqn ;)U!LJ;);)BUl;)1I;)nb !P ~O!;) ;) 'qU;)AU;)S;)Pl ;)II;)P 01U;)WBij;)1I0;) !P 1?1!SS;););)U BIIBP ;)lU;)WB;)!lOlS BAU;)P eomoci !l!nij;)S ;)
nnpcoord
;)IBl ';)1;)UB1B;) I! OUB1!W!PP ;)LJ;)d01S !P ;) llB1S !P !UOlZBIBUij;)SBp
'BSSY BZZ;)LJijunl !P !1;)HB1B;) !P O!AU!,lIns B1BSBq ~ VUO.lJU1SV
B'1 'BU01;)UlS 0 BU01;)UlSB ;)l;)SS;)
ond
!;)qBUllOJU!
unredda
an
onp
iJU01SS1U1SV.l1
;)IB!l;)S ;)UO!SS!WS£11 B'1
euorouise ouorssuuserj ""(;'8'6
';)UO!SS!UlSBll !P !Sl;)A snp
arduros OUOS orpnr
;)Sl;)A!P ~P ;)UO~zBuij;)ssB,IIns ;)lBSBq '0:);).1 ;)qq;)l;)l;)U;)ij
;)LJ;) OUB11 PP
Bl1 !1OHBJ !Sl;)AIP !P BlA
rod
otpnr
xojdnp-jjnj
B!A
'BS;);)S!P ~P OAB;) ;) ;)lU;)A;);)!l BUU;)lUB ';)lU;)H!UlSBll
ap onrunsoo ounrd ur mo
!B ;)PUBqOUOS
!UO!SS!UlS£1l ;)1 OlUBll;)d
BUU;)lUB 'B1HBS !P OAB;) ';)101!U;)WSB11
;)I!q!P;)A;)ld
UOU OlU;)UlBllOdUlO;)
I! oijonI
TUl;)lS!S !;)U ;)lU;)WB;)!U;);)l ;)TIqB;)qBld~
~
uep ouorssuuserj
Trasmissionedati: il livello fisico
Proprleta: Porta dl comuniceztcne «(01'12)
g E1
Pfoprieta: P(A330EV
219
nEl
La ~uiti nte cM teri lcita
tale
-
esiste uno spreco di velocita trasmissiva dovuta alIa presenza dei bit di Start eStop (nel caso migliore, per trasmettere un byte e necessario inviare 10 bit, con uno spreco del 20 %); tale spreco diviene inaccettabile quando per aumentare la velocita di trasmissione si deve sfruttare l'intera banda utile del canale trasmissivo, e si vuole pert anto che tutto il flusso (0 quasi) abbia carattere informativo; il metodo di protezione da errore con controllo di parita e scarsamente efficiente, dato che appesantisce il flusso in modo percentualmente elevato.
Per la sua semplicita circuit ale e la sua affidabilita la trasmissione asincrona e stata utilizzata nel passato per trasmissioni remote nei sisterni a bassa velocita (sino a 1200 bit/s), mentre e sostituita oggi dalla pili efficiente tecnica sincrona. La trasmissione asincrona permane pen), per le sue caratteristiche, come modalita trasmissiva a livello locale tra DTE e DeE; in particolare la comunicazione seriale tra un PC e un modem in banda fonica e gestita da un dispositivo UART, che lavora in tecnica asincrona, come risulta evidente dalle finestre di configurazione della porta e del modem (fig. 9.18).
ero ere enza e di ppur bfreiede
~nza lock
9.8.2
Trasmissione sincrona
La trasmissione sincrona e la tecnica sviluppata per superare i limiti della trasmissione asincrona, e consiste nelI'inviare i dati con un flusso continuo, raggruppando le sequenze binarie in blocchi dal numero di bit molto grande (delI'ordine di grandezza del migliaio). In tal modo si evita di dover trasmettere i bit di Start e di Stop per ciascun carattere ed e possibile gestire la protezione da errore in modo pili efficiente, per esempio mediante codici ciclici. La sincronizzazione di bit puo essere ottenuta in due modi distinti, entrambi caratterizzati dalla presenza nel ricevitore di un circuito di aggancio del clock del segnale: viene inviata, alI'inizio di ciascun blocco dati, una sequenza di sincronismo; il ricevitore aggancia il proprio clock su tale sequenza e mantiene inalterata la frequenza di questo
Fig. 9.18 Finestre di configurazione della porta seriale e del modem in Windows 95 e successivi. Le finestre sono raggiungibili con il percorso Pannello di contro/lojSistemal Gestione Periferiche, selezionando quindi la periferica in esame e cliccando su Proprieta.
::I
°(61°6 °119)B:)~UOj BpUBq U~ UIapow un :} Od un Bll ouorz -somnuroo Blpu orsodsrpord orossa aqqalA -op oqo oIIanb ~ ossrqj lp 0nOllUO:) ~p ows -~UB:):)aUIolsano 'nap ~ al:}Aa:)~l ~p opnrf U~alUaUIBAOnU~ optranb rod 0lOpUBA!llB~l 'sro alBuilas E alBAqlBs~p ond :}lOl~A:}:)~lu 'alOlmawsBll pp erred ap ~lBP top o~Au~,l aradtno.nonn lad °Sl:::> alBuiJas g BA~nB BloIIB 'alaAa:)~1 B oiuord ~ po aJOFnaUIs -an pp oirad Bp sr.a alBuilas lap auo~z -BAmBJ BAal~l alol~Aa:)~l P opuBnO o(:)lal -iotnsan B oiuord 'pUiJS 0.1 .lViJl:J) S.1:J a (ouotssnnsnn ~p Blsa~l[:)~l'pUiJS 0.1 1SiJnbiJN) S.1 N ~lBuilas ~Bnuopuodsuroo ~p arddoo Bun ~p ouosuodsrp ~lB~las a:):)BJlalu~ allOW 8JeMpJeLj
nu
ossnu !P
0IlOJluO:::> °ll:JIUOj uptreq UJ W:lPOW
°)1:::>V/ON3 uoirareo ~:}p:}uo~ss~rnsBll '.':I.':IOx/NOX rrouareo I:}P :}uo~ss~rns -nn 'sio/si.a :}lBMplBl[ HBUiJ:}S.ossrqj rp 0IlOllUO:) f! rod nnsnreooom an onrcuqadtorrud OU01S~s3 °OSS:}lSuropour lB ~PB~AU~~p OpBliJ U~ ~ roinduroo P opmb Bl UO:) l!lpOpA BIlB :}lO~l:}jU~BlIns~l 'B:}U~lU~ ~p:}n:}rnsBlFl rod rod 'osscrsm ~ trap ~ BH:}:):)Buropour P opmb Bl uoo l!l~:)OpA Bl ~SB:)morn ~ 'B:)~Oj BpUBq U~ rn:}porn un :} :::>d un an :}UO~ZB:)~unUIm Blpu 'O~dUI:}S:}l:}d o~l:}U:}iJ H :}lU:}WUISBIloxursodstp g oiunnb ~p ciuouremoj nrd ~lBP ~ rsseoord :}lU:}A:}:)~l oxnrsodsrp I! oqo alapB:):)B ond :]l[:)l:}d ouassooou ~ OUIslUB:):)awalBl °auo~ss~WSBllBl orcpuardu 0 arodurorronn ~p msorqou Bl croirucursan lB :}lBlBUl1aS~p aJ01~A:}:)~llB oiuasuoo al[:) oursnraooam l~ ~ '(<
ossng !P
01l0.l:J,UOO
un rp
:llUZUUAll
auorssouuoo !P ruorzaisodun :lIPP
UllS:lU!3:
61"6 "J!.:I
6"6
°laJJnq un u~ oiuanuc ossrqj f! aiuoureauarodurai OpUBZ~lOUIaUI 'BSlaAa:)IA a 'OUOl:)~S OlBWJOj B OUOl:)U~SB0lBWlOj np aUO~SlaAUO:)BIIB apaAAOld 3:::>a I! 'l!l~lBnluaAa BwmnJsanb Ul °OUOJ:)U~SB opotn u~ B~SOUOJ:)~S opour tn B~S 3la lB OlB~:):)BJlalU~crosse ond BallIl OlBI IBP OUOJ:)U~Sopow u~ urodo al[:) nocr °B1BHOpBaUO~ZB:)~unwo:)~p B:)~u:)al orejooured BIlBP opuodrp ossnu pp umunns Bl 'Ol~nilas u~ o~lilaw l!lpaA ~s ouroo ~aJOJJa Bp auorzoiord BIIB oraunsop l~q ~p oooojq P 0 omsnrorotns ~p szuanbos Bl ouroo aAllun~iliJBozuanbos aIIBp nudord a BlaA aUO!ZBWlOjUl.ralanilulls~p assod alOl~Aa:)~lf! oqo alBl opow III 'osroard uaq opow u~ oranumris ~ oumnq ossrqj p OUOl:)U!S muoisrs un Ul
vn
ox
°o~:)uuililB,I crouanram lp ouotzunj BI OUUBl[al[:) oiucundurcu !P ozuonbas oumroddo 'osnad al anmmp 'alanarnSBIl aAap aorr n
oc:c:
!lep auo!ss!WseJl
Trasmissione
221
dati: il livello fisico
XON/XOFF L'utilizzo dei caratteri XON e XOFF (codici 17 e 19 della tabella ASCII, talvolta indicati come DC1 e DC3, e cioe device control n. 1 e 3) permette di eseguire il controllo di flusso senza segnali dedicati, in quanto i caratteri stessi viaggiano sugli stessi canali dei dati. II ricevitore trasmette un carattere XOFF quando non e pill in grado di ricevere dati e un carattere XON quando e nuovamente in grado di riceverli (fig. 9.20). Un problema associato al controllo di flusso XON/XOFF e dovuto al fatto che tali caratteri possono essere presenti all'interno di normali flussi di dati causando situazioni anomale nella comunicazione (saturazione del buffer 0 sospensione all'infmito della trasmissione). Fig. 9.20 Trasmettitore
Ricevitore
Controllo di !lusso
XONjXOFF.
I
Invia i dati Riceve i dati ~ quando il buffer quasi pleno invia un carattere XOFF
e
Riceve XOFF e quindi interrompe la trasmissione Quando il buffet e quasi vuoto invia un carattere XON Riceve XON e quindi riprende la trasmissione Riceve i dati
ENQ/ACK Come nel caso XON/XOPF, il controllo di flusso mediante i caratteri ENQ (Enquire, richiesta) e ACK (Acknowledge, segnalazione positiva) evita l'utilizzo di segnali dedicati. A differenza del metodo XON/XOFF, adatto quando la trasmissione dei dati e continua, il meccanismo ENQ/ACK e orientato alla trasmissione di blocchi di dati di dimensione massima predefinita. II trasmettitore invia un carattere ENQ quando ha un blocco di dati da trasmettere, e attende l'ACK prima di effettuare la trasmissione (fig. 9.21). Avendo predefinito la dimensione massima del blocco di dati, si previene la saturazione del buffer del ricevitore. Fig. 9.21 Trasmettitore
Ricevitore
Invia la richiesta per trasmettere Riceve la richiesta - quando e pronto a ricevere in via un carattere ACK Riceve .ACK e quindi invia il blocco dati Riceve i dati
Controllo di !lusso ENQJACK.
(q)
6 8 L 9 /0000\
st er
sz vZ
o
'OUJ::IjUl.lIBP
I.:ZZZ [Z OZ 61 8[ LI9[
o~
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0~
s
j
17 I.: Z 1
OlSIA
orouounoo (v)
0
0000000000
(00000) (
I.:I ZI II 0 [ 6 8 L 9
-
IB
~0I:l :l ':lJnlBPIBS :lIPP OlBI IB
oosuaju !S tnd !:lp :lUOIZB1:lmnu W1
'md 6
a
:l urd
B
(q)
~z B (v)
B Il011:lUUO:)
2:"1:"6 "'1.:1
'IA9~sods~p ~ :}lU1S:}1rod !lUU~:}S~(3;)a :) 3la an "'Pop I:}P o~qillU:)S01 rod ~IEU~:}S~ OU01S~S:} 'EU01:)~S OIqUlE:)S~P Vl~IEpOUlEI E1S~A:}ldopuosso) :}UO~ZEZZT10dill:}1 EJ_1:}d~IEU~:}St:):):} 'sio 'Sl~) :}UO~SS:}UUO:) EIPP OIlOllUO:) I~ rod qEU~:}S~9EP ~:}Porquraos 01 rod ~IEU~:}S~:}IUU~:}S ~P ESSUillo ~UO~Z:}lOld~P ESSUill~P qEU~~S ::}~~OlodIl~lu:}n~:}s:}Ipu
9EddTIl~~El
ouos ;)-Z£(;-S~ qEU~:}SI '(6 U ~Z Ep :}lOll:}UUD:)PP
trrd ~:}P:}UO~znP~l~r.q~ssod EI mb Ep) cqonard motzuoqdda runtnoo ~I red OUOA1~SISS:}~P oired mm 0IOS ~SE:)mOUl U! EUl 'qUU~:}S~Z Ip ~Uo!zunJ UI E:)!]!:):}ds;)-Z£Z-S~ plEpUElS 0'1
'(81'6 '~!]) s/pq OOZsu E OU!] Vl!:)0PA mroddns :}l{:)'O~~91 DIVfl E!:):)EJ1:}l~ ~P oxnrsodsrp un Ep ~lU101!d ouos Dd un ~P ~IEIl:}Soirod :}'1 t:):)~ 'z urd troo Z md '1 tnd UD:) 1 md) uui-oi-uid odn PP u~:}J-O!l{:)SEill UlapoUi oam un uoo :}U:}~AAE :}uo~ss~uuo:) u'1 '(Ul:}pOul)3;)a Ins oiuosord ~ «UU~illUI~J»:}lOll:}UUO:) r. ~llU~UI '(rcmdnroo IEUOS1:}d)3la pu oiuosard ~ «OIl{:)SElU»~lOll~UUD:)I! EUllOU ~a T6 'qai u~ ElEllOd!l ~ '68:a :} ~Z8:a omoo ~lU~illEA!n:}ds~lIlE:)IpU~'~Iod 6 E :}~Z E !lOn:}UUO:J!:}Pnrd ~Ell uzucprrodsuroo EI ~(:}snoUlI! rod OlUSSEd~ OlEZ~l!ln o) rsmduroo IEUOS1:}d! niru rsnnb U~oiuoscrd 'QZZ'6 '~!] ~P qod :}AOUE ~lOn:}UUO:lII ~ osn.lJ!p ntd I! !lEnb I Ell '~Sl:}AIPIlOll:}UUO:)UO:)Z£Z-S~ :}:):)EJ1:}lU! oraddnpxs ~lE1S ouos 'plEpUE1S OIPP oirad ':}lU:}UlIE~ZTU! OU:}UlJE'E!AEllnt opu~SS:}UON ';)-Z£Z-S~,IPU oraito V!~ El~ P:} '~IEUllOJ :}UO!~U!]:}PEnS EIPP oiuaurour IE OJJV! ap P1UPUE1Soun V~ El:} 'nuuoj uns EI rod «a E» on:}p ':}lOll~UUO:):}IEl '(ZWO;) :}lU:}UlEl!lOS) :}IE!l:}S mrod onroo (9U~:):}1 ouour ! onrurardos) romduroo IEUOS1~dmOUl U~ cmosord 'VZZ'6 '~!] Ip md ~Z E :}lOll:}UUO:) PP :}l{:)9S!1:}UE1E:) ~I ~lU:}UlJElU10Jotreomoods PZ'A r.uoo :}UO~ZEpUEUlO:):)El EI o a-z£Z-S~,'1
aroneuuon
1"01"6
':}UO~SS:}UUO:) UIPP ~l{:)~m:}p ~q:)!]!:):}ds:}I~q:)UOU'aoci :}rucr Ell nerqureos qEU~:}S!Sl:}A!PI:}P :}uOIzunJ EI ':}lOll:}UUO:)~P odn II :}:)S!U!]~PplEpUU1S 01 ~OU1:}lS:} Ul:}POillun oiucursotdn 'aoo un E OATI:)un onuran olE~~II0:) ';)d un OIdUl~S:}.rod omoo '3la un Ip oll:}nb ~ Z£Z-SlI.J :}:)S!l~J!l !S tno E OlU:}illE~:}II0:) Ip odn II '8Z'A ~ 17Z'A ~UO!ZEPUEillO:):)El ~IPu 0:)9u~P~ rsanb oun oraoqqqnd El{ :}U:}q:) lll;);) IUP ondcoor 01E1S~ Z£Z-S~ plEpUU1S 01 9!Ufl 9E1S !l~~P !lOnJ !P IV 'L861 pu E1E:)qqqnd 'c-zrz-sa.r ~ ~UOIS!A:}lE~lln EnS EI ~ 6961 pu omoqqqnd OlElS ~ oumm.isonb ~~IEIZTU! prepums OIlE ouodsu :}UO!SIA~l EI E1U:}S:}lddEl;) EI :} p,wpUVJS papuaUiUlOJa.1rod E1S S~ :}AOP';)-Z£Z-S~ V13,1 o~qqnp EZU:}S~ ~snJP'p nrd ~II~P nun oisonb Ell '3;)a :} 3la Ell :}UO!SS:}UUO:) nun :}l~nEqqE :} ~l~U:}lUEUl'~lnNE1S !P OU01U:}SUO:) ~l{:) !IEmp~:)Old :}:}l{:)IUE:):):}ill ':}q:)!lll:}P cqonstrouareo :}I:}:)S~l!qE1S qtmb :}IPP EUmSE!:) 'plEpUE1S :}:):)Uj1:}lU!:}Sl~AIP :}l~U!]:}p:}lE1S ouos socr :}iucr Ell :}UO!ZE:)~unillO:)EI :}19U:}SUO:)l:}d
llep auojssjursarj
223
Trasrnissionedati: il livello fisico Tab. 9.1
o ce un ne e.
no re to te te ). n
di
e n
Principali segnali RS-232-C/V.24.
Pin DB25
Pin DB9
Circuito CCITT
7
5
CI02
2
3
3
Dati Descrizione
Controlli
Sigla
Massa
Signal Ground mass a di segnale
SG
X
CI03
Transmitted Data dati trasmessi
TD
2
C104
Received Data dati ricevuti
RD
4
7
CI05
Request To Send richiesta di trasmissione
RTS
5
S
CI06
Clear To Send pronto a trasmettere
CTS
X
6
6
CI07
Data Set Ready DCE pronto
DSR
X
20
4
ClOS.2
Data Terminal Ready DTE pronto
DTR
22
9
C125
Ring Indicator indica tore di chiamata
RI
X
S
I
CI09
Data Carrier Detector rivelatore di portante dati
DCD
X
DTE .....DCE
DCE .....DTE
DTE .....DCE
X
X
X
X
Nella tab. 9.1 sono riportati i principali segnali RS-232-C, utilizzati sia dai connettori a 25 pin che da quelli a 9 pin; tali segnali sono sufficienti per 10 scambio asincrono di dati tra DTE e DCE half-duplex 0 full-duplex con controllo di flusso hardware (non vi compaiono ne i segnali di temporizzazione, previsti per la modalita sincrona, ne i segnali di testing). I segnali RS-232-C sono anche definiti, nella raccomandazione V.24, come circuiti, per il fatto che ciascun collegamento, insieme al collegamento di massa, definisce un circuito elettrico. I segnali/circuiti possono essere identificati in vari modi: piedino del connettore, descrizione, numero di circuito V.24, abbreviazioni (non standard) della descrizione. I principali segnali RS-232-C, descritti schematicamente in tab. 9.1, sono di seguito esaminati. Signal Ground - massa di segnale - (SG - C102)
o
Rappresenta il potenziale di riferimento per tutti gli altri segnali. Essendoci un unico riferimento, e non uno per ogni segnale, la trasmissione e di tipo sbilanciato. Transmitted Data - dati trasmessi - (TD - C103)
E il circuito su cui il DTE trasmette i dati al DCE. In assenza di dati si trova allo stato logico 1. Received Data - dati ricevuti - (RD - C104)
E il circuito su cui il DCE trasmette i dati al DTE.
DCE .....DTE
In assenza di dati si trova allo stato
logico 1. Request To Send - richiesta di trasmissione - (RTS - C105) Con questa segnale il DTE avverte il DCE che ci sono dati da trasmettere. Il DTE attended poi l'attivazione da parte del DCE del CTS prima di iniziare la trasmissione.
bUI
era os qBG (!IUP lp esane U! Z 3.La)
,-
(Z tua
~ I tUG) TIRG
NO S.1:) (op.mll([l
NOGJa
1-
-
1-
NO S.LJ
r---------1-
NO;lllIlluod G.L os qBG
,-
cu ns qBG NO S.L~ a~ os qBG
(Z ruo ---7 I tUG) !IBa
(oprairg)
NOGJa
f------
(pep rp esallU UI i
aio:
NO;JllffiUOd
NO S.L~ f-----NOI~
BIBUI1lIljJ
NO~SG
Z3JG
NO~SG
(elewellp rp esane U! Z 3:::>a)
r-----------
-
No~a
NO~.La
Z3.LG
13Ja
r 3.La ° TIOW;ll !lllU!Wl;J1 an nap ;JUOISSTWSlll1 111
N.LSd
rod ampeoord !p OIdw;Js3: eZ:·6·'1.:I
o~SO un uoo OAIllU 0lU1S ons II UUII;}jUO:)UllOA TInS U I3:;)0 I~ ~~1,0un ;}lUUIP;}UI I3:;)0 uluUIunp uI UAmU 13;)0 II '~SO un uoo OA~llU 0lU1S ons II OlUUII;}jUO:) uq ;}Iunb I~ 'Z3;)0 II '~1,0 I~ ;}lUU~P;}UI'U1UUIU~l{:)Ip US;}HU u~ oisod ;}lUgUIUAqU;}A;}Id ul{ Z31,0 II (1
pu
:~SUj nucnsos ;}I Ouop;}:):)ns ~s ~~lOUI;}I 3;)0-31,0 IUI;}~SUIgnp UIl IlUP ~P O~qUIU:)S oun ;}AIOA;};}Iunb UI uoo nrnpooord ~P O~dUI;}Sg un ~T6 °ilg U~ UPOd~I IS oxnunsssu ojom V °IlUP ;}IUuil;}s un ;}UIO:) OlUl;}IdI;}lU~ ;}I;}SS;}rod ouepa cqonstrouareo ;}I ;}lU;}AU;}IUuil;}s un ;}ilun~il U;}Un uIIuP oqo 31,0 IU u:)~unUIo:) 3;)0 II ;}Iuuil;}s oisonb UO;)
(601;) - 0;)0) - nap ciumrod 'U1UUIU~l{:)~P ;}Iuuil;}s un ~P U;}~I u~
eznosard
~P ;}I01UPA~I - .Iop']Jaa .Ia!.I.1v;)vwa
uI 31,0 IU Uluuil;}s 3;)0 I~ ;}Iuuil;}s
«zro - HI)
oisonb
UO;)
- U1UUIU~:) ~P gI01U:)~pU~ - .I0w:J!pu/ gum
'~SO ;}Iuuil;}s un aosrrunsor 3;)0 I~ tsno ~ ~qUIUI1Ug uI °U1UUIU~:) UII;}P OA~IIUJ ;}PU;}HU ;} U:)quUIolnu msodsu ut oisod ;}U;}~A3;)0 II 'U1UUIUIl{:)uun ~P US;}HUu~ rsrod oxop 31,0 II ;}S ';}UO~SS;}uuo:) uI ;}IUA~llU pu 3;)0 II UZIOj gIu:)oI 31,0 II 'OlOUI;}I 31,0 un uoo ~SI;}H;}UUO:);}Agp ;}S'~pOUI ;}np u~ tsrmrodtnoo ond 3;)0 II ~1,0 Igp ;}UOIZUAqlu,IPP ounfios V °IluP ~;}P ;}UO~SS~UISUIluIIu oiuord ;}IgSS;}~P 3;)0 IU U:)IUnUIO:) 31,0 II ;}IUuilgs oisonb UO;) (z080D - ~1,0) - oiuord 31,0 - tfpvaN Ivu!1owaJ.VWa
oiuord ~
P;} U;}Un uIIu
ossotmoo
~ ;}l{:) 31,0 IU U:)IUnUIO:) 3;)0
II
'IlUP ~ ;}I;}H;}UISUIl U ;}Iuuil;}s oisonb UO;)
(LOD - ~SO) - oiuord 3:;)0 - ifpvaN las V1Va O;}I;}ll;}UISUIlU
31,0 II uPIIqu 3;)0 II ';}UOISS~SUIl ~P U1S;}~l{:)~Inun ~P oimfios U ;}IUuil;}s oisonb 0pUUA~HV
(901;) - S1,;»)-
;}I;}ngUISUIl U oiuord - puaS oJ. .IvalJ !WP suorssuuserj
Trasmissionedati: il livello fisico
225
2) Ricevuta la chiamata, il DCE2 attiva RI, segnalando cosi al DTE2 l'arrivo di una chiamata. 3) II DCE2 attiva l'RTS. In seguito a ClO, il DCE2 esegue due operazioni: genera una portante sulla linea e, con un certo ritardo, attiva il CTS. II ritardo introdotto e necessario per fare in modo che il DCE1 attivi il DCD e cosi il DTE1 si ponga in attesa dei dati. 4) II DTE2, ricevuto dal DCE2 il CTS, trasmette sul TD i dati, che vengono ricevuti sull'RD dal DTE1. Nel caso in cui il DTE1 desideri trasmettere si ripetono le fasi 3 e 4 con i terminali invertiti. Se la trasmissione e half-duplex, il DTE1 deve attendere che il DCD del DCE1 venga disattivato; se la trasmissione e full-duplex il DTE1 puo attivare la richiesta di trasmissione in qualsiasi momento. e
9.10.3
e
Specifiche elettriche
L'RS-232 e la raccomandazione CCITT V.28 definiscono le caratteristiche elettriche dei circuiti di interfaccia tra DTE e DCE, definiti nei detti standard come circuiti di interscambio. Ciascun circuito di interscambio viene definito sbilanciato, per il fatto che esiste una massa comune a cui riferire le tensioni di ciascun circuito, e a corrente doppia, per il fatto che la corrente vi puo scorrere in entram be le direzioni. II modello di riferimento per un circuito di interscambio e rappresentato in fig. 9.24. In esso il generatore rappresenta il dispositive che trasmette il segnale, mentre il carico rappresenta l'insieme cavo-dispositivo ricevente, la cui irnpedenza e costituita da una parte capacitiva associata al cavo e da una parte resistiva associata al ricevitore. L'RS-232 e la raccomandazione V.28 fissano i seguenti valori: -
-
tensione a vuoto massima, in modulo, pari a 25 V; resistenza del carico RII compresa nell'intervallo 3000 -;-7000 Q; tensione di uscita del dispositivo trasrnittente, sotto carico, compresa in modulo nell'intervallo 5 -i- 15 V; il livello alto (5 -i- 15 V) e associato alIa cifra binaria 0, mentre il livello basso (- 15 -i- - 5 V) e associato alIa cifra binaria 1; soglia di discrirninazione dei livelli, per il dispositivo ricevente, pari a 3 V in modulo (3 V per il livello alto e - 3 V per il livello basso); si ha cosi un margine di sicurezza di 2 V rispetto ai valori minimi delle tensioni associate ai due livelli.
Per quanto riguarda la lunghezza massirna del cavo, 10 standard RS-232 fissa tale valore a 50 piedi, pari a circa 15 m. La raccomandazione V.28 prescrive invece il valore massimo della capacita del carico C,, pari a 2500 pF; con i cavi usuali, che presentano capacita unitarie dell'ordine di 150 pF 1m, si raggiungono distanze pari a 16 m. I limiti indicati per la lunghezza del cavo sono superabili Circuito di interscambio utilizzando cavi a bassa capacita, mediante " i quali e possibile realizzare, in misura dif' pendente anche dalla velocita di trasmissione, collegamenti seriali di qualche decina di metri.
Dispositivo trasrnittente
Cavo + dispositivo ricevente Massa 'comune
,
Fig. 9.24 Modello di riferirnento per un circuito di interscambio.
'(9Z' 6 'j3g BIl~u BlB~j3~HBll B~Uq) ~IBU~l~l OlHB,Ilap ~ua IB ~IBuj3~s OH~P II opuBj3~Il0::l BlnU~HO ~l~SS~ ond 'uropour II !::lOpU~SS~ UOU 'oqo (!lBP oiumrod !P ~lOlBPA!1) a:::>a ~IBuj3~s PP ~UOIZBA!HB.Iopcrqou ~lBMUOSI! !SB::l!umIB UI '~lBMUOSoreno II ourou I! osord Bq !m ep '(olu~lliBj3~Ilo::l''fun nrd '~I!lB110d romdmoo 'd01dvl up) 'fu!1dvl oav;) Ip otnou I! UO::lororounnoo U! oiuosard lli~polli-Ilnu OAB::l un !P '9Z'6 'j3g U! oraiuosorddar '~IBl!mn::l Blli~q::lSoI ~U~!nO !S qU~ill!j3l0::l::lBlIBl ~lUB!P~W
'«~lB::l!UnlliO::lB oiuord» !P ~UO!ZBllilOJU!.I!l!m1!::l qBl ns rsrerqureos ounssod ala ! ~q::l OpOlli U! '(oiuord a:::>a) usc Ol!ml!::l I! UO::lOlB!::lOl::lU! ~ (oiuord ala) a.icr OlIn::ll!::lI! ~Sl~ ~IBuj3~sI! OPUBA!HBala OllIB,IPP oirad up ~UO!SS!lliSBllBI !l!I!qB ala !uj3o ~q::l0pOlliO! '(cronours -nn B oiuord) Sl:::> Ol!ml!::l I! UO::l0lB!::lOl::lU!~ (auorssnnsan !P msorqotr] Sl~ Ol!mlp I! ~~A~::l!lala OllIB,I mo ns BU1!S~P~lliBI ~l~SS~ ~A~P cnoursan ala un mo ns B~U!I BI ~q::l!od '(nnxcou nap) a~ oimono II UO::l0lBP01::lU! ~ (rssomsan trap) Cl.l, oimorto I! :!::lOl::lUl!lu~nj3~s 1 aiuosard urcpour-jjnu OAB::lun ~lu~lliIBns[l '~UO!ZB::l!llnillO::l BI ~l!lU~SUO::lrod !lB1::l01::lU! oiuaureuniroddo ouos !l!ml!::l mo ! ~ 'BU!llilli~JOUOS!lOH~UUO::l! rquranuo !m U! '(tnopour !P BZU~SSB) UlapoUl-llnu odu !P OAB::lun ~lBZZ!Iqn ;)A~P !S qB!l~S ouod ~I ~lUB!P~lli ramduroo ~np oiuourenanp ~l~n~UUO::ll~d
[:91 B6 NIM (palUnoW ION) Lll
[:31OOl'dlZ
S·$
fIl·-tiJ e-tiJ
m
~d '6
')[illJdll1
!P
BlBWl:lIPS
U'6
.,1.:1
'(~l~l !P opoqos ~np !P nrd u~q BlSO::l~lBMUOSIBP onrourereredos ormsmboa ~S 'BP::lBJ1~lll!!P Ol!ml!::l un opuorduroo cqo ')(U!ldBl as[l OAB::l I! os oqotre) as[l snq ns BlO::lU~Oqj3~lli 0 ')(U![dBl OPIlB1Bd OAB::lns ~UO!SS~UUO::l ~::l0pA ntd Bun ~lBZZ!l!ln ond ~lBMljOS OSS~lS01 ~q::l 'OS!::lUlred 'non !S ~(BU!l.{::l::lBlli Bun ns 0IoS ~lBMljOSpp BZU~S~ldBI ~P~!q::l!loqo ~IOA~lOUO!j3j3BluBA I! Bl.{Bill '~I!J 1 OlOS~::lS!l~JSBllsoa ~UO!Sl~AB[)BllIB,llBP BU!l.{::l::lBlli Bun !P 0llOllUO::lII ~lBA!HB0 nuadunns ~l~P!A!PUO::l'(S-Z'6 'j3g) ~l!J oruojsan !P OPBlj3 U! ~ 'cnrqooaur ~l ~qlliBllU~ ns OlBAIHB~S 'oqo ')(mldu'] ~lBMljOS j3U![~AB1lo!qqnp UZU~S~ 0lOU ntd II !m an 'olu~lliBj3~Il0::l~IBl OUBZZ!l!ln~q::l mmmrfiord njour OUOlSlStI'~I!lB110d romduroo un oiuoureordn ~ aurqooam ~np ~lPP Bun ~AOp 'qB!mS ~::l::lUJ1~lU! ~A!lBPl ;)I omnan .ramduroo ~np !P olu~illBj3~nO::lI! ~ oiucnborj olloW OSB::lu[l
urapoui-unu oAeJ 17'0"[:'6 nap auorssuuserj
227
Trasmissione dati: il livello fisico
DB9
DB 25
3
2
TD (dati trasrnessi) RD (dati ricevuti)
2
3
RTS (richiesta di trasmissione)
7
4
CTS (pronto a trasrnettere)
8
5
DSR (DCE pronto)
6
SG (massa di segnale)
5
DCD (rivelatore di portante dati) DTR (DTE pronto)
4
DB 25 DB9
~
2
3
3
2
4
7
5
8
6
6
6
7
7
5
8
8
20
20
~
Fig. 9.26 Collegamenti (in linea continua) presenti in un cavo laplink.
4
9.11 Interfacce parallele 9.11.1
Interfaccia Centronics
Per superare le velocita tipiche delle prime interfacce seriali sono state sviluppate interfacce in grado di gestire il trasferimento dati in modalita parallela. Tra queste si e affermata in Tab. 9.2
Segnali Centronics.
Pin connettore PC
Pin connettore Centronics
Direzionalita Descrizione
Funzione PC .... Stamp. Stamp ..... PC
1
1
Data-strobe
X
Sincronizzazione
2
2
Data 0
X
Dati (LSB)
3
3
Data 1
X
Dati
4
4
Data 2
X
Dati
5
5
Data 3
X
Dati
6
6
Data 4
X
Dati
7
7
Data 5
X
Dati
8
8
Data 6
X
Dati
9
9
Data 7
X
Dati (MSB)
10
10
ACKNLG
X
Conferma ricezione
11
11
Busy
X
Stampante occupata
12
12
Paper empty
X
Fine carta
13
13
SLCT (on-line)
X
Stampante selezionata (on-line)
14
14
AutoFD
15
32
Error
16
31
lnit
X
lnizializzazione starnpante
17
36
SLCT IN
X
Selezione starnpante
18-25 -
16, 17, 19-30, 33 Ground, Chassis Ground 15, 18, 34
n.c.
X
0
non pronta
Avanzamento riga auto matico X
Errore hardware della starnpante
Massa, massa telaio-schermatura Non collegato
U
•
"S/jlqlj O~P lp :)10rIlA l! orerodns I1lUl omraq UOU ajllA:l(1l oiucunrojsan !P l!ll:JO(:lA:l'l {ouorssarduroo 1l( :lllljTIlqllSIP Ip amo OlnAll opuoxu) :lI!J Ip oitrctmrcjsun (I red ljUl(dll'l alllMlJOS (I opuezzqnn a a(:lUBllld :lIIOd rsd jlq P 1l lju!Idll( OAll:J oiuarpour romduroo (llUOSI:ld cnp opullliano:J l!ll:JOj:lA!P !UOIZlllnS!Ul nrd Ol!nliaS:l 1l1j Olq!I oisonb lp :llOlnll,'l "1:JIlO:lloootd dJ3 :l dd3 :l((:lnb !P ats S:JIUOlIU:lJ lll:J:Jlljl:ljUI,nap srs TIll:ll l!jl:JO(:lA :l'l (z)
lp 1l0(llA III 1l0llajUl ollOUl !p ouos
"!ll!UUO:)! ;)1;)AIOS!1rod (£!lOID -;)ID ;) 0/1 H1£A1;)lU!'vwa '<:HU);)S10S!1;)lPP ;)UO!Z£Jn~guo:) !P ;) lOIS TI~;)POlU;)ID!Jn£S;) !P !ID;)Iq01d uoo '!:)0PA ntd motzaoqdde ;)l rod ;)U1;)lU!;)P;)lPS ;)1£ZZ!TIln!P lill!SS;):);)U ~!uo!z£:)qdd£ ;)uml£ .rod ouod ;)IPP lilH:)OPA£SSBq ~(I{£!1;)Scnp ;) £PII£1£d nun ciuoureotdu) qU;)S;)1d ;)110d !P 01;)UlnU ossuq :!UOIZ£l!ID!Iqu;)n~;)s ;)II£P B:)qUUl;)Iq01d BS;)1;)UO!Z£1
-odo.un oduroi OllOUl .rod £lU1S ~ romduroo l£uos1;)d un £ cqouojuod !P ;)UO!SS;)UUO:)1;)lU!.'1
ssn
Z"t"6
"(;)lU£dUl£lS aun ;) 1;)UU£:)S oun O!dUl;)S;)rod) mrod USS;)lS£IIns £lU:)S£:) U! !Aq!sods!p nrd ;)1£~;)II0:) !P lill!{!q!ssod ~;)lAq lilHl£POUlll! d:)tJ: rod S/l!qW 91 ;) ddtJ: rod S/l!qW 17 £ !1Bd '!10!~~BUl ooord !P (0) ;)q:)UO;)l 1ill!:)OPA ~(l!q 17 ns x;)ldnp-IIn]) ;)Iqq!U 0 (nq 8 ns xojdnp-jprq) ;)lAq lillI{£pOUlU! 'rrep snq PP ;)I£UO!Z;)l!P!qosn :ouos S:)!U011U;):)B!:);)£]1;)lU!,IIBonodsu IllOP011U! qU;)UlB10I{~!IDI "!ll;)Ul 01 !P OlU;)Ul£~;)II0:)I;)P £ID!SS£Ul£zz;)q~unI £I OUO~U;)lU£Ulmo !P 'S;)!U011U;):)£!:):)£]1;)lU!,I uoo !Hqq£dIDO:) ouos P1UPUU1S!I~ IqUlUllUtJ: "£"178Z1 tJ:tJ:tJ:I;) 178Z1 tJ:tJ:3:I ;)AqUUl10U;)IIBP ;)lU;)ID£A!ll;)ds!1;)l£:)gqUl '(;)l£!ZU;)lOd !uo!zun] UO;)B110d '1.l0d s;mmqvdv:J PO:Juvl.fu'jJ)d:)tJ: ;) (U1B!ZU;)10dUI;)IIB1udnuod '1.10d !()l1V.lVd P();)uvl.fu'jJ) ddtJ: ;);):)£]1;)lU!;)I craddnpxs oreis ouos '":););) '!101£ZZ!1;)lS£Ul'd!Z lill!Un 'l;)UUU:)S;)IDO:)!Aq!sods!p !P ozz!{Iln,I ;)lqU;)SUO:)!P ?q:)uou t:):);) '!llSO!lPU! I{~;)P olpAI{ PP '£11£:) !P odn PP ;)UO!Z£A;){!l £I rod !lOSU;)S) lillq£uoIZUn] !P oqo (urdd lilH:)OPA ';)UOIznlOS!l 'B:)g£l~ lillI{£pOIDU! £dUlU1S) !UO!Z£lS;)1d!P !ll!Ul1;)1 U! £!S nundureis ;)IPP otpusuanurao utraosaro ;)II£ £PII£lBd ;)UO!SS;)UUO:) Bl ;)1£n~;)pU !P ;)ug IV
T6 "q£l U! ;)lU;)Ul£:)Il;)lU!Soreuodu ouos ~lI{£UO!Zun]!m ;)I ;) '(lld'1 £PIIUl£d nuod) .romd -UlO:) ;) nuadunns np alU;)ID£A!11;)ds!1 «£UIUlU1;)]» ;)UO!Sl;)AU! q£zz!{Iln 'urd ~Z U 011Z0S1 ;) tnd 9£ B «Ull;)IPS£A B» !lOll;)UUO:)! qU1U;)S;)1ddu1ouos a"6 "~g UI "!ll;)Ul 01 !P UID!SS£Ul £ZU£lS!P £IIns S/l!qW 9'1 !P oootd Ip eouooi ~l!:)0pA nun 0PU;)lU;)SUO:)'OIIOI1UO:)!P I{£U~;)S !;)P ;)l£UO!Z;)l!P!q oiroddns UO;););)uI{0110 U ;)lUUOIZ;)l!p!Unqup snq un £zz!I!ln S:)!U011ua:) £!:):)U]l;)lll!,'1 ";)luudUlU1S nun ;) .romduroo un ;)1;)ll;)UUO:)!P 0!1BUl!ld ;)ug E uoo cronruis -0:) OUl!UOID0.IlBPBl£ddn{!As 'S;)!UO.l1U():J £!:):)£]1;)lll!,l oioo] ()P PIUPU£lS ;)UlO:) ;)l£Io:)!llUd
n
"OUl:llUl,lIllP OlS!A
orououuoo
(1l
~OI:J :l
(q)
(D)
~ZPZ £Z ZZ IZOZ6181 Ll 91 ~I PI 000
o
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
£1 ZI IT 01 6 8 L 9
s
9£
((
':llnjllP(llS :l((:lp
:;J»
61
t,:::::::::::::::: ,
P £ Z
Ojll( (1l cosuoju
!S
urd rep auotzaratnnu 1l'l "U1d ~Z 1l OTIZOSI (q) a U1d 9£ 1l ll11:lIj:JSllA1l
81
(D)
1l0ll:lUUOJ
U"6 "ll!.:l uap auorssuuserj
229
Trasmissione dati: if livello fisico
Per superare tali limiti e stato sviluppato a partire dal 1995, da Compaq, Intel, Microsoft e Nee, 10 standard USB (Universal Serial Bus) nella sua versione 1.1, che definisce una interfaccia per personal computer che coniuga all'alta velocita la possibilita di interconnettere un numero molto elevato di periferiche senza incorrere in problemi di configurazione. Tale standard e supportato a livello hardware dal 1996, sebbene inizialmente sotto forma di un connettore a due can ali a 8 pin presente sulla scheda madre del computer (fig. 9.28a), al quale connettere eventualmente un adattatore del tipo rappresentato in fig. 9.28b (avendo cura di abilitare USB nel BIOS). Nella pratica la diffusione dell'USB ha dovuto attendere l'uscita di Windows 98 come primo sistema operativo Microsoft che 10 supportasse pienamente (sebbene con alcuni problemi corretti nella Second Edition). Lo standard USB ha introdotto un netto miglioramento rispetto alle velocita effettive che si possono ottenere utilizzando interfacce seriali e parallele, conseguendo due obiettivi: -
a
e n
o
migliore utilizzo delle periferiche tradizionalmente collegate a porte seriali 0 parallele (stampante, scanner, macchina fotografica, unita Zip, modem fonico, adattatore ISDN, ecc.); possibilita di utilizzare periferiche esterne ad alto flusso (modem ADSL, WebCam, masterizzatore esterno, ecc.).
USB 1.1 supporta Ie velocita di 1,5 Mbit/s, denominata low-speed e dedicata aIle periferiche _ lente (mouse, controlli monitor, ecc.), e quella di 12 Mbit/s, denominatafull-speed e dedicata aIle periferiche veloci, ciascuna delle quali puo disporre di un flusso massimo di 6 Mbit/s, La versione 2.0 dello standard, supportata a livello hardware dal 2001, innalza la velocita del bus a ben 480 Mbit/s, consentendo il collegamento di periferiche ad altissimo flusso, quali videocamere digitali, hard-disk e masterizzatori veloci, lettori di CD-ROM e DVD, ecc. Gli standard USB 1.1 e 2.0 sono compatibili nel senso che una periferica 1.1 funziona suI bus 2.0 e una periferica 2.0 funziona, seppure a bassa velocita, suI bus 1.1. Un sistema USB prevede i seguenti componenti: -
PC-Host dotato di software di controllo; cavi di collegamento; dispositivi di espansione del numero di porte denominati hub; periferiche. Fig. 9.28
(a) Connettore USB e (b) relativo adattatore.
PS2
lEEEB
Pin
Descrizione
Colore cava
1, 2
+ 5VDC (VBUS)
Rosso
3,4
USB DATA (-)
Bianco
5, 6
USB DATA (+)
Verde
7, 8
Ground
Nero
r (a)
(b)
1-
!P
Fl odn Ip :llOU:lUUOJ
v --+
01:lU:lPl:lA-(O:JUElq-
Z --t-
05501 - T
.TI:}P
~~W
:}S
roitn
~ND
- - - AAA.}.__
__A.)JJ_
--- ~
----yyyy
--+1---------
I: V odu ip :lJOll:lUUOJ
:aa
"HSfl
nail
OAE~:l
(:l!ElU01J ElSIA) 1l0H:lUUm Ell
I erred
Up snq
OSS~::l::lU,1anpodun
TU o~UUllnw!s
-nn nun !P orreratrnsop
rod
U::l!U::l~}nun
ezucpuodsuro-j 0&"6 "))!J
"!Aq!sods!p nrd 0 ~np U}lU!PP :}l~SS~ :}A:}P ~~UOISSIWS
j! ;l1UIT!Ull~}~P rod O}U~WUZZ!l!PU! !P UW:}lS!S un O!lUSS:}::l:}U~ ~OSl~A!P odn !P }lq Ip !H~q::l::lud OSS:}lS OT OUUZZlj!ln qyOllUO::l ~ qup -
~lUU!P~W :}lU:}WTUUO!Z~l!P!q qUIqWU::lS ouos
TOAS
P TV sonb D!UOJ
!no:)
~·6 I~P
corto 1 PP
ndao ~l
~ 1I) ~d 1I "~
III Sl-
III
~ snq
:~O!::l ~ 'snq U cqoueurrojtn ncr :}TPP oqotdn ~Tpnb ouos ouonsosuoo ~U ~q::l ~q::lqUUl;)lqOld ~T ~;)UO!ZU::l!unWO::lIp u:}uq nonrn un U ~lu'3~nO::l ;)q::lU~J!l;)d !P Ol;)WnU ouoo un !P o lSOH-:)d un !P ojpnb ~ HSn UW~lS!S un Ip 0::l!'301 amoqos 01 ';)Iuu'3~s Ip uomodu up oiucurcoqdurcs ouofiunj Hsn qnq !I'3 9q::l!Od "UOn~UUO::l !~P InUlUO::l ~ !lOnnpUO::l an uzu~PUOdS!110::l unu ;)lU~WUl!Un Hsn OAU::lun onnuasarddnr ~ O£"6 "'3g UI "~q::lq~u'3UWOlll~P ~ZU;)l;)Jl;)lm ;)nUp ~UO!Z~lOld ~lO!l'3!W nun rod !lUplO::l OUOS !illmn nscnb ~quu'3~s ! rod onp :} ~UOIZUlU;)WI{U,I .rod onp mo !P 'uonnpuoo ornanb onreirod muoscrd HSn OAU::lE ~OnOllUO::l !P quu'3;)S ! oqo qup ! U!S ;)lUUO!Z;)l!P!q opOW IT! ;)lU!qWU::lS rod uonnpuoo ;)np UZZ!lqn ;) ;)IU!l;)S odti Ip ~ HSn snq II ";)q::l!l;)J!l;)d :}I OSl;)A WU;)llSUMOP U! OlUlU;)!lO ordures '(%"(;"6 "'3y) qnq q'3;)P OSS;)l'3U! !P mrod uI ;) cqouojuod ;)1 (q) red fI odu l! :} 'lSOH-:)d I! OSl;)A ureansdn U! OlUlU~!lO orduros '(v6Z" 6 "'31J)qnq I{'3;)P nnosn !P oirod ;)1 ~ :)d I! rad V odn I! ~O!::l ;) '!Sl;)A!P !lOU;)UUO::l onp uuzzqnn ouos 'qnq !I'3ns ;)lUl -1;) !UO!SS;)UUO::l!P 1?lIIIq!ssod UI ;)lUU!W!P l;)d '(nsodratur qnq UO::l) !ll;)W O£ !P nouojuod ;) :)d an UUl!SSUW UZUUlS!P uun UU!Wl;)l;)P ;)q::l I! 'rriour ~ !P UWISSUW UZZ;)q'3unl tnrn ouucq OlU;)Wu'3;)nO::l !P !AU::lI "(OW!SSUW IU M. ~'z:) ez -uorod U!lUSS;)::l;)Uul UO::l;)lu'3;)nO::l oqouojuad ;)1 ;)lUlU;)WI{U !SO::lopuoiod 'UpdOld ;)UOIZUlU;)lll!IU uun ouuaq IUl;)lS;) qnq I{'3 UUllOU !G "Ozzq!ln !P 1?l!::lqUld Ulpu I'3'3UlUUA qU;)P!A;) UO::l 'U!ldOld ;)UO!ZUlU;)W!IU !P ;)lUOJ ann U qu'3;)nO::l OUU!S !SS;) oqo UZU;)S'Wu:)q:}M. 0 Ul:}pOW 'l:}UUU::lS I{O::l::l!d;)WO::l 'OwnSUO::l ossaq U IAq!sods!p ;)lUZZTI!ln !P :}lU;)SUO::lU::lqsp;)nU1U::l msonb ~M. !P szuciod !P OW!SSUW 01pA1l un ;) A ~ !P ;)UO!SU;)l nun UO::l oqouojuod ;)1 ;)lU1U;)W1IU lp OpUl'3 U! ~ romduroo lUUOS1;)d II
s
:l
"ff odn rp (q) V odu lp (v)
asn
1l0H:lUUO;)
62:"6 "))!.:I
s'z
anuuuoo
ez U
rq ~ Ul -
n
~lP
~d un Ul:}SSU
IT!
!TO
"(l!q L U OlU;)WUZZ!l!PU! !P UW;)lS!S lUP UUl umunns unup uou OlU}!Ul!I) cqouojuod aT !P OW!SSUW oroumu un UO::l 'mroiso qnq !P I{PAq onburo U om; aiuosard ;)q::l amnuns mm UmU;)SUO::l ~ P;) ouod ;)U;)S !P OW!SSUW un ;)l;)AU ouossod turoiso qnq I{O "(;)Ul:}lS;) oirod o.nranb 0 OU1;)lU! ;)lOU;)UUO::l un nrd ourorso oirod onp] oirod ornanb U 0 (onroiso ;)llod 0 vSZ"6 "'3y !P ouroiur ;)lOU;)UUO::l) orrod onp U ;)l;)SS;) ond ;) '(qnt{ 100.1) :)d IU OUl;)lU! ~ ;)UO!S -uudso !P qnq ounrd II "(l;)APP !;)P ;)UO!ZUnU1SU!.{ UlS;)!q::l!l ~ !n::l UI UllOA UW!ld Ul ;)UUUll) O::lquUlolnu U! qum'3IJUO::l ;) qn!::lSOUO::lU ;)lU;)WU1U!P;)WUl! OUO'3U;)A ;) 'US;)::l::lUUU!q::l::lUUl UI UO::l ~O!::l ;) '«OPIU::l U» :)d IU Ilu'3;)nO::l ;)l;)SS;) ouossod qnq qll UIS ;)q::l!l;)JP;)d ;)1 U!S !l8P auo!ss!WS8Jl
OEC:
Trasmissione dati: il livello fisico
Gli indirizzi, a 7 bit per un massimo di 128 terminali (PC-Host pili 127 periferiche), sono assegnati dal PC-Host aile periferiche contestualmente alia rilevazione sui bus, mediante un processo definito enumerazione, in cui viene anche determinata la modalita di traffico che la periferica utilizza; quest' ultima puo essere di tre tipi, e cioe: -
-
interrupt: e una modalita a basso flusso continuato utilizzata da periferiche come mouse e tastiera; bulk (Ietteralmente, «all'ingrosso»): e una modalita utilizzata da periferiche tolleranti al ritardo, come stampanti, scanner, macchine fotografiche 0 dispositivi di mernorizzazione, in cui sono trasmessi grandi pacchetti di dati con la rilevazione dell'errore mediante CRC; isochronous: e una modalita utilizzata da periferiche non tolleranti al ritardo, come modem, altoparlanti (dotati di convertitori D/A) 0 terminali per videoconferenza, in cui e presente un flusso continuo con il PC-Host senza controllo di errore.
II PC-Host mantiene in memoria Ie informazioni relative al flusso richiesto dalle periferiche interrupt e isocrone, destinando a esse fino al 90 % della capacita trasmissiva totale (12 Mbit/s per USB 1.1), e negando l'accesso al bus ad altre periferiche della stesso tipo se tale limite e saturato. Nel con tempo tutte Ie periferiche bulk possono utilizzare la capacita trasmissiva residua. L'accesso al mezzo trasmissivo e regolato da una tecnica del tipo token bus, in cui un pacchetto speciale denominato token (gettone) viene scambiato circolarmente tra i terminali, ognuno dei quali e abilitato a trasmettere solo se in possesso del token.
9.13 Modem in banda tonica Come gia detto nel corso di questa trattazione, affinehe un DTE possa comunicare per mezzo di una linea telefonica e necessario che esso sia connesso a un modem in banda fonica, il quale opera la mo-demodulazione del segnale, al fine di adattare 10 spettro di quest' ultimo alia banda passante del canale utilizzato. I primi modem fonici avevano velocita dell'ordine di 100 bit/s e la lora unica funzione era la detta rno-demodulazione del segnale. Al contrario, i modem odierni sono sistemi a microprocessore programmabili in grado di svolgere numerose funzioni evolute, e in particolare: -
-
-
sono programmabili mediante software, tramite un set di comandi noti come comandi AT 0 comandi Hayes; sono relativamente veloci rispetto ai primi modelli, potendo lavorare, se conformi allo standard V.90, a velocita sino a 56 kbit/s in downstream (vedi par. 6.4.3) e sino a 33,6 kbit/s in upstream; se esterni, possono essere connessi, oltre che a una porta seriale, al pili veloce bus USB; possono operare con diversi tipi di modulazione e a differenti velocita, adattandosi automaticamente alla velocita del modem remoto e aile condizioni della linea, scegliendo volta per volta la massima velocita ammissibile; dispongono di funzioni per la chiamata automatica e la risposta automatica, entram be attivabili via software; implementano la rilevazione dell'errore e la conseguente correzione per ritrasmissione del blocco, rendendo cosi affidabile il collegamento; implementano la compressione e decompressione dei dati, che consente, a parita di velocita dal lato linea, di ottenere una velocita maggiore dal lato DTE; integrano la funzionalita di fax e in alcuni casi sono anche in grado di ricevere e/o stamp are fax a computer spento; integrano Ie funzionalita voice che permettono di fungere da terminale telefonico trasformando il PC in un sofisticato centralino di segreteria telefonica; se il PC e dotato di videocamera, l'insieme PC-periferiche puo essere utilizzato come videotelefono.
231
(unn ~'£) Y;)lI )[:JBfosard Z o tr-ra )[:JBf osord Z lS~l-JpS UO:JOlOW~J arBl~ll~p door 'OlOUl~J ~IBHll!P dooj '~Iu:J0I ~IuHg~P doo] 'lS~l Jps uoo ~Iu:J0I o:J~lloIuUUdoo] '~Iu:JoI O:J~gorBuBdoo-j
usn ';)Z£Z-SlI (rpour PlIU) W£[P £P- ~(P£oA)urgp 9£ - ~(S~qP£oA- 06°A) urgp O££[P n=wgp ZlOUOPPl !P uoumu ornnnb !P ~ uropour !uo!zumilyuo:J onp !P o~gguluAluS H ~lU~SUO:J~HlUloA UOU U!JOW~WBI * '# 'o-v '6-0 rspidun B oqo !UOl U U!S ucnmu top ouotzrsoduro-j
sro/sr.a '.:I.:IOXiNOX !I!J onp B B:J~UOPPl u~un ns x~Idnp-JluHix~Idna I ~ssuD 8L~-YUjyI3
.orpnu )j:JBfBS~Jd :OUOPPl )j:JBfBS~Jd
:B:J9S0ullB~a :up:JBJl~luI :~lU~A~:J!J~PI!q!SU~S :~uo~SS!WSBJl!P 0II~An :HUJlS!g~J!Jl~WBJUd :.:IWla OUOl !IoqUl!S :UlBWU!lP !P ~l~:Judu;) .ossrqj !P 0IIOJlUO;) :~l!AqUJ~dO :XY.:I OPUBWO;)
(XBW
sdq OOPPT) III oddrurj ~UO!Z~:J!lIi~uO!SS~WSUJl pJUpUUlS :XY.:I oddrurj sunssou ~HJBd 'dots nq T 'lJUlS l~q 1 '9uP nq 8 aunssou ~l~Jud 'dois l~q Z 'irais nq 1 '~lBP Hq L ussy 0 tredsrp '!JBd ~lpud 'dots l~q T 'irms nq 1 '9BP l!q L :(tua OlU!) !lUP 0lUWJ0.:l OUJ~SSBUJ sdq OOZs IT :~IBP~s mrod ~l!:J0PA sdqOOPZ'008P 'OOlL '0096 ')[Zl ')[P'PI :XY.:I ~l!:J0PA sdq 00£ '009 'oozt 'OOPZ '008P 'OOlL '0096 ')[Zl ')[P'PI ')[8'91 ')[t61 ')[9'IZ ')[PZ ')jP'9z: ')j8'8Z ')jtl£ ')j9'££ sdq 0008Z '£££ 6Z '9990£ '000 Z£ '£££ ££ '999 P£ '0009£ '£££ L£ '9998£ '000 OP '£££ IP '999ZP '000 PP '£££ ~P '9999P '0008P '£££ 6P '999 O~ '000 Z~ '££H~ '999 P~ '000 9~ :~U0!Z~!J !P ~Iuuu:J nap ~l!:J0PA :qBp cuotssorduro-j ~dNW 'S!qZpoA .i-n.u :!JOJJ~ ~UO!Z~JJO;) P-Z !SSUD dNW 'ZpoA .i-rur :OUOPI~lO~P!A~l!l!q!ludwo;) 08°A .i-nu '6zoA 'LrA .i-rur :XY.:I ~ln!q!ludwo;) lzoA '£zoA 'J~laoA
ror/zrz II~£[ .i-n.u
'zzoA 'S!qZzoA '£zoA 'Z£oA 'S!qZ£oA 's~qP£oA '06°A
O£[Sfl 0 ~IuP~s mrod ns OUJ~lS~06°A 0II~poW un !P ~q:J!U:J~l~q:J!J!:J~ds~I onnsos !P oumrodu !S orduroso ~WO;) °l~UJ~lUI!P oZZ!Iqn.r red OlUZZ!Ul!110 'PpoA pJBpUUlSoxonu IU~WJoJuo:J HBP ouotssarduroo ~UlOW~J~UO!SS~UUO:J uII~P Bl!PJ~d nzuos ~UO!ZUSJ~AUO:J uI ~J9U~suo:J up ~IUl opotn U! '(OlOUl~J w~pow IUP orqtqms) nnutur !P OW!SSUWoroumu OlJ~:J un rod Us~nu U! oisod ~U~!AOlOW~J uropour I! 'BlBWU!q:JuI ~JUn~:J:JU!P ~P!:J~P ~lu~ln.I os ~o:J!UOPPl ~JOlBJ~do,IIUP ululuull~s oiusuraunuoddo OApJU U! UlUWU!q:JBun amtountnra !P opUJil U! \) UJ~pOWH ~UO!SS~UUO:J nun ~luump :Pl0tf-uo-UiopoUi ~lnUUO!ZunJ~~lpOpA BU~P~UOlZUnUJlUO:J !P ~suJ uI 0PUBl!A~B~UrrUSS~lSBuns !UO!SS~UUO:J ~A!SS~:Jns~UU O!JUSS~~Uodmoi H ~JUZZ~Ul!Pup ~IUl opOW U! 'U~U!IUIlU IA9UPJ ~Jl~WBJud ! UzzpOW -~W uropour I! u:J!UOPPl U~U!IUlUP sun ~P OZZ!I!lnourud IU : poUUOJ 'fJ!nb ~lrrUUO~zunJ~(pop09°Jud !poa) Sil!q)j 8P U rrad ureansdn ~P BW!SSUW~l!:J0pA .nuopooard pJUpUUlSHilu onodsu nuouraroqsmr !lu~ng~s ! OnOpOJlU!uq 'roruoj uropour ! J~ OA -9!UlJ~POlU~W!J~]!JI! ~lmquqOJd anru UO:JISJUJ~P!SUO:J up 'Z6°A pJUpUUlS~lU~:J~JI!
Trasmissione dati: il livello fisico
titi:
9.13.1
233
Correzione di errore
Fino al 1989 non esistevano standard de iure per il rilevamento e la correzione dell'errore, e si trovavano diverse implementazioni di codici ciclici simili tra di lora, rna incompatibili. L'unico standard de facto era rappresentato dal Microcom Network Protocol di classe 4 (MNP4), riconosciuto poi dal CCITT come uno dei due sistemi di rilevazione e correzione di errore definiti dallo standard V.42, che vi affianca il Link Access Protocol-Modem (LAP-M). In entrambi i casi si tratta di sistemi di rilevazione basati su codici ciclici, e la correzione dell'errore rilevato e basata sulla ritrasmissione del blocco in cui si e verificato l'errore.
su
_2,
'6,
k.
9.13.2
Compressione dati
Per la compressione dei dati si e dovuto attendere il 1990 per una standardizzazione de iure. In tale anna il CCITT ha emesso 10 standard V.42bis, definendo il metodo di compressione Lempel-Ziv (vedi par. 5.3.3) come standard internazionale; I'efficienza di tale metodo arriva sino al 400 %. Recentemente l'ITU- T ha definito, nell'ambito della standard V.92, il nuovo standard di compressione V.44, anch'esso di tipo Lempel-Ziv rna pill efficiente del V.42bis in quanta ottimizzato per l'utilizzo di Internet (navigazione, e-mail, download, ecc.); il V.44 puo raggiungere un'efficienza di picco del 600% e risulta mediamente pill efficiente del V.42bis del 26 %. Studi statistici condotti suI V.44 hanno evidenziato un rapporto di compressione medio pari a circa il 300 % nell'utilizzo della posta elettronica, in gran parte determinato dall'abitudine di allegare file in formato non compresso, e pari a circa il 200% nella navigazione Web, dove in particolare i file HTML sono in formato testo e quindi passibili di elevata compressione. Tali risultati portano alIa conclusione che la velocita di un modem V.90 0 V.92 puo essere in alcune condizioni limitata dall'utilizzo di una porta seriale, mentre risulta pill favorevole la connessione mediante bus USB; moltiplicando infatti per un fattore 3 la velocita reale di downstream di un modem V.90-V.92, assunta pari a 48 kbit/s, si ottiene un flusso potenziale verso il DTE pari a 144 kbit/s (fig. 9.31), ben superiore alla velocita massima di una porta seriale, pari a 115200 bit/so
1------11 144000 bitls
DTE L__ __
11----48 000 bitls
Deco(~~)ssione
---"
Linea telefonica
Modem
ESEMPIO
t, e
9.5
Quando si scarica un file mediante un browser 0 con un programma apposito, solitamente viene indicata nella finestra di download la velocita di trasferimento in kbytejs (kBjs). Se si dispone di un modem V.90 0 V.92, la cui velocita effettiva di downstream e supposta pari a 48 kbitjs (6 kBjs), quando si scaricano file compressi (per esempio exe, zip, pdf, mp3) la velocita di trasferimento non supera i 5 kBjs (si tenga presente che parte del flusso e di servizio),mentre scaricando file in formato non compresso (per esempio doc, xis, wav, htm) e possibile ottenere flussi fino a circa .10 kBjs. Quest'ultimo particolare rende evidente che la coppia di modem interessata dalla trasmissione implementa la compressione dati .
• TJ.
Fig. 9.31 Decompressione dei dati in un modem in banda fonica.
'~WJ:)sap
oimfios
Ip rpueuroo
lap oun
UO:> 9BP opow
u~ wapow
I~ ormrodu
0 Bau!I BI
alanauuo:>s~p ond ~s '~pUBWO:>lap aUOIss!w~,I B1Bll!Wlal ~adB:>sa opow IB 9BP opow I! orauod lad 'onop ~!ll ouroo 'B1BzZ!I!ln 'odaoso Ip ezucnbos BI tI . + + + 'OlBIAU! 0PUBWO:> o~lIn.I aladffi Iv
IBP wapow
-
-
:ouos !ssa ~OI(lUI OlSBl pp aUO!ZB1!ll!P BIlBP 9!nllaS orossa OUOAap uou a aluawlBIOllUTS IlBl!lliP alas sa OUOAap ']. V UO:>OUB!Z!ll! uou '!llIB qllap Bzualawp B 'oqo !PUBWO:>anp OUOlS!Sa 'rsoiso manb B a oseq !PUBWO:>m allIO '::lI0:>snu!lli 0 aIoosnmw ::ll::lnaI £11 auo!zu9S!P ~,o UOU ~SBOI tutu uI ';UOnmlsoo pp apuooos B 'oxntsodsrp B oxutsodsrp Bp ::llB!lBA ouossod tpuooos ! onuam 'UT::lpOW! rnru Bp 9n!:>souoop ouos runrd ! ~!SalSa !PUBWOO::losaq !PUBWO:>U! 9uqslP ouos .LV !PUBWOOI '(::lUOISSaUUOoBI BAqlB !S optranb .LV !PUBWO:>U! TUOIZBUT10JU!TIBlcrnrcxuoo !P BO!lBOU! IS aurnrarsord I! ::l'rnotzdo ::llBU!Wlalap ::llBMljOSIB Bog!oads ::llUaln.I BO!lBld U!) BOgBlll B!OOBpalU!ns B1BSBqcuorzerns -guoo Bl!ugap::lld Bun !P esaq BIlns wapoUl IB !PUBWOOmruroddo !Ill ::lOS91BdUlT'alual -n,IlB agq!S!AU! OpOUl UT 'aqo aUOTZBOTUnwoo!P alBMljos II ~ optrnnb 'alU::lWBoqBwOlnB ~Ul::lpOUl 'OlBl::lP!S::lP0PUBWOO I! ::llBlIll!P ond' ::llUaln,I BWWBlllOld un oiruran 'alUawIBnuBw pp erred Bp B1Sods!1 BI rod opuezzqansu
opmb BIpu BllS::lug Bun oraduroo !DO U! ooqtoods
.tnopour un B .LV 0PUBUlO:>un ::llB!AU! lad !POUl ::lnp OU01S!StI 'pnvqomv ::lWOOB10U ~ B:>9S!1::l1 -lB1BO aIBl ~!S!A1BHBPB!P ::l aIB!laS B!OOBjl::llU!.IPP OU010U!SB 01BW10j g ::l !lBP !ap ~l!OOPA BI ciucureouauromu ::ll::lOSOUOO!l!P Ul::lpOUl !B ouounod .t,V lad OUTZ!U!!PUBWO:>! (tsenb 0) rnru ::lqo OHBj II 'sat(vH IPUVlUO:J 0 ..LV IPUVlUOJ aUlOO !lou !HBJU! OUOS !PUBWOO !IBl ~(uolJUanv !P ::lUOIZB!AalqqB)«].V» ::llaHal ::lIuoo '!SB:>anp UTaqo otruan 'ordures OUBIZ!UToqo II:)SV !1::lHB1BO!P aqllll!lls ::lIPP ouos !PUBWOO! InO U! 'sionpor.j romdurooororpq S::lABH BIlBP OHOPOllUJ O!llllBnlluTI un OPBj ap plBpUBlS ouroo olBwlaJjB ~ IS BUl 'aIBuo!ZBUlalU! aUO!ZBZZ!UBlllOoqopmb Bun Bp 0lBZZlP1BPUB1SIPUBWOO!P ios un ::llS!Sauou oiucurour IV 'lsal aUO!ZDOaSa!P 0PUBWOO un aAaOIl cdeoso opour IBP 0 IPUBWOO OpOUl IBP opuanb isoi opOW U! alBllua ond wapoUl I! 'aUTJuI 'qBp ::lUO!SS!WSBll BIlB ouroiu !P 0PUBWO:>un B onnsos U! IlBp OpOUl U! 0 '::lUO!SS::lUUOOS!P !P 0PUBWOO un B oimsos ll! IPUBWOOopour UToranror rod ond W::lpOUlI! cdeoso OpOUl IBG '!PUBUlOO!P BsaHB U! aUBW!l a !lBp aUO!SS!WSBll BI oruoureouaroduroi odmorronn OSS::lOSBOIBl U! ~::ldBOS::l OpOUTpu oreuod ond 01 ::lqo '( + + + ) adv:Jsa lp nzuenbss BI omran 'OPUBWOOUDOIBntd ::lOSOUOO!lUOU Ul::lpOUT I! IlBp opow raN 'OlOUTal UTapow IBP oiuomoxord BP!IBA onrairod Bun B::lUq U! aOSOUOO!l 'msodsu 0 B1BUTB!lIO !P 0PUBUTOOun odop 'opunnb IlBp OpOUTll! unuo OSS::l~l::lS::ll!P 0PUBUTOO un odop 0 OlU::lUTBll::lIIOO un Ip aug BIlB 'auo!sua:>oB.IIB !PUBUTOOOpOUl ill BADll IS tnopour II 'OOllSOUllB!Plsal un anllaS::l UlapoUl I! .is»: OpOlU ~BlIp'qBls ~!ll !lBP auotssouuoo BI oprsd uou BUl '!PUBUlOO!P BsaHB U! ~ UTapoUTI! :vau!/ UI IPuvlUo:J OpOlU 0 edtns» OpOlU ~::ll::lnaUTSBllup !lBP ::lUTOOOlnAaO!l ossnu g mcrdronn Ul::lpOUlI! :IJVP OpOlU ~tI]'G IBP aUO!ZBmllguoo Ip !PUBUTOOIp BsaHB U! ~ Ulapow I! :IPUVlUO:JOpOlU .oxnrsodsrp pp olUaWBUO!ZUnj Ip !POW lluanllaS I IlTUg::lpouos oirsodord ::lIBl B ~IlBP 0 !PUBWOOaUTOO omxoou ossnu I! oreicrdrciut nssod OSS::llSUTapow I! oqo 0pBSSaO::lU~ 'IlBp I OUB1!SUBll !DOU! OlIn:>l!O OSS::llSollns UTapow IB OUOllUn!ll auolzBmllguoo !P !PUBWOO! ~qO!Od 'alBMljOS B!A al!UaAAB Old -OlO!W un Ip ouolluods!p !UlapOW Ulapow I '!UlalSa Il01B!Aap ns 0 JUlalll! !IJ::loquod ns op -uallB alUaUlIBnuBUl BA!UaAAB'('ooa '~lIOOpA 'ossnu !P 0IlOllUOO 'OlBUlB!qO Ol::lUlnu) ::lAqBlado aqoqS!lanB1BO allap aUO!ZB1SodUlI.I~O!Oa 'OAI1~Sods!p pp aUO!ZBmllguoo BI UlapoUl !~ld !aN
IV !PueW08 £"£T"6 Ilep euolsS!WSeJl
235
Trasmissione dati: il livello fisico
I comandi base e quelli estesi possono essere aggregati III un'unica stringa preceduta da AT, facendo attenzione all'ordine di esecuzione dei comandi, che va da sinistra a destra. Quando il modem riceve un comando restituisce una risposta che dipende dal comando ricevuto. I principali comandi base sono i seguenti (per semplicita vengono indicati solo alcuni dei parametri che possono caratterizzare un comando): ATD [P, TJ numero: comanda al modem di chiamare il numero telefonico indica to (D sta per dial), con selezione a impulsi (P sta per pulse) 0 a toni (T sta per tone); ATA: viene utilizzato per rispondere manualmente a una chiamata, se il modem e configurato per la risposta manuale; ATH [0, 1]: controlla 10 stato della connessione alla linea telefonica. ATHO disimpegna la linea, ATH1 impegna la linea; ATO: porta il modem dal modo comandi 0 dal modo escape al modo dati; ATZ: reinizializza il modem caricando la prima configurazione di default presente nella memoria non volatile del modem. II modem contiene un certo numero di registri in cui sono memorizzati alcuni parametri operativi, come il numero di squilli da attendere prima di rispondere automaticamente o i ritardi da introdurre in certe modalita di funzionamento. Per visualizzare il contenuto di un registro puo essere utilizzato il comando ATSnn?, dove nn e il numero del registro, mentre per modificare il valore del registro si utilizza il comando ATSnn = mm, dove mm e il valore da memorizzare. I comandi estesi sono caratterizzati dalla presenza di un simbolo all'interno del comando (&, [, %, -, "); per esempio il comando AT&V mostra la configurazione corrente del modem, queUe memorizzate nella memoria non volatile e i numeri telefonici memorizzati nella stessa memoria.
Fig. 9.32 Esempio9.6.
PROFILE: BO 81 Ll Ml Nl Q(l T Vl we X4 YO 'C1 'D2 &GO &JO &K3 &05 &R1 &80 &T5 &XO &YO 800:000 801:000 802:043 803:013 804:010 805:008 806:004 807:045 808:002 809:006 810:014 811:090 812:050 818:000 825:005 826:001 836:007 837:000 838:020 844:020 846:138 848:007 895:000 8TORED PROFILE 0: BO E1 L1 Ml N1 Q(l T V1 we X4 YO &C1 &D2 &GO &JO 'K3 &Q5 &R1 &80 &T5 &XO 800:000 802:043 806:004 807:045 808:002 809:006 810:014 811:090 812:050 818:000 836:007 837:000 840:104 841:195 846:138 895:000 8TORED PROFILE 1: BO E1 L1 Ml N1 oo T Vl we X4 YO &Cl &D2 &GO &JO &K3 &Q5 &R1 &80 &T5 &XO 800:000 802:043 806:004 807:045 808:002 809:006 810:014 811:090 812:050 818:000 836:007 837:000 840:104 841:195 846:138 895:000 TELEPHONE NUMBER8: 0= 2= OK
1= 3=
I~ anrosur mo U! llllsaug nun amdda ~q:J!podop 'ouorssounoo llIlll ourou un alllullassll mo Ul llllsaug ann orde IS alUaUlIllIZ!UI°llUlUllllllold TI alllAmll lad axa°w..I1.1adtfH am Ins alll:J:J~paAap ts 'o!aav nuaw Illp llIlallll:J llAqllpl III lllladll a eururarsord I~OlllIllllS~ lllIOA°llUn °lalndUlO:Jonp ~ nn am alll!AU~0 oreouaos lad ouroisa aIllu~illlal un II tsrcuouuoo aIllnb III UO:J'aIllU!UUal ~p auorzejnuro, un ~ ~Hllal Ul eunnarsord aIll.L °UlapoUl ITUO:J.LV rpuauroo ciuerpom cmcuqenuem oreonmuroo lad tuotsras aAIssa:J:Jnsa S;6 SMOPUlM.U! osrqour llUlUllllllOld TI ~ /vu!w..IaL.ladtfH 9"601dW3S3 °C60IdW;)S3 "·6·;t!:l
Co?)
"6
lOO6Z96S90 (d 0) .L
Ilep euorssuusaij
9&C:
Trasmissione dati: il livello fisico
numero di telefono da chiamare; segue poi la schermata per attivare la connessione (il che significa che sulla base delle informazioni ricevute il software impartisce al modem gli opportuni comandi AT per connettersi). Seguendo tale procedura e possibile connettersi a un computer remoto. Se si vuole utilizzare il programma per familiarizzare con i comandi AT, 0 per connettersi manualmente tramite essi, e sufficiente assegnare un nome alIa connessione e selezionare direttamente a COMn dal menu a discesa relativo a Connetti: (COMn e la porta seriale connessa al modem). Cliccando su OK appare una finestra di configurazione della porta, dopodiche il programma e pronto per comunicare con il modem mediante i comandi AT. Si noti, nei profili mostrati in fig. 9.32, la presenza nella prima riga di una serie di indicazioni riguardanti 10 stato del modem. Per esempio BOindica che il modem utilizza gli standard ITU-T aIle basse velocita (puo essere modificato con il comando ATB1 per utilizzare gli standard Bell), E1 indica che e abilitato l'eco dei comandi (puo essere disabilitato con ATEO),ecc.; nelle successiverighe sono poi indicati i valori numerici attribuiti ai registri del modem.
ESEMPIO
9.7
Per connettersi a Internet con Windows 95 e successiveversioni e necessario creare e configurare una connessione di accesso remoto (deve essere installato il componente Accesso remoto). Una volta indicati nome e numero telefonico della connessione, cliccando sulla stessa con il tasto destro e selezionando Pro prieta e possibile configurare i diversi parametri. Tra questi vi sono il numero da chiamare (fig. 9.33a), nonche tutti i parametri di configurazione del modem (fig. 9.33b). Come esemplificato in fig. 9.33, quando si attiva la connessione remota il software, in modo del tutto invisibile all'utente, impartisce al modem gli opportuni comandi di configurazione (di tipo AT 0 con altri meccanismi dipendenti dal tipo di modem) sulla base del profilo configurato in precedenza. Si noti la possibilita di inserire manualmente una stringa AT di inizializzazione del modem (fig. 9.33c), utile in circostanze particolari; per esempio in presenza di linea disturbata e possibile rendere pili affidabile la connessione aumentando a 12 secondi, con il comando ATS10= 120, il tempo di risposta alIa perdita della port ante (per default tale intervallo, memorizzato in S10, e pari a circa 1,5 secondi).
9.13.4
Modem esterno e interno
In base al loro posizionamento rispetto al computer al quale sono collegati, i modem possono essere suddivisi nelle due categorie di modem esterni e modem interni. Un modem esterno e un dispositivo che deve essere connesso al computer tramite la porta seriale e un cavo modem RS-232 0 tramite la porta USB e il relativo cavo (fig. 9.34a); un modem interno e invece una scheda, di tipo ISA (per i modelli meno recenti) 0 PCI, che deve essere alloggiata in un connettore libero della scheda madre del PC (fig. 9.34b). Modem esterno II modem esterno present a fondamentalmente tre vantaggi rispetto al modem interno: -
-
il
poiche si collega a una porta seriale 0 USB gia funzionante (si presume) del PC, la sua installazione non comporta problemi e non puo provocare conflitti con altri dispositivi; se utilizza l'interfaccia USB, non subisce limitazioni di flusso dallato PC (vedi par. 9.13.2); puo essere trasferito con Iacilita da un computer a un altro.
Oltre a cia, puo essere di una qualche utilita la presenza sui pannello frantale di una serie di LED indicatori, assenti invece nei modem interni; pur variando a modello, in genere le indicazioni fornite da tali LED comprendono almeno indicazioni: rilevazione della portante, connessione alIa linea, ricezione dati,
del modem da modello Ie seguenti invio dati,
237
·(1(1o!.ldO.lJ ns ;UlD:)~pa unnd -tuoJ rpumb orauorzops 'otfJ!.Io./!.lod ouopSoD/Vtuo1S1S/ol -lO.l1UOJlp 0llouuvJ osroorod II almilas '~A~ssa:):)nsa 5;6 SMOPUIMu~ orezzqnn up <:HILI croosouoo lad) UlBZZ~1 -!ln~ mrod ul opuul!I~qus~p 'uA!lun~ililu mrod uy lad <:HU OA~lUpl I~Oluz~pln crosse ond 'uropom IU oiucur -aauuroduroiuoo (ZWO=> 0) TWO=> mrod uy uzz~mn ~s uou as ~~AqIsods~ PHu uoo ~nrlJUO;)alaillOs ouos -sod <:HILTPPUlP;)S uypu mn '(otrrqoonm auap nztrarotf -iluw uuns £WO=> otnoo ormsodtm ond IS) nnojqcrd OUOillOSuou auod Ip orcurnu II lad ·qp;)!luod Inap I cnrerpour alualn.Jlup alUHas alloA u arossc ouoAap (<:nn ~p oroumu) OluzzITIln orosscoordoromr pp idruroimj a (17WO=>0 £WO=> 'ZWO=> 'TWO=» cuod ~p o.ioumu P ~o~:) a 'UllOd ulPP motzmsodun a'1 ·S/lIq OOZ srt ~ crarodns ond uou 'aluuas auod ns rurciso uropour ~ lad omoo 'oqo '=>d ore] IUP ossnlJ pu auo~ul~wIy mm mroduroo oisonb .urspour upaq;)s unns ciuosord alUaUIU;)~S!]'uA~lun~ililu ayu~las sired nun u ossctmoo wapow un curoo oxrrercdo uwalSIS IUP OlS~Aaua~A ouraim wapow P 'OHU] icr ·(5;£·6 ·il!]) assois ulPP oiuoureu -orzun] ouairoo II lad upaq;)s uuns nuoscrd (.Iodtunf) ma:)quod ~umlu oreuorztsod ouessoo -on ~ alauail u~ oiuanb UI 'oirodso oood alualn.Jlu ozz~yqn.T mlil~suo;) au as uON ·01qwoilu~ uou ~p TAqOWlad u~s ~ll;)~WOUO;)a,ylad ms ulla;)s uPlluA ann alassa ond ouronn wapow II
·OUl;JlU! lU;JpOW un UI
mdum]:
S£·6·'!:I
OUJ8lU! W8POlt\l
-orqoooradda opuooas lap onorssouuoo ullad ~10] all I oricr Ins u~qqu aq;) cmds nun OlaAAO'U;)"!ll0PPl usord-sutds nun IAqIsodslP anp ~ap oun lad cporqou aq;) TI'U:)lUOPPl nsard essois unns uropour IU auo~zuA~lap UI ournjnisonb aluaUlyuniln aluilano;) apqIssod ~ 'oiuosord cssoj uou OUOPPl II lad ull;)sn,1 aAO ·oU1alsa O;)~UOPPl orqoooredde alunluaAa un uau~1 ssscis uuu aluilano;) ~p auo~zun] uy uq opuooos II oriuotu 'U;)IUOPPl uauq unu ossouuoo orassc aAap ounrd I~ :tINOHd a tINn t rra uouounoo onp lap azuosord ul 'V17£·6 ·il!] UI 'uon ~S ·alualn.TPP OlOAUY~p ouorzmsod ul crarqurosur u ~AU;)~ons ~ a uzuasald ans uy uoo a;)S~nq~llUO;)a oU1alu~ oyppow oirropuodsuroo pp OSOlSO;)ntd ulyns~l ouraiso wapow un 'OllUO;) lad "({la aluuilas pp 0lUlS
·OUJ;JlUI lU;JpOUJ (q) ~OUl;)lS;) UJ;)POUJ un lp OlP~ (v) K·6·'1:.I
(q) 3NOHd3NI1
nn
(v) }IdS :JIW
®®
!lBP eUO!SS!WSBJl
Trasmissione dati: il livello fisico
9.13.5
Configurazione in Windows 95 e versioni successive
Si vuole ora evidenziare il significato di alcune opzioni di configurazione di un modem in Windows 95 e versioni successive, presumendo che il dispositivo sia stato correttamente installato e collegato al Pc. In primo luogo si deve osservare che non Ii: necessario configurare la porta alla quale Ii: connesso il modem, dato che le opzioni di configurazione di quest' ultimo sovrascrivono quelle relative alia porta. Per quanta riguarda il modem, Ie finestre di configurazione della stesso sono raggiungibili con il percorso Pannello di controllo] Modem, selezionando quindi il modem e cliccando su Proprieta. Rispetto alle varie opzioni presenti devono essere considerate in particolare alcune proprieta: -
-
nella fmestra Generale, per i modem che utilizzano una porta seriale, la velocita massima di quest'ultima puo essere portata a 115200 bit/so Questa velocita Ii: sicuramente maggiore della velocita del modem sulla linea, rna si deve considerare, come gia detto, che il modem Ii: in grado di effettuare la compressione e decompressione dei dati, e pertanto Ii: opportuno che sia in grado di accettare dal lato PC un flusso maggiore di quello presente dal lato linea; nella fmestra Connessione, Ii: necessario quasi sempre disattivare l'opzione Attendi il segnale prima di comporre il numero (vedi fig. 9.33b); se tale opzione Ii: attiva, un modem di produzione estera probabilmente attend era un segnale di linea diverso da quello italiano, e pertanto non cornporra mai il numero; nelle impostazioni Avanzate ... della finestra Connessione (vedi fig. 9.33c) deve essere impostato in controllo di flusso hardware.
Alia fme della configurazione si ritorna alla fmestra Modem, e da questa si possono compiere due azioni: -
nella finestra Generale, cliccando su Proprieta di composizione si puo impostare il tipo di selezione del numero telefonico (a frequenza 0 a impulsi); nella finestra Diagnostica, selezionando il modem e cliccando su lnformazioni addizionali ... si puo avviare un test diagnostico sui funzionamento del modem; si noti che se alcune voci isolate restituiscono come risposta del modem Error cio non vuol dire necessariamente che il modem non funzioni correttamente (potrebbe essere che il modem non riconosca il particolare comando AT impartitogli), rna se molte 0 tutte Ie voci restituiscono Error allora sicuramente esiste qualche problema hardware 0 software.
Si noti infine che la configurazione del modem rimane immutata quando 10 si utilizza per una connessione remota di Windows 95 e successivi; se pero dall'interno di una connessione remota si cambia la configurazione preesistente, Ie vanaziom hanno effetto solo su quella specifica connessione remota.
9.13.6
m-
La funzione fax
La prima funzionalita che Ii: stata aggiunta al modem Ii: il fax. In reaIta questa integrazione Ii: stata piu che naturale, dal momenta che un fax non Ii: altro che un dispositivo in grado di trasmettere 0 ricevere segnali numerici che rappresentano un'immagine digitalizzata (vedi par. 4.4.3). E stato quindi sufficiente prevedere, per il modem, un software in grado di ernulare gli standard di trasmissione/ricezione fax esistenti, per permettere all'insieme PCmodem di inviare e ricevere fax in modo compatibile con gli apparecchi esistenti. L'unica condizione da soddisfare, che differenzia un insieme PC-modem da un fax tradizionale, Ii: che il documento di partenza deve essere gia in forma digitalizzata, come avviene per esempio per un testa in un word processor; a meno infatti di non collegare il PC a uno scanner, l'insieme PC-modem non Ii: in grado di ricevere un foglio di carta e trasmetterne l'immagine. Per quanto riguarda invece l'output di un fax ricevuto, l'immagine puo essere visualizzata nel monitor 0 stampata.
239
·olU::lds
ramdtnoo £ XBJ~P 01::lUInU orroo un '::l1£dUI£lS !P !S£:) nmoje- U~ ::l '::l1BZZ~10UI::lUI ~P 0p£1~ U~ 'mUOUOln£ B~10UI::lUIIp naiop X£J!UI::lPOUI~P OlB:)1::lUIIns £s1BdUIm £I ::lugu~ ::l1£I£U~::lS £0
·Xll.:l ljOSOlOIW ns plOM. IIp admms (q)
~~lllnllTA
·::llU::lln,II£p oresstjord ~mnbs ~P 01::lUInU un odop ::ll£UIB~IP ::lI ouru £ citrouraouauroirra ::lpUOdS~1::l1BMl]OSE :£:)q£UIOlnB msodsu ~x£J ::lUOIZ::l:)11 ~p £UIUI£1~01d E noo £l£UI£!IP £II£ cropuodsu cs ::lp~:)::lp::llU::lln,I ::l OA~l1£ m £l£UI£!IP £I £I£U~::lS::l1BMl]OSI! £l£UOPPl Bun !P OA!l1£,II£ :::lI£nU£UI aisodsu -
oiuedurms ouioo Xll.:l (v) 9&"6 "II!.:!
:!A!l£1::ldo !POUI nucnsos !::lp oun ::l1£zz!Iqn ::l{!q!ssod ~ BUIUIB1~01dPP ::luOIz£m~guo:) ~p ::l1lS::lug::lI ::ll!UI£1l, ·(::l~UBIPXtI ol£II£lSU! oreis ~ os) oaum U! msoJ dOPIS::lPPP £uo:)I,I ::llU£IP::lUIxv.'! JjoSO.I:J!W 0PUBlAA£ ::lU::l~AA£ XBJ!::lp ::lUO!Z::l:)!1 WI ·(q9£·6 .~g) x£J I! ::lA::l:)!1::lIp OlOUI::l1 oxursodsrp Ins ::llU::l110:)0lU::lUImOp I! ::lSS£dUIBlS!S cs ::lUIO:) 'XBJ un ::l1£!A~ ::lgq!ssod ~ ···vdwvJs!al!.'! ouotzdo] ::lI!q!uods!p ~ !m U! SMOpU~M.rod BUIUI£1~01d !U~O £p ::lq:) £:)g!U~!S OlS::lno ·(v9£·6 .~g) SMOp~M. Onos nuosard !I£::l1 !lU£dUI£lS ::lII£ £lUn!~~£ ::lI£nl1!A ::llUBdUI£lS nun ouuran x£J ~p O~AU!,I ::llU::lSUO:)xv.'! Jjoso.l:J!W 'Ol£II£lSU! £lIoA £u[l ·(86 SMOPU!M. !P WO}l-O:::> PP a'j,vssaW!~6U!MPlO!slooJj AlOP::l1!POllOS £1I::lUnnuoiuoo ouos xv.'! o a'j,umpxt/. ::lUO!Z£II£lSU! !P ::ll!J !) aiuourereredos 01BIIB1SU! crosse ::lA::lp £UIUIB1~01d I! !A!SS::l:):)ns::l 86 SMOPU!M.uoo ::l11U::lUI'OAqB1::ldo eurcists I::lP oiuouoduroo un £1::lX£.'l l]OSOD~W ~6 SMOPUlM. U! ~Xv.'! JjOSO.I:J!W~ !A!SS::l:):)ns::l ~6 SMOPU!M. uoo Ol!U10J x£J ::luO!Z£InUI::lIp ::l1£Ml]OS II
017(';
Trasmissione
IJ LAJ 00
c:rJ 00 LLl
Uno schema elementi: DCE - UCL DTE - DCE DCE - DTE DTE - DCE DTE - UCL
dati: il livello fisico
di collegamento per la trasmissione dati prevede nell'ordine i seguenti -
canale canale canale canale canale
-
UCL DTE DCE DCE UCL
-
DCE. DCE. DTE. DTE. DTE.
Un collegamento dedicato puo usare uno dei seguenti sistemi di trasporto: PSTN 00 CDA c:rJ ISDN 00 CDN LLl
U LAJ.
tJ
Completa Ie seguenti frasi. a) Nella trasmissione l'informazione e trasmessa a gruppi di n bit su n linee fisicamente separate; tale trasmissione si realizza con n + 1 linee, essendo richiesta una linea di alia quale riferire i potenziali delle n linee di segnale. La trasmissione prevede l'invio delle cifre binarie In suecessione su una sola linea; tale trasmissione prevede l'utilizzo di registri a scorrimento di tipo che serializzano i dati in uscita, e che li parallelizzano in ingresso. b) Dal punto di vista della direzionalita, detti A e B i sistemi connessi, sono definite Ie seguenti modalita di trasmissione: : la trasmissione dati avviene in un solo verso, per esempio da A a B; . ....: la trasmissione dati puo avvenire in entrambi i versi, rna non contemporaneamente (anche se in alcuni casi e previsto un canale di ritorno, detto la trasmissione dati puo avvenire in entrambi i versi contemporaneamente. c) L'RS-232-D e la raccomandazione CCITT V.24 specificano formalmente Ie caratteristiche del diffusissimo connettore a n... a 25 pin, presente in alcuni personal computer come porta Non essendo tuttavia, almeno inizialmente, parte della standard, sono state sviluppate interfacce RS-232 con connettori diversi, tra i quali il pili diffuso e il connettore a poli, presente anch'esso in quasi tutti i personal computer. Di norma il connettore «rnaschio » e presente nel . mentre il connettore «femmina » e presente suI n
n
•••
•••••••••••••••••••••••••••
,
n •••••••••
n •••••
..n
n
n
);
••••••••
n ••••••••••••
:
•
,
••••••••••
Completa 10 schema in fig. 1 relativo a un generico collegamento per la trasmissione dati.
1
Elaboratore
H
? '------'
H
?
H
Can~e
~~?
H
DTE
?
H
Elaboratore
DTE
Fig. 1
: I
Indica se Ie seguenti affermazioni sono vere
0
false motivando la risposta.
a) La trasmissione parallela su n linee richiede un cavo con 2n
b) c) d) e)
conduttori. Uno standard pro prieta rio e uno standard basato su scelte indipendenti di un certo costruttore. Nella commutazione di circuito i terminali comunicanti impegnano una linea per tutta la durata della comunicazione. Nella modalita full-duplex la trasmissione puo avvenire in un solo verso. L'RS-232 e uno standard che definisce Ie modalita di collegamento di due DCE.
DV DV DV DV DV
I
-nn
lZZgUI !SlgAIP !nS Xgldnp-nnJ
"lAlSSlUIS !UO!SS!UISEll !P gUOlZEZZ!lEgl Ip IPOlgUI ! !A!l:lSgG
'oucqooed -UIO:l EIPP g Ol!nJl!:l
!P gUO!ZElnUIUIO:l EIPP
!P gUO!ZElnUI
!IUlUgUIUPUOJ ;}q:l9S!1;}llU1E:l ;}I !AU:lS;}G
nap ouotssuuserj
10 10.1 Reti di elaboratori 10.1.1
Introduzione
Sin da quando l'informatica ha iniziato a svilupparsi, e apparsa di fondamentale importanza Ia possibilita di condividere le risorse di un sistema di elaborazione tra pili postazioni di Fig. 10.1 (a) Modello
mainframe-terminali; (b) rete di calcolatori.
(b)
'odurai pu qUUO!ZUp':p nsoo UO::l::l O~Z!Al::lS!P ~UO~Znll::llU! UZU::lS::lUll[::l::lUru::l[ 0 !Z!Al::lSI crerznoiod 0 OlOAU[ Ip IUO!ZUlSod ::ll::llluntililu ouossod !S ·USOlSO::l oood ::l ::l::l![dru::lS~ l?l!IU!ZU::llOd ::lAOnU !P UlUn!llllU,[ 'BlB::ll::l BlBlS ~ umnmlsulJU!.I cqo odoa ·BlI::lS::lj:)U[PU l?l!JBnpB1D ·::lruU1JU!Bru ns OlBSBq OlBZZ![BllU::l::l uurorsrs un !P !Ipnb B !lO!l::lJU~ nsoo ~::lp Bl[ oimqtnsrp anroisrs un o!qqnp BZU::lS ·OIrulBds~"H ·IIBl!dB::l tptrarf ::llBZZ!pqOruru! BZU::lS(USSBru Ip ::l!lOru::lru 0 nuadtnms orduroso rod) quupuopu gSlOS!l ·!P arrodsrp ond ::lUO!ZBZZIUBlilO!UllO ::lqUl!ru~[ qSO::l OUUBl[ nuouodtnoo ![OlllI!s ! £HBJuI ·l?lISS::l::l::lU !P OSB::lU! ::lAqnlqsos osrostr !P orrodsrp ::lIIqIssod ~ !lOlU[O::l[B::l!P ::ll::ll Bun UO:) ·l?l~EqBPlliB UlIY -
·;)IU:>01:Jd osnour
un !p
;) Ul;)!lSEl
cnuran 0lOUJ;)J :Jd un !p 0JlOllu0:J Z:"Ot "~!.:I
:!IBnb I Bll '!llllBlUUA !SOl::lru -nu ::llUgUlBA!n::lJP ::l1]]0 trorejoojao Ip ::ll::ll Bun IIBUllDl::ll-::llDB1JlI!UlD O[Pporu [B onodsrg t)IJOMJoU JomdUlOJ) 1.I.01VJoqV/o !P 010.1 oreurmouop ~ UlD::llS!S ::l[Bl un ~(qrOl ·il!]) OlOAB[ [I ouonscso '0l0[ Bll ~SS::lUUO::ll::llUl BlD 'nnouoinn .romduroo !P ::lpUUlli otronr 0 I).!d oraumu un rno U! '::l[BmnmlS B!llO[odIl BAonu Bun Bp OlBZZB!d~l OlBlS ~ p::l 'oiojosqo cruourpnoi ~illio ~ ::lUO!ZBZZ~U -UlllO,un Ip rpmorzmndmoo l?lISS::l::l::lU ::l[ outu gA[OSU ::ll[::l::llOlU[O::l[B::lo[oillI!s un !P oIPporu II ·(VrOT ·llg) Bud old ::lUO!ZUlOqUp ~p l?lI::lB~B::l !P txud O::lp!A-Bl::lqSBl IIBU!illlgl oimran OUBA::lp::l::l::lB nuom I[ll ::lImb IB ourerjumur ::lpUBlll un !P o[pnb uro «O[O::l[U::l!P o.nuco» rp oIPpolD E ::l '::lUOIZBlOqUp !P BZU::llOd B[ Bl::l ::ll::lPIA~pUO::lBp BS10S~1 BI ::llU::lru[B!Z!UI ·::llU::lln !lEp auotssuusaij
Reti e protocolli per dati
10.1.2 Scala dimensionale Un primo criterio per classificare una rete di computer si basa sulIa distanza coperta dalIa rete stessa. In questa contesto si distingue tra (vedi tab. 10.1): - LAN (Local Area Network, rete in area locale): rete che utilizza linee e apparati privati per connett ere computer entro un raggio massimo dell'ordine di grandezza del kilometro; - MAN (Metropolitan Area Network, rete in area metropolitana): rete utilizzata per interconnettere un certo numero di LAN all'interno di una regione geografica specifica, quale potrebbe essere una citta 0 una provincia. Nella maggior parte dei casi, Ie MAN sono gestite da un ente pubblico 0 privato, al quale devono rivolgersi Ie singole organizzazioni per instaurare la rete; WAN (Wide Area Network, rete in area geografica): rete utilizzata per interconnettere un certo numero di LAN all'interno di un'area geograficamente molto estesa. I mezzi trasmissivi utilizzati da una WAN sono gestiti da societa di telecomunicazioni pubbliche o private, che affittano i collegamenti aIle organizzazioni interessate; tali collegamenti possono essere molto costosi, e vengono fatturati sia in base alIa lunghezza che in base alIa larghezza di banda (velocita in bitjs), per cui pochi collegamenti di questa tipo supportano le velocita consentite in una LAN. Tab. 10.1
Tipi di reti in base alia scala dimensionale.
Distanza tra i nodi della rete
Ambito
Tipo di rete
10 m
Stanza
LAN
100 m
Edificio
LAN
1 km
Campus, stabilimento
LAN
10 km
Citta
MAN
100 km
Nazione
WAN
1000 km
Continente
WAN
10000 km
Pianeta
WAN
10.1.3
Usi delle reti
Le motivazioni che giustificano l'utilizzo di una rete informatica sono moltissime e di vario tipo. In ambito locale (LAN) una rete puo essere utilizzata per: - condividere file (accedere cioe al disco di un PC remoto da un PC locale); - gestire il backup (cioe il salvataggio di una copia di riserva) dei documenti degli utenti della rete a livello centralizzato; - condividere stampanti (Pill computer utilizzano la stessa stampante); - condividere l'accesso a Internet (e possibile connettersi da un qualunque PC della rete mediante una sola linea); - condividere la possibilita di ricevere 0 inviare fax (come sopra); - condividere l'accesso a un database centralizzato (pill utenti possono interrogare 0 aggiornare il database da postazioni diverse); - condividere prograrnrni (un certo software puo risiedere su un solo computer ed essere eseguito su pill macchine della rete); - fornire informazioni agli utenti della rete mediante un sito gestito a livello centralizzato; - scambiare informazioni tra gli utenti della rete mediante un sistema di messaggistica interno; - inviare 10 schermo di un PC locale a PC remoti 0 assumere il controllo di un PC remoto da un PC locale (questo tipo di utilizzo della rete puo essere particolarmente utile nel campo della didattica; per comprenderne il significato vedi fig. 10.2).
245
'Olund-Olund ~l~SS~ ~ UOpU~l (l~U1~lUI ordurosc rod) ~q"!J -R1~0~~
'Olund-Olund
ala"M
1I'"Ol"'!.:I
uor ~Ianuotn 'rsnopaorq arcs
- a ~ OUOpU~l~I~"OI~l:ll al '~UO~Z~"J~~l -IOUlUOJ mn 'al~l~u~~ u~ 'oqonsrrouar -so ~I~l l~d '~UO~SS~UUOJ ~II~P ~UO~lS -a~UOJ 0 ¥l~pq~uods~pu~ ~p nrorzeru -IS ~ ~lU01J l~j ond uou ~llJOU~ a 'ou -U~l:llOU~I !I oqo ~lOl~lOq~p ~ ~n:lqJ -oud 0PUUIAU! ~l~l ~1I:lP ~A!SS~UlS~ll ¥lI:md~" ~I nocrds OllUO" rod ~In~lp -ond ~~p ouousof ~IPP o,,~nb ~p ~!S ~uo~SsaUUOJ ~IPP ~lSIA ~p oiund I~P ms oiund-o nmd ~"anb tp ~J~ldUlaS nrd oijotu :t isnopeorq ~~~olou"al ~'l '~n~q",,~d ~~p (gupnoJ.) oi -uaUl~pUllsU~ Ip ~Ull~lO~I~q~ szumrod 'lS13:JP1301Qoiar lp OldUlast[ -Ul~ orejoonred ououmssn !m rod '~A~l tOOl "'!.:I -~u1all~ ~U1UlUl~"ntd OUOlS~S~~lOl~lOq -~P anp ~ll ossodg '(t'"Ol '~y) ~p~Ul1alu~ ~lol~lOq~p nrd 0 oun a1~Sl~AUln~ l~A :JJOllllOqul3 -op ond onoqoced un '~UO!Z~UllS~P~I1~ alu~~lOs ~I1~P a1~A~1l~l~d '~SS~lS~l~l ~I1~P opou Oln~ un ~ OlU~lJOS Ol~U -nsop :t ~l~l ~IPP opOU un ap OlUIAUI onoqooad Un:JS~p oiuauod ~olund-Olund OlU~Ul~~:lIlO" un UOJ ~lOl~lOq~p !llJ~ p~ OSS:lU -UOJ :t ~la1 ~IPP aroraroqtqa rmossto oqo On~j I~P ~l~ZZ!l~n~l~J OUOSotund-oiund !JuJ. ;q ·(pJ.DJ u;m!J.aJuI '>fJ.OM}aN) :::>IN 0 U}UJ. Ip opsuos ~l~U!UlOU~P ramdmoo I~ ~Ul~lU! spaqos nun :t 'q~"ol nor ~IPP OS~" pu 'oqo ~l~l ~I OSl~Am""~JlalU!,Un ~P ormop a1~SS~aAap oromroqrqa unosmo ¥ll~~l U! ~OlOIan rssorruoo onraurananp ouroo ouaradda ~lol~lOq~p q~ £'01 .~!.J UI ~UlOJ 1l0U !S ·(gU!}sv:J!) -Inw) !lOl~lOq~p q~~p ~Ul~!SU!OnOSun ~ OIOSonoqooad un a1~!AU!,I1au~lS~SUOJ¥lq~q!ssod ~llJ~,un ~gUl}SV:JpvoJ.q ~l!Uy~P :t ~"~U"~l :lI~l :}SDJpVOJ.q !p OZZ!J.!PU! oururoddo un opuasn 'uoraroqep II~ tnru ~ ouoqooed un ~l~~AU!~p ~q"u~ OUOlU~SUO"isaopnorq nor a'l '~ss~ldUlO" ntd ~!~Olodol UO" lS~JP~Olq ucr ~q"u~ OUOlS!S~eur '(£'01 '~y) dorpnjnur oluaUl~~~IIOJ un UOJ qOl~lOq~p !I~ :ll~naUUOJ [ou oistsuoo lSBJP~Olq al~l Bun a1~zz!I~a1 ~p aJ!IdUl~S ntd OpOUl II 'Ol~lOU~! ~U~!A oucqooed H OIl~llUO" OS~J u~ 'oraroqap aU~!A oncqooad H OZZU~PU!oudord H UOJ ~P!JU!O" oisonb ~S :O~l~l~ll!lsap pp ozzrrtpm] ~u~Ul~sa 'ouoqooed un ~A~J!l aroreroqejc un opu~no '!llJ~ q~ rnru Bp llnA~J!l ouos croraroqtqo un ~p 1l~~AUI moqooad ~~qJ on~J I~P orezznonereo OUOS}sv:Jpvo.lq l}u.l ~'l 'onmd-oumd !P1 ~I o isaopnorq nor ~I :to!" o '1l~1 !P aI~oIodll anp OUOlS!S~~AISS!lUS~ll~!~OIOu"al ~I ~p1~nll~1 onrenb l~d
I
1
t"J:l ':lqJ!UOPPl lUO!ZB"!Idd~ '!lUlnIl~J ~ ~~~~ssaUl !P OlAU!'~loUla1 aI~UOS1~d~pua~~ 'X~J Ip O!AU!'~lolUa1 adureis 'oiouror dnxouq) icuroiu] !P ~uo!snJJlP ~I1~ Ol!n~aS U! oU~laJ!I01d oqo IZ!A1as!l~~l~AS q~~p oun a1~ZZl{lln t""a 'aUO!SsnJS!p !P tddrus '~zua1aJUOJOapIA '~JOA '~J!U01n~p msod) ouosrod un lUO!Z~lU10JU!'eretquraos ~~IY~l~l~JS~ll tJJ~ 'as~q~l~p !P ~UO!Z~'ilo11alu~'~l~l tn usmbon '!l~JUBq ns ~UO!ZB~~A~U) oiomcr !UO!ZBlU10JU~~ !llJB a1ap~J"~ 1BJ 0 a1~p~"J~ ~ZIA1~S'iourciuj
:l~d ~l~zz!Illn a1assa <;mdal~l ~un (NV M. 0 NVW) O"y~l~O:l~ 0 OUBl!I0do1l~Ul 0FqlU~ UI !lep aUO!SS!WSeJl
Reti e protocolli per dati
247
10.1.5 Reti locali Le reti Iocali, 0 LAN, sono reti private il cui ambito di utilizzo puo essere una stanza, un edificio, 0 aI massimo un campus universitario 0 uno stabilimento industriale. Le ridotte dimensioni di una LAN fanno si che il tempo peggiore di comunicazione sia Iimitato e conosciuto a priori; in tal modo possono essere usati degli schemi di progetto che non sarebbero possibili altrimenti. Come gia accennato, in genere Ie LAN utilizzano la tecnoIogia broadcast; Ie velocita perm esse vanno tipicamente da 4 a 100 Mbit/s, rna sono in fase avanzata di sviluppo tecnologie che arrivano a diverse centinaia di megabit aI secondo e anche a 1 Gbit/s, DaI punto di vista della topoIogia della rete, e cioe della sua struttura fisica, esistono tre modelli di base che sono particoIarmente diffusi nelle piccoIe reti, mentre nelle reti pili estese e possibile incontrare strutture ibride e diversificate; i tre modelli fondamentaIi di topologia sono: -
a bus; a stella con hub; ad anello.
Le tecniche trasmissive pili diffuse nelle reti a bus e a stella sono Ethernet a 10 Mbit/s e Fast Ethernet a 100 Mbit/s (quest' ultimo solo su reti a stella), definite dallo standard IEEE 802.3. Le tecniche trasmissive pili diffuse sulle reti ad anello sono Token Ring a 4 0 16 Mbit/s, definite dallo standard IEEE 802.5.
Rete a bus
In una rete a bus esiste un unico cavo al quaIe sono collegati tutti i computer (fig. 1O.5a). Nella versione pili diffusa, il cavo e un coassiaIe sottile denominato thinnet (fig. 10.5b), sostituito spesso daI pili comune RG58, che anziche avere un doppio schermo (foglio pili calza), dispone della sola caIza. II cavo thinnet, di impedenza caratteristica pari a 50 Q, si connette alle schede di rete dei computer mediante un adattatore BNC a T (fig. 10.5e), e deve essere chiuso a ciascun estremo da un opportuno terminatore da 50 Q che reaIizza I'adattamento della linea impedendo Ie riflessioni. Fig. 10.5 (a) Rete a bus; (b) cavo thinnet; (c) connett ore BNC a T. Terminatore
(zr)
(c)
';U:'lH:'lWSB1l B BAOldu rod o :'lIBns -B:) oduroi nn opucue oiuonrursun :'lUO!ZBlS Bl 'BlBA:'lIU :'lUO!sqro:) !P OSB:) UI '(:'lUOIS!l -10:)) :'lIBUB:)Ins IUO~ZBlSnrd !P oirad up B:'lU -urodmciuoo :'lUO~SSImsB1l BI BlB:)!)U:'lA BIS IS os :'llBU!Wl:'ll:'lP rod :'lIBUB:) PP OHO:)SB U! :'lUBlUU :'l !lBp oncqooad un onoursan Ol:'lq!l :'lIBUB:) Ip OSB:) U! ~OU 0 Ol:'lqry ~ OSS:'l as :'llBUIW1:'ll:'lP .rod :'lIBUB:) r B110:)SB :'ll:'lH:'lWS -nn :'lA:'lP :'lq:) :'lUO~ZBlSBl 'B:)~U:):'ll :'lIBl op -UO:):'lS '(UO!p;}1
GJ/vWSJ
Bl'3IS UI
oiuopuarduroo
'(.I!VJ
;)l;)l Bun Ip U:JUlPP
UZU;)lll.unba COt "lJ!:I
(:J)
01
«q
oiucureotdn
(q)
'lUO:lS
V]]dP
-]OJSV UOJ oidnmu: oss
P
d.Lfl
0 'OJDWJ
(v)
'~p-nl ;)lOll;)UUO:J(J)
'otddoo onp U d.Lfl oxeo (q) 'qnq uoo UIPlS U ;)l;)"M (v) 9"Ot "'1:1
ouuidop
II OAB:) :'lWO:) oUBzZIlqn BIP1S B !l:'ll :'ll 'snq B 9;')1 :'lIPP BZU:'ll:'lJJ!P V '(v9'OT ''3!J) BU!L!:):)BW BumSBI:) Bp OUOllBd oqo :'l:'lffiJ :'lI OPU:'lry'30:):)B1 BIP1S 01.1U:'l:)Bp :'l'3unJ :'lL!:) '
Reti e protocolli
249
per dati
Rete ad anello
La topologia ad anello, sviluppata in particolare dalla IBM per Ie reti Token Ring, prevede che ciascuna stazione sia connessa alla successiva con un collegamento punto-punto, collegando poi la prima stazione all'ultima in modo da formare un anello (fig. 10.8a). Ne risulta un anello unidirezionale in cui ogni macchina ha anche una funzionalita di ripetizione dei messaggi delle altre stazioni. Quando una stazione deve trasmettere, essa inserisce il messaggio nell'anello e tutte le altre stazioni 10 ripetono sino ache il messaggio stesso non ritorna al mittente, che 10 toglie dall'anello. Si deve osservare pen) che se la rete fosse cablata effettivamente ad anello, la sua affidabilita sarebbe compromessa, in quanta una stazione guasta 0 spenta 0 la rottura di un cavo interromperebbero l'operativita della rete stessa; per tale motivo per Ie reti ad anello si adottano cablaggi che consentono di escludere dana rete stazioni 0 mezzi trasmissivi mal funzionanti. Si possono adottare due soluzioni: ~
utilizzare un cablaggio a stella ripiegando l'anello su uno 0 pili concentratori ai quali il compito di escludere i sistemi mal funzionanti mediante circuiti di bypass (fig. 10.8b); ~ usare un cablaggio a doppio aneIlo controrotante, in cui si inserisce un secondo anello con funzionalita di riserva in caso di guasto di un sistema (fig. 10.8e); in questa caso il guasto contemporaneo di due 0 pili sistemi produce la suddivisione dell'anello.
e affidato
Fig. 10.8 (a) Rete ad anello e relativi cablaggi (b) con concentratori e (e) a doppio anello controrotante; (d) connettore ermafrodita.
Nei piccoli sistemi viene tipicamente realizzata la prima soluzione, e la connessione fisica tra ciascuna stazione e l'hub viene effettuata in genere mediante un cavo UTP che presenta un connettore a D a nove poli (DB9) dal lato stazione e un connettore ermafrodita dal lato concentratore. Quest'ultimo tipo di connettore e cosi denominato perche e allo stesso tempo maschio e femmina (fig. 10.8d): e infatti possibile congiungere direttamente due di questi connettori ruotandoli di 180°.
(c)
) la ca-
~-----:-l /""L-J ...... '
, / '1
Esclusione \. di una stazione : , guasta
'on,'-,
",Circuito di bypass
:-------
(d)~
'-----.-
ttl ts
(::»
~
::
~
~
(q)
ht=
• {p • •
I ::
~
ossn]d
11l!IS
t
J
t (v)
'olS'cnil !p osso Iff (:J) :l :ljUllUO!ZUnj snq podooj llIilO]OdOj(q) ~snq uodo acoc llIilo]odo.L (v)
ossn]d
6°0J °lJ!.:I
rpumb ? B~~oI0ti:x'll BI) glgl BIPP ~UO~ZBlSgI onru ossauuoo ouos rpmb IE 'qBuO~Zgl~p~Un snq gnp gpgAgld scoo 'v6'Ol '~g ~ onnuosorddar gmOJ 'B~IBn u~ gq:)UB OlBzzqqn ? pg B:)~lgmv PloN pu OSUgSUO:)O~lBI un omuouo Bq gq:) '(Blmquls~p BPO:) B snq orddop 'snfI lvna animo pamq!.l1sw) aooc BI~~Su~ '9'W8 3.3.3:1 plBpUBlS OIPP ouorzainaurojd -~J ? nor ~p tdn ~llIB q~Bp NVW Bun gn~UllSlp cnrouqenrourapuoj oqo 9~J '(OlUgmB~Bd B ouotztsodstp B anom BI g glgl UI gUgqgp 'uqBH mO:Jgpl ordmoso 19d crnoo 'UPUg~ZB,Un oqo OSUgS[ou) glUg un up UlqSg~ glUgmUl~IOs ? pg oU~PBlll:) onqure ~ UPUg~ZUarmsopcnr ungp ~~:)~A ~:)YJn~p oddruf un glgngUUO:J ond USSg ~II~S g~~OIou:)gl usn glugmIumlOU o NV! glgl ~p Bl~pUU1~U~cnorsrca nun glUglU[UlZUU1SOS ? 'NVW 0 'UUUlqodollgm oior Uun
'glgngmSUll B gUO~ZBl~I!qu,IglUgmu:)~p~:) OUBAg:)~l !UO!ZUlSgI ouru gq:) g oncursan glP ulloA unu gUOlZB1SuloS nun U!S !A gq:) OlqUU1U~ ? oponr IUl Ul 'Ug)[Ol I! UlgUg~!l g 'gngmSUll 'oior unup Ug)[Ol I! BU~p O~B:)IUl tn :Ug)[Ol [op ossossod U~ ? optranb 0IoS aroucmsan B UlUl!I!qu ? gUO!ZUlSuun 'glgngmSUll gIonA ounssou os glgl ulpu ouotzunuuuoo U! UIO:)l!:)oqo U!lUU!q ezuonbas glUl0:)~llUd ann ? gUOng~ II ';Ju!ssvd ua>f01 0lBU!mOUgp (ua>f01) «cuonofi» Igp opoioru I! UO:J OlIOSU ? ojdnjnur OSSg:):)U,I~Ul"NUg)[Ol odn !P 0IpuU pu uor gIPN llep auoissuuserj,
osc:
Reti e protocolli per dati
broadcast); il traffico destinato a una stazione alla destra del mittente usa il bus superiore, mentre quello destinato alla sinistra usa il bus inferiore. Le stazioni che si trovano ai due estremi del doppio bus prendono il nome di head-oj-bus; esse sono il punto di generazione del flusso di dati 'per un bus (start oj data flow) e il punto di terminazione del flusso di dati per l'altro (end oj data flow). In realta esistono due differenti topologie DQDB: open bus: e il doppio bus a estremita aperte mostrato in fig. 10.9a; in caso di guasto la rete si divide in due sottoreti isolate; looped bus: si tratta di un doppio bus richiuso ad anello che offre una buona tolleranza ai guasti (fig. 1O.9b). Nella topologia looped bus gli head-of-bus sono pre senti nella stesso nodo; in caso di rottura fisica di una connessione i due nodi agli estrerni del guasto diventano le nuove head-of-bus e la rete si riconfigura in modalita open bus (fig. 1O.9c). Il metodo di accesso multiplo previsto da DQDB si basa sulla memorizzazione distribuita su tutte le stazioni delle richieste di trasmissione. In pratica quando una stazione deve trasmettere, accoda la sua richiesta di trasmissione sulla rete e quando sono esaurite le richieste di trasmissione fatte precedentemente trasmette; ciascuna macchina sa quando deve trasmettere perche tiene nota delle richieste fatte sulla rete man mana che esse si sviluppano.
10.1. 7 Reti geografiche Le reti geografiche, 0 WAN, si estendono a livello di una nazione, di un continente l'intero pianeta. Una WAN e tipicamente costituita da due componenti distinte: -
0
del-
gli elaboratori, spesso indicati con i termini host (ospite) 0 end system (sistema terminale), in cui risiedono i programmi 0 le informazioni usati dagli utenti; una sottorete di comunicazione (communication subnet), 0 pili semplicemente sottorete (1), che connette gli host tra di loro e il cui compito e quello di instradare i messaggi tra questi ultimi.
La sottorete a sua volta consiste di due componenti: -
le linee di trasmissione, denominate circuiti, canali, 0 piu spesso dorsali (backbone); i nodi di commutazione, costituiti da elaboratori speciali utilizzati per connettere tra loro, con collegamenti punto-punto, le linee di trasmissione, e per instradare i pacchetti emessi dagli host verso le destinazioni; tali elaboratori sono indicati come sistemi intermedi (intermediate system), commutatori di dati, 0 pili spesso router (instradatori).
Tipicamente una WAN interconnette pili LAN tra loro, per cui ne deriva un modelIo in cui esistono pili LAN comprendenti gli host e almena un router, connesse tra di loro con una sottorete; tale insieme costituisce la rete geografica (fig. 10.10). In una sottorete le linee di trasmissione connettono sempre una coppia di router. II metodo di lavoro di ciascun router consiste in questo: -
riceve un pacchetto da una linea d'ingresso; memorizza il pacchetto in un buffer interno; -analizza l'indirizzo del destinatario e decide su quale linea smistare il pacchetto; - appena la linea e libera, inoltra il pacchetto.
(') Si noti che il termine «sottorete» ha anche un secondo significato in relazione all'indirizzarnento delle reti, e cosi il termine stesso purtroppo risulta ambiguo.
251
"l;)Ul;)lUl ;)l;)l Bl ~ )"[lOMl;)Ul;)lU~ Tp OSOmBJ md orduroso.q "(iTOT oily) ABM;)lBil ~P OZZ;)W rod ;)SS;)UUO;)';);)u;)ilomo uou 9;)1 ntd Tp ;)UO~Z;)ll0;)Bun ~ )jlOMl;)Ul;)lU~ Bun ;)q;) ;)l;)pnpUO;) ond ~S OlUBl1;)d ";)ll;)UUO;) OSS;)
oqo- 9;)1 ;)IlBP 9BzzQ9n preptnns QilB TUo~zBmloJu~ ;)1 ;)lBllBPB ~p Blpnb ~ B;)IIT;);)ds;)UOTzunJ ~m BI '(<
(q)
(v)
"lqaldwo:Jill ulJlluw u (q) a oroqje pe (v) alllolodo.L n·Ot
.,,1.:1
"B;)ml BUn Tp ;)UOTlS;)ll -UO;) 0 ouotznrraitrt Tp TUO!ZBnl!SB ;)lU01J lBJ rod !A9Bm;)llB ~S10;)1;)d!P auodsrp O!lBSS;););)U ~ ;)AOP 'NV M Bun Tp O;)g]Bll OlJB pB urad ;)IPP uotdn ~ BqilBW B BlTIllTIllS BI ;)lBI0;)~l1Bd Ul "(qTT"OT oily) Bl;)ldwo;)UT B~lilBUl B o (VI rOT oily) 01;)q1B pe qpnb ouos 9BZZ!Eln t:t!d T;)~iloIOdol ~W;)IPS Tlil ~B;)~UOPPl ;)l;)] Bun !P Blpnb B OllJB ;)IP ntd B~lilTWOSSB;) ;)lBlOll;)l1~ ;)l;)U;)ll m ~ ;)l;)10ll0S Bun !P umunns Bl ';)lBlOil;)l B!llOlodOl Bun ossods OUUBT.y qB;)Ol 9;)1 ;)l_;)llU;)W "On;)q;);)Bd !P ;)UOTZBlnWUlO;)B '(ototrapr ;) OlU;)WBUTZZBilBWW!)p.lVM.lOJ puv o.lOJS 'oiund-oiund ~m Ell 'rpour [lBA ~ BlB;)!PU! ;)l;)SS;) ond B;)~m;)l msonb ns BlBSBq ;)l;)lOnOS BUfl
~
o
a{1lS10Q
I
0000 a I 0 . 2]000 0 --0 ",/
I
1a1110([
alaJOll0S
"NVi\'\. BUll Ip notdn Bll1111ll1S Ot·Ot
uep auojssuusaij
.,,1.:1 l;Sl;
Reti e protocolli per dati
Fig. 10.12 Relazioni tra sottorete, WAN e internetwork.
Internetwork
gggg I
Sottorete
------11Gateway If----
Sottorete
yglSJg
WAN
10.2
Protocolli di trasmissione
10.2.1 Introduzione Francesco: Giovanni: Francesco: Giovanni: Francesco: Giovanni: Francesco: Giovanni: Francesco: Giovanni: Francesco: Giovanni: Francesco: Giovanni:
«Ehi Giovanni!» «Ciao Francesco» «Devo dirti una cosa» «Sono tutt'orecchi» «Te la voglio dire in inglese, 10 capisci?» «Certo » «Bene: bla bla bla bla ...» «Ho capito » «E non e tutto: bla bla bla ... » «Quest'ultima cosa non l'ho capita» «Te la ripeto: bla bla bla ...» «Ora ho capito » «Adesso devo salutarti. Ciao» «Ciao»
La conversazione riportata sopra e volutamente schematica, al fine di evidenziare alcuni aspetti particolari della comunicazione fra esseri umani. In particolare si puo notare che: per comunicare devono essere soddisfatte alcune condizioni fisiche (i due soggetti devono poter parlare e udire, e devono trovarsi a una distanza appropriata); - esiste una fase iniziale in cui il mittente (Francesco) stabilisce la comunicazione con il destinatario (Giovanni) e si accerta che quest'ultimo sia pronto ad ascoltarlo; - il formato in cui e codificata l'informazione deve essere comprensibile dal destinatario, e infatti il rnittente si accerta, prima di parlare, che il destinatario comprenda illinguaggio utilizzato (l'inglese); - esistono messaggi di conferma provenienti dal destinatario mediante i quali il mittente si assicura che I'inforrnazione e stata correttamente trasmessa e compresa; in caso negativo l'informazione viene ripetuta; - esiste una fase di chiusura della comunicazione. -r-r-'
253
lllllU;lgSSRIIUO:J
g
mmsnqun BJglPl OUTJOnlld
'OJI:lAIJ1l[nW
cuorzsomnuroo IJl O[PpOW
&l'Ot "!.:I
~!lUZZ!IU'HOUU!S !Z!Al;}S !IUl ouroo ns II~Un;}p ! 0PU;}PUO::lSUU'rrouodns m;}AII !U !Z10.lOS !ll;}::l ;}l!llJO '? O!PA!I unosmo ~P odoos 01 :qUllS U qrO::l010ld !P oIPpoUl IU nmuroo ouos ;}q::l ;}q::l!lS!l;}nUIU::l ;}umlu ;}lUnp!A!pU~ ;}l;}SS;} ouossod £:1"01 '~g !P oIPpoUl PN '(£1'01 '~g) oroucdns OIl;}A!II;}P ;}lOAU]U O1ZIAl;}Sun ;}l;}~IOAS0Ipu ;}lS~SUO::l;}q::l osroord rroq onduroo un uq On;}~~OS umsu!::l :UIU!q::l ? ~IPAq U umnruis u'1 'O;}l;}U O!Z!Al;}S un !P ;}Al;}S IS opmb I! 'rnorztpods ;}I rod ;}1;}!1l0::l un ouuzzqqn ullOA 0101 U !Iunb ;}I ';}IlUl;}l~;}S ;}np Ip UllOA 0101 U OUO~UOdSIP ~Iunb ! 'nordrcnn ;}np Up qUAn!pUO::l ';}IU1UUUn~U!I UI OIOS ounpad ;}q::lUUl '!U1!SS!AUlq qU;}~!lIP ;}np oitmsss OUUIqqU ;}PU;}!ZU;}np ;}I ;}q::l rpumb ourarzznodj '(;}IU1Sod OI::lllin.lIU um UI ;}lU] !P 0 osanoddttf I! orejrad !P uou ';}l;}~!l!P rodas !P ciuouqudtouud ;}P;}~::l!l !S :llU:l~~l!P un u) !I~quu -~~UUlU1!;}lU:lUlI!::lU]OUOS IAqOUl ! ;} 'ou ;}lU;}UlUll:l:) ~;}UO!ZU::l!UnUlO::l UIPP umojqord I! OJOJ ;}lUPlliU !IUnb ;}IlU ;}UOSl;}d :lnp OUUUl;}UlnSSUosro ] ';}!U~ZU:l~!lIP oIpA!I 0Ul!SSUUl IU 0101
U!
un ;}lU::l!UnUlO::lounqq;}P 'osouodders UI1IU.I ;} U::lS;}P;}lnun ':lPU;}IZU ;}np ;}q::l !U!~UUlU1! !S 'U!~OIuun ;}lU:ln~;}S uI ~l;}P!SUO::l!S OIl:lA!IqlnUl ;}UO!ZU::l!UnUlO::l uIPP U;}P!,I orcpuordmoo l:ld ';}']O!l;}]U! olpnb ns Ol~TIllSO:) '? qunb !;}P onnuso '!lloOlZ 0 'rrans !P ;}!l:lS nun U! qrO::l010ld ~ oramnnns uq U::lqUUlIO]U!,I '~l!:)qsup UIlUSS;}::l;}UUI !IlO:)OlOld !P ;}Ul;}!SUIun U ;}1!1;}]UO:)l:ld
'(!Sl:lAIP !lU1S un OPIO:):)U un Ip !U!UlI:ll ! ;}U;}!lUO:)cqo oiuoumoop un '? OIlO:)OlOld un mo UI ':lIUUO!Z"UUl:llU! On!l!p I! UO::lU!~OIUUUtrr] iJUO!SS!UlSV.lJ !P mOJoJo.ld !P ojjonb '? IPIO:)::lU qUl qU::lIPU! ouos !m uoo :lU~Ull:ll I~ ~USS:llS;}UOIZU::l!UnUlo:)uIPP modse II~ rnm qUZZ!PIUPUU1S ;} qUl:lPISUO:) OUnTS mo U! nnnjopord !PlO:):)U :l'lUU!P;}Ul ':llU:l~U!llS onru PP UI:l!UUUl U! ;}l!ug:lp crosse OUOA;}P ouotzaorurunoo ~P ;}IO~:ll :lI ';}:):lAU! 'uoraroqtqo Ull '(:lSUl] uIPP 0lS:llUO:) IUP OlU:)~~~S ons r. :lllnp:lp ond !S UIOIUd nun opucrduroo !S UOU os O!dUl;}S;}rod) :lAqu:)!UnUlo:) ~lIO::llli!P :lIlU :lllOA U opuoroddos amreumjs ;}lIIUl OSl:lAUIllU osoo :lIPP OlU::lgIU~IS I! oropuardtuoo !P onamrod II~ :lq:) :lUO!ZUUlIOJUI,IPP ;}UO!ZUlOqUp ~P UUl:llSIS un !P U1UlOP '? UUOSl:ld ann :lq::l OnU] IU OlllAOP '~l~::lqsup !P :llOnU] OUl!SSqlO] nn uq !UUUln uossa Ull :lUo!Zu:)!llnUlo:) unn ';}lU:lUlIU~nluN 'qup ;}UO!SSIUlSUlluIPP olIqUlu,Il:lU :lq::lUU OU01SIS:l modsn nsonb ~nnl
Reti e protocoili per dati
-
-
255
il compito attribuito a ciascun livello viene svolto modificando la forma del messaggio ricevuto ejo aggiungendovi informazioni addizionali; a ciascun livello e attribuito un compito che viene svolto nel disinteresse pili completo di cio che avviene agli altri livelli; questa significa, in ambito software, che un programmatore che sviluppa codice a un certo livello deve preoccuparsi solo di come quel livello comunica con i livelli adiacenti; la struttura e altamente elastica nel senso che un certo servizio puo essere cambia to o migliorato lasciando inalterato tutto il resto (per esempio la segretaria puo cambiare corriere oppure l'interprete puo essere sostituito con uno pili bravo senza che cio coinvolga gli altri livelli); in ambito software questo significa poter adattare un insieme di protocolli aile necessita correnti modificando 0 sostituendo solo una parte della stratificazione.
e
Una volta chiarito il concetto di comunicazione multilivello, necessario fornire alcune definizioni riguardanti i protocolli di trasmissione. II livello n su una macchina permette la conversazione con il livello n di un'altra macchina, e l'insieme di regole che governano tale conversazione e definita protocollo di livello n, mentre le entita che effettuano la conversazione si chiamano peer entity (entita di pari livello). Tra ogni coppia di livelli esiste un'interfaccia, e cioe un insieme di regole che defmiscono quali servizi siano offerti dal livello sottostante a quello superiore. Tali concetti sono riassunti in fig. 10.14. Si noti che ciascun livello passa al livello sottostante dati e informazioni di controllo, sino a che non viene raggiunto il livello pili basso, al di sotto del quale c'e il mezzo fisico attraverso cui avviene la comunicazione. Per comprendere come operano i diversi livelli, e possibile considerare nuovamente I'analogia di fig. 10.13. Si puo notare che ciascun soggetto trasforma l'informazione originale o vi aggiunge delle informazioni di controllo utili per Ie funzionalita del proprio livello; per esempio il fattorino scrive sulla busta un codice interno che consente alla compagnia di spedizioni di identificare la busta stessa. Analogamente, ciascun protocollo puo trasforFig. 10.14 Livelli, protocolli e interfacce.
Host 2
Livello 3 lnterfaccia liv. 2/3
iii'
t
Livello 2 Interfaccia liv. 112
Protocollo di livello 3
~
,--
Protocollo di livello 2
iii'
t
Livello 1
Protocollo di livello 1
~
f Mezzo fisico
·T I
°OpU1U;:}P~SUO:)1:qS ~S ;:}q:) oior Ip l:unn;:}l~:)lUJPP UpUO:);:}SU 'oIpAIT IU~O red 'U~lUA UlP:)S ;:}IUl ~~qUlUllU;:}0 OSS;:}UUO:)UOU 'OSS;:}UUO:)odn ~P IZ!Al;:}Saroucdns OII;:}A11 IU ;:}lIU10j ond 0IPA~I Ol1~P nn '(ouorsscmroo czucs) SSJ/U01PJUUOJ 0 uou !z!a.JJS ;:} '(;:}UO~SS;:}UUO:) unu qUlU;:}~lO) pJ1UJ!J.O UO!pJUUOJ 0 'ISSJUUOJ !z!a.JJS nI;:}Aq ~U ~ll;:}JJOIZ!Al;:}S~P ISSUP ;:}np OUOlSIS;:}ounrd IU uouodns ITI;:}Aq~ rnru l;:}d '!SSJUUOJ
.uouodns
uou a !ssaUUOJ !z!t\Jas S'(:'Ol °A ;:}suqd l;:}U:);:}QIUl~~Q 'ISO-OSI umncuqo -re '~Iu:)0I ncr ;:}I rod lOS 3331 :;:}m~ ;:}P P1UPUUlS Ip rdurcso ~(dI/d;)l arruionqcra ;:}q:)uu anop) ;:}l~ns Io:)olOld l;:}Ul;:}lUI :opUj ;:}P P1UPUUlS Ip (rourciu] up OlUzzII~ln ~q:)l;:}d OSOUlUj) O~dUl;:}S;:} un ~XdI IpAoN 'AI ;:}suqd l;:}U:);:}QIUl~~~Q 'VNS W8.I :;:}~lUl;:}udOld ;:}mn;:}l~q:)lU ~P IdUl;:}s3 o;:}m~;:}PP1UPUUlS 0 OpUj ;:}PP1UPUUlS 'U~lUl;:}~ldOld ;:}l;:}SS;:}ond ;:}l;:}lIp umn;:}l~q:)lu,un 'P1UPUUlS q~ urru ;:}UlO;) t:):);:} 'xnuI'] 'XTUn 'qSOlUDUW 'SMOP~M) oxnarodo UUl;}lSIS o orosscoordoronu ~P !~Ull;:}l u~ ;}Sl;:}A~Pcqonsucnereo noo ourqooeur ;}IPUU 0101 Ull ;}lU:)IUnUlO:) ouossod osno oisonb uI °USS;:}lSumn;:}lIq:)lUJluP qS~A;}ld mOJOlO.ld I ;:}lU;:}UlUH;}llOJqucurcrdun lsoq ~U~O 9q:)md '0101 Ull OUo:)S~l;:}jJ!P;:}q:) ;}l;:}lIp umn;:}lIq:)lU,IPP tuorzamaurcqdurt otrats ~:) ;:}Pl nun Ip lsoq UUA !ns ;}q:) opqrssod ? OlUUll;}d °lsoq ojosms un ~P OUl;}lU~,IIU nsooseu ouos 9qJl;}d umlPl~q:)lU.\pp oired ouos uou ;}J:)UJl;}lU~ ;:}IPP ;:} OlpA!I ru'ilo !P !AquZZ!IU;:}l II~Un;}p I US1;:}A;:}:)~A °OIIO:)OlOld OAqUpl I! ourncdsu 'OIPAIT ~u'ilo rod ';:}q:) ;:}lUMplUq ;} ;:}lUMljOS Ip ;:}uo~zUZZqU;:}lul ;:}l~lU;:}SUO:) up uluq'ilun;:}p ;:}lU;:}Ul;:}lu;:}~:)!.JJns ;:}l;}SS;} ;:}A;:}P;}l;}l !P umH;:}l!qJ -rntm ~P u:)Y!J;}ds ul °J1J.J !P V.,tnnJ1!lp.m OlUUlU!q:) ? nImolold ;} !IPA!I !P ;}Ul;:}~SU! uf} O;}lUMljOSOII;}Aq U ;}UO!ZUUllOjUI.\ U:)~pOUl uou onnnrod o 'ouorzeonmuroo UIPP IJ~Sy rnodse II~ 0IOS UUllOU !P uJYI:);}ds 1 OIPAq II oqorod oisonb oIpAq IUP oinxcou O!~~USS;}Ul II U:)Y!POUl uou 1 0IpAIJ II ;}q:) ;}q:)uu non !S o(L) 1;:}PU1l 0 (H) ropucq oururoddo Ip '~ IU ;:}lOIl;}jUI OII;:}Aq!U~O UI 'OlU;}~l;}SU!.\ o £: oIpAq IU (W) Ol~~USS;}Ul I;}P atrotzmuaumran ul ;:}lUlOU ouossod ~s ;}AOP o~g ut qU:)YIIdUl;:}S;} OUOS m;}:)UO:) !IUl o(J.Jl!VJ.1) onsuotmd JUy ;:}UlOJ 0 oiioqooad I;:}P (.JJPVJl() JUO!ZV1SJ1U! ;}UlO:) oisod ;}l;}SS;:} ouossod ;:}q:);:}AIlUn!~~U ;:}!lUurq ozucnbcs ;:}~lUSS;:}:);}U ouos ISU:) ~~lln nsonb U~ ~O:)IP~:);}:)~po:) U ;}101l;:} !P 0IIOllUO:) un U ~AqUpl l!q ! 0 ezucnbcs Ip !l;:}Ulnu T llun!~~u ;}l;:}SS;} ouossod '!n;}q:):)ud nrd UI OlUlU;}UlUIUlj ;}l;}SS;} ond OI~~USS;:}UIun 'O!dUl;}S;} l;}d °OIPAq PP ;:}q:)y!:);}ds 1?lquuoIZUnj ;:}I;:}l;}~IOASU ;}!lUSS;:}:);:}u !UO!ZUUllOjUI ;:}IIA1;}~Um~~u 0 OAqUUllOjUI ossnIJ II ;}lUUI
'z
'srot
OlldAI! lp Alllud read an BI orairoddns rod O~
OAllBW10JUI
ossnu lp OIdwds:;:r
Sl'Ol '~!:I
(
..
O:J1Sll d[BU1lJ
I: OlldAI[ rp
17 OIl
OIlO:J010ld
OIlO:J010ld
PP
uap auoissuusarj
9SC:
Reti e protocolli per dati
In un servizio connesso 10 scambio dei dati del sistema telefonico, e cioe: -
e
257
modellato secondo le procedure tipiche
si stabilisce una connessione; si scambiano le inforrnazioni; si rilascia la connessione.
Durante la fase della connessione, due pari entita concordano che trasferiranno dei dati. Solo durante questa fase devono essere specificati gli indirizzi del mittente e del destinatario, perc he dopo si utilizzera la connessione stabilita. Un servizio connesso fornisce una modalita di trasferimento dei pacchetti di dati affidabile e sequenziale. I pacchetti sono ricevuti nella stesso ordine in cui sono inviati, e per verificare che i pacchetti inviati siano giunti a destinazione e siano privi di errore si utilizzano messaggi di ACK (acknowledgement, segnalazione positiva) da parte del destinatario; in caso di errore 0 di mancata ricezione il pacchetto in questione viene ritrasmesso (per tali caratteristiche il servizio e definito affidabile). In un servizio non connesso (detto anche datagram) 10 scambio dei dati e modellato secondo le procedure tipiche del sistema postale. Ogni pacchetto porta con se l'indirizzo completo del destinatario e viaggia indipendentemente dagli altri pacchetti. Non e assicurato che i pacchetti giungano nello stesso ordine in cui sono stati emessi, per cui e necessario un meccanismo di riordino dei pacchetti. Di norma, un servizio non connesso e anche non affidabile, nel senso che non prevede meccanismi di controllo di errore 0 di recupero dei pacchetti persi. Utilizzando un servizio non connesso non affidabile, e necessario che almeno un servizio offerto da un livello superiore sia connesso e affidabile, in modo tale da garantire l'affidabilita della comunicazione (si consideri ancora l'analogia di fig. 10.13; se il corriere non e affidabile, nel senso che puo perdere il plico senza avvertire, e necessario che un livello superiore, per esempio quello delle segretarie, fornisca un servizio affidabile, e cioe con gli appropriati riscontri sulla consegna 0 meno dell'informazione).
10.2.4
ar-
Modello di riferimento ISO/OSI
Nei primi anni ottanta 1'ISO ha definito il progetto OSI (Open System Interconnection), proponendo il madelia di riferimento ISO/OSI per l'interconnessione di sisterni aperti alIa comunicazione con altri sisterni. Tale modello di riferimento si proponeva di fornire, in Fig. 10.16 (a) Modello una realta dominata dalle architetture di rete proprietarie, una base comune su cui sviluppare ISO/OS1 e le nuove architetture e uno schema rispetto al quale confrontare gli standard proprietari (b) sua versione o de facto. Si noti che il modello OSI da solo non e un'architettura di rete, in quanta semplificata. esso specifica il numero e le caratteristiche funzionali dei livelli da implementare, rna non definisce servizi e protocolli effettivi. I livelli Applicazione 7 individuati dal modello ISO/OSI sono sette (fig. 10.16a). I principi che hanno portato 6 Presentazione a tale numero di livelli sono simili a quelli che regolano la costituzione delle gerarchie 5 Sessione 5 Applicazione umane, e cioe: -
-
ogni livello deve avere un diverso livello di astrazione del fine ultimo (in questo caso la comunicazione tra le entita di massimo livello); ogni livello deve avere una funzione ben definita; la scelta del numero di livelli deve minimizzare il passaggio delle informazioni tra i livelli evitando nel contempo di creare troppe funzioni in un livello 0 troppi livelli.
4
Trasporto
4
Trasporto
3
Rete
3
Rete
2
Data Link
2
Data Link
Fisico
Fisico (b)
z
..I
..
..I
I"J"," ..
,~
1;))n01-)S04 O:JISYOnO::>O)Old - - - - -1;))n01-)S04 )[UljBlRP ollo::>O)OJd - - - --,
,
1;))n01-)S04;));)J !P OnO::>O)Old - - "; '
1 :lfU!'1B)ea
t ;)l;)~
17
ouodsan lp OnO::>O)Old
,I >ro!~s
~.~----------------------------------------'.~I---;)U-O~!~S·;JS-;)UOISS;JS !P ono::>O)Old 0[[;)i\!1oliB Ip l![o::>O)Old
9
L
1
.-------;)-U-0-!Z1)-::>-I-;ld;-;dB-I-_p-0-n-0-::>0-)-01-d----------
t
..... ;)uolZll::>nddv-
-~pgmlglU~ nuorsts otnoo remer ~p OZzrr~ln ~p ordurosc un orairodu ~ L I'D] -:3y uI -(gUo~zB:JqddB 0lpAn) ABM.glB:3'(oior 0IPA~I) remer '()[Ull B1Bp 0IPA~I) g:3puq '(oorsq O{PAq) uoincdu :gUOIZBmlOj~,ngp ouorznodu Bl gUg~AAB~m B 0IPA~1Flp gUO~Zunjut ~SlgA~P nnou ououmssn g ISO/OSI ongpom pp IlpAry ~lBA B ~lB:J0n0:J cresso ouossod IpgmlglU~ !mglS!S I -gUO~ZBUllSgp!P isoq q:3 OSlgA romor ~BP OlBPBllSU~~ oioronos Blpu oiuosord O:J!JjBll H B:JYB1:30g:3 glgl Bun UI gq:J LTOl .red pu OlSIAOmB!qqB 'otdmosc 19d -~pgmlglU~ turorsrs treuretqo ouO:3UgAgq:J !lpnb BSlgABlllB O:J!JjBll1~'gq:JYB1:30g:3ucr glpU g gUO!SUglSg oqopmb Bun !P !IB:JOInor glpU orejooured U! o 'ossods mn '(glB:JIUnmO:J19d OUBZZ~l!lnqBU!j nuam ry~ glP glBM.ljOS! ~O!:J)qBp ! !SlB!qmB:Js OUOAgpgq:J ~AqB:J~lddBglBM.110S! OUB1!:3 ryBnb ms isoq gnp ~ an oruaurancnp gUg~AABgUO!ZBmlOjU~!P o~qmB:Js 01 orduras uON -Q9rOl -:3y u~ B1B1UgSglddBlISO/OSI olPpom pp B1B:Jyqdmgs gUOISlgA Bl- 0lUOljUO:J Ip olPpom omoo orezzqun gUg!A gl10A B oAqom glBl 19d g 'gAmglP glgl !P cmuoirqore glpU OllUO:JS!lollom OlnAB otnmq uou gUO!SSgsg gUO!ZB1UgSgldmgATl~VHBgluI
-IP;)Ul1;)1U! Oll;)ISISotuoo 1;)ln01 Ip OZZI]1lno ISO/OSI olJ;)poJAJ !tOOt O'!.:I
ss~
!l8P aUO!SS!WS8Jl
Reti e protocolli per dati
Le funzioni dei diversi livelli del modello ISO/OSI sono di seguito esaminate. Livello 7: applicazione
E il livello in cui risiedono i protocolli che devono essere usati dai programrni applicativi per offrire agli utenti servizi come il terminale virtuale, il trasferimento di file, la posta elettronica, la navigazione Web. Per esempio nel caso di trasferimento di file il software applicativo si limita a richiedere il servizio al protocollo di livello 7, mentre quest'ultimo ha il compito di gestire l'effettivo trasferimento, con il coinvolgimento degli strati inferiori. Livello 6: presentazione Si tenga presente che elaboratori differenti hanno modi diversi di rappresentare stringhe di caratteri (per esempio ASCII e Unicode) 0 informazioni numeriche. II livello 6 gestisce la rappresentazione binaria dell'informazione da trasferire preoccupandosi per esempio di convert ire il formato dei dati da quello della piattaforma hardware di partenza in un formato di rete, riconvertendo poi I'informazione, nell'host destinatario, nel formato usato da quest'ultimo. Questo livello non ha avuto molto successo, e 1 SUOl servizi sono spesso implementati nel livello applicazione. Livello 5: sessione Permette a due host collegati in rete di man tenere una comunicazione continuativa, chiamata sessione, attraverso la rete. Per alcuni protocolli, e essenziale che le estremita non cerchino di effettuare la stessa operazione contemporaneamente; in questo caso il livello sessione si occupa di regolamentare l'attivita. Un altro servizio consiste nell'inserimento nel flusso di marcatori, in modo tale che, dopo un guasto, solo i dati dopo l'ultimo marcatore debbano essere ritrasmessi. Come il livello 6, anche questa livello non ha avuto molto successo nelle realizzazioni pratiche. Livello 4: trasporto La sua funzione di base e quella di accettare dati dal livello superiore, frammentarli in piccole unita se necessario, passare queste informazioni al livello rete, e assicurarsi che tutti i frammenti giungano a destinazione (e previsto il riordinamento dei frammenti dal lato ricezione). II livello 4 implementa la rilevazione dell'errore e fornisce pertanto ai livelli superiori un collegamento punto-punto (host-host) privo di errore con consegna dei dati nel giusto ordine. II livello 4 e il pili basso livello a trascurare la presenza della rete e dei sistemi intermedi ed e quindi il primo livello end-to-end. Livello 3: rete
E il livello che gestisce l'instradamento dei messaggi. Esso determina se e quali sisterni intermedi debbano essere attraversati per raggiungere la destinazione, gestendo le tabelle di instradamento e provvedendo a instradamenti alternativi in caso di guasto 0 di congestione. Livello 2: data link 11suo scopo e far si che il mezzo fisico trasrmssrvo appaia, per il livello superiore, come una linea di trasmissione esente da errori non rilevati. Esso accetta come input pacchetti del livello 3 (tipicamente poche centinaia 0 qualche migliaio di bit) e li trasmette sequenzialmente sulla linea. II livello 2 verifica la presenza di errori aggiungendo dei campi di controllo e puo gestire la correzione di tali errori mediante ritrasmissione. Per Ie reti broadcast il livello 2 deve risolvere anche il problema dell'accesso multiplo al mezzo trasmissivo; per questa esiste uno speciale sottolivello denorninato sottolivello MAC (Medium Access Control, controllo di accesso al mezzo).
259
O~Z!UT,Iomouresmcdsu ;)lUl!UlIPP rod X.UI-:;:na;)xrs-mo IDSY uouerao I;)P ozzrpmjjou ;)lS~SUO::lusnJJ!p U1P::lS uun '(l!q ouo ~P rddnrfi) ll;)nUIU:J U ~ nap !gp arnnruis ul rno ~ ~Ipnb ~op ;) 'iJ1tf q IV !1V1UiJ!.10 !110J010.1d !;)U uluzzlllln ~ ;)muIJ ;)ug ;) o~Z!u~ !P !l;}nUlU:J !P oZZTllln,']
'U;)UlJ ~P U::lg~P0::l ulPP ;)UO~ZUIO~A~ilu!.JJnls l~q UO::l ';)UlUIJ ;)~] ;) O!ZI~ ~P ~101U::llpUT~ilmJJnls l;)PUIUq::l UO::l ';)UlUl] ;)ug ;) Olz~m ~P ~lgnUIU:J -
-;)P l;)d ~l~un
:;)lUI0::lIllUd U! !m an ;)q:J~U::l;)l;)Sl;)A~P ouuzzlJlln !S ;)UlUl] ! ;)lUl!UllJ '(OlU;)UlUn;)l{::l::ludUl!) ~U!UlV.Ij UH;)P ~ gUO~ZU1;)do ;)IUl ~;)UlUl] ;)lUU!UlOU;)P !lU1U;)mgl;)
U~ ;)11 0IPAlJ
IUP
oiuotuaxord
ossnu
I~
ouezzods
U;)uq Ip mO:J010ld
~ 'onop
J
;)UlO
'Ol1~llU:JS ;m;)IA llU;)llT!'lllu 'oranoooa ;)U;)IA ;)UlUl] I~ lJuniln ouos UmS)f:J;)lp ;)np ~ ;)S ~;)UlUl] pU omuoiuoo ojpnb noo U1UOl]UO:J 01 ;) ;)UlUl] unosmo rod UlnS)[:J;)lp IT UI0:JIU:J~l 'oun 0IPAlJ IUP ;)UlUl] I ;)A;):J~l U;)~I ~P ojjoooiord P ';)UO~Z;):J~lu~ , ~;)UO~SS~SUll ul 19d oun 0IPA~1 IU gUlUl] I uuil;)suO:J ;) ;)UlUl] ~;)U ;):JS~l;)SU~ ul ';)UlUI] unosmo rod (UAnS)/JiJt(J 0) J~J UilU~11S ulPP ;)lOIUA P ul0:Jlu:J 'ourarj ~P cuos uun UT ;)11 On;}A~1IUP UA~l1U oqo ossnjj IT azzods U;)UlJ Ip OnO:J010ld p ';)UO~SSIUlSUll U~ -
.nmpooord
;)lu;)nil;)s UI
OPUO:J;)S '(S;S'S; 'Iud !piJa) J~J 0 1:J~p~:J~:J~p0:J I;)P U:J~U:J;)lul uzz~llln ;)lOl1;),IPP ;)UOlZUA;)I~l U'] ';}UO~SSIUlSUl1T1rod ~H;)no:J ouos uo.uo lJunlU;)A;) lJil ~;)UO~SS;)uuo:J ulPP O~:JSUpl ~P ;)' lluP I;)P ;)UO~SS~UlSUll~P ';)UOlSS;)UUO:J ulPP ;)UO~ZUAlllU !P ISU] ;)1 OU01SIS;) OSU:J oisonb uI ';)UOlZUnUll aisonb ~P OH;)ililo ~lUS ;)q:J '0IlU1UU9S;)P PP oired up UUll;)]UO:J UO:J OSS;)UUO:J olpnb ~ ;)l~lJJO ond )[UlJ U1UP 0IPA~1 P ;)q:J OlU:J~lsgos nrd O!Z!AI;)S II 'OSS;)lS OIPP gUOlSSTUlS -Ull11 UlIU omxop 0PIUlll ;)IUnlU;)A;) un ~P ;)lUUl1OdUl! OU;)Ul ~ ouoqoocd un !P Ul!Pl;)d ul ;)AOP 'ooptx-orprra tuorznoqddn ;)lpU 0 (NY,] ;)1l;)U oiuonreotdu InU]U~ orasn ~) ossuq oijour ;)10n;) Ip OSSUl UO:J lJuuu:J rod oreudorddn ~ O~Z!AIgS ~P odn OlS;)no ';)UO~Z;}:Jllul cresnoon uqq;)P ;)U UlS;)nb ;)q:J UZU;)SU~lU1UUTlS;)PuU~q:J:JUUl unu tnoqooud ~costpods oiuantur uU~l{:J:JUUl ul ;)q:J opcxcrd UUll;)]UO:J UZU;)S ;) OSS;}UUO:JUOU 0~ZIA1;)S II 'odn O~lUA ~P ;)lgSS;) ouossod ;)l;)l 0IPA~1 IU )[ulJ U1UP OIPAII IUP ~U;)]JO ~ZTAl;)SI 'trouodns m;)A11 mp ;)lIlS;)il ;)1I;)nb ~P ;)IO:J:Jld ntd llUP ~P ~l~un ns OnU] ;)U;)!A 01l011UO:J II oiuanb UT ;)UOISS~UlSUll UI UZZ!llT!'no UUl '(oirodsan 01l;)A~1IUP onnsoso ~ 0IlOllUO:J OSS;)lS 01) ~l!SS;}:JgU nun ~ UOU 0IPAlJ oisonb U ;)1011;) ~P 0IlOlluO:J PP ;}UO~ZU1U;)Ul;)ldUl~,1;)q:J uon ~S -oinprcd 0 11011;) ;)lU;)U;)lUO:J ourerj PP anorsstursanu ;)IUnlU;)A;) ullns o 0IlU1UUT1S;)P I;)P oired up )lJY !P ~ililusS;)Ul ns orasnq ~ ;)1011;) Ip 0nOllUO:J II 'OllU1UUllS;)P ;) glU;)il1OS Ul1 ossnu PP ;)U0I1S;)il UI ';)1011;} !P 0IlOllUO:J P '(iJUlV.Ij 0) iJUlV.11 UT;)UO~ZUUl1O]~,II;)P ;)UO!S~A!ppnS UI ;)Iuub ';)l{:JgI:J;)ds TUO!ZunJ ;)umlU ;)l;}ilIOAS OUOA;}P U;}UlJ !P mO:J0101d ~
eau!I !P m03010Jd £·01:
;)l{:J~lSIl;)nUIU::l ;)1 g U1UnOpU U~lUUTq U:J~po:J Ip odn Y 'glUMpIUq ;)::l:JU]l;)lUl;)IPP ;) ;)UO!SS~UlSUllulPP
P
oisonb
'IlOn;)UUO:J ~;)P ;) ~AU::l !;)P 'O~dUl;)S;) rod 'otreotjtoods ~S 01l;)A11 ;)q:J~sg oqousuancreo ;)IPP ndnooo ~S OJ!Sif :
I
0lliJan
!WP auojssuuserj
09~
Reti e protocolli per dati
261
e la fine del frame (DLE sta per Data Link Escape, STX sta per Start of TeXt e ETX sta per End of TeXt). Con questo metodo esiste pen) un problema: le sequenze delimitatrici possono apparire accidentalmente nel campo dei dati interferendo con la corretta delimitazione dei frame. Per risolvere tale problema si utilizza la tecnica indicata come character stuffing (riempimento con carattere), che prevede l'inserimento di un carattere DLE subito prima di un'occorrenza accident ale di DLE nel campo dati (fig. 10.18); in tal modo e assicurato che le sequenze di delimitazione non possano apparire nel campo dati. Naturalmente in ricezione la duplicazione del carattere DLE viene rimossa, consegnando cosi al livello superiore la sequenza dati corretta.
(a)
DLE
STX
(b)
DLE
STX 110110000...
10110000...
DLE ...
10011101 1 DLE
IDLEIDLE ...
t__
ETX
10011101 1 DLE
ETX
Carattere di stuffing
Fig. 10.18 Character stuffing: (a) sequenza originaria e . (b) sequenza dopo 10 stuffing.
Indicatori di inizio e fine frame
La struttura in caratteri dei protocolli meno recenti e stata abbandonata da alcuni di quelli pill attuali in favore di una struttura dei frame che puo contenere un numero qualsiasi di bit nei vari campi; per questa caratteristica tali protocolli sono detti orientati al bit. In questa caso ogni frame inizia e finisce con la sequenza binaria 01111110, detta byte indicatore, o flag byte. Anche in questa caso esiste il problema della occorrenza accident ale del byte di flag all'interno del frame. Nei protocolli orientati al bit tale problema e risolto con la tecnica denominata bit stuffing (riempimento con bit), che prevede l'inserimento di una cifra 0 dopo una sequenza di cinque cifre 1 all'interno del frame (fig. 10.19); in tal modo e assicurato che il byte di flag non possa apparire se non a delimitare i frame. Anche in questa caso in ricezione e necessario eliminare i bit di stuffing per ripristinare le corrette sequenze binarie da consegnare al livello superiore.
101111110 101011100... 111111000010111111110...
1001010 101111110 1
101111110101011100 ... 11111[Q)100001011111@1110...
t
de-
t
10010101011111101
Bit di stuffing
Violazione della codifica di linea
cioe
Questo metodo e utilizzabile solo in concomitanza con alcuni codici di linea utilizzati dal livello fisico per codificare l'informazione. Per esempio, in ambito LAN e molto diffuso il codice Manchester (vedi par. 7.3.2), che prevede sequenze alto-basso 0 basso-alto per codificare le due cifre binarie 0 e 1; in questa caso e possibile delimitare i frame con combinazioni alto-alto 0 basso-basso che non possono essere usate all'interno dei frame.
Fig. 10.19 Bit stuffing: (a) sequenza originaria e (b) sequenza dopo 10 stuffing.
~P
OSS;}lSoI UO;) ;}lU;}UI£A~ln;);}SUO;);}UI£l] nrd 0 ;}np qnA;};)U OUO'3U;}A;}S ;}q;) £;)YlU'3TSoisonb) OA~SS;};);)nsH ;} ounuj un £11 ~ 1iqm'3~qUI£ £;)!unJ ;}q;) Ol£P '1 ;} 0 ;}l]!;) ;}I UO;) ;}UllU] ! ;}lU;}Ul -UATlUU1;}HUoraroumu ;}lU;}~;)!IJns~ onodsa ourujnisonb l;}d 0;}UIU1]umsu~;) U! szuanbcs ~P Ol;}UInU un u~s rno-ourn un U!S rptnnb qS~Mld ;}l;}SS;} OUOMp ~(Z ;} 1 !Ul;}IqOld) qU!ZU;}P~A;} ~~'3 nnojqord ! ;}l;}lS!SSnS ouossod OSOlOUlnJ ~ ;}IUUU;)I~ 9q;)!Od o(nVM puv dots OH;}P ~ OlIO;)OlOld H U;)~lS!1;}HU1U;)mscnb rod) olHu un ;}UlU!AU!~P nmud ciuopaocrd ;}UlUl] PP )I;)VJ ;}l;}PU;}HU,IpU ;}lU;}UI;};)qdUl;}S;}lSISUO:l ;}lOFA;};)!l PP l;}lJnq E oramres uou .rod ossnu pp ;}UO!ZUI0'3;}l !P OUISlUU;)3;}UI II °)l;)V !'3'3USS;}Ul!P 0 ;}UlUl] !P OlU;}UlU~'3'3;}UUUP 0 airprod ~A1;}SS;} ouossod rpumb ;} OSOlOUlnJ ~ ;}IUUU;)I! ;} '(rojjnq H orarnras uou rod ;}UO~zul0'3;}l Tp OUlS!U -U;)3;}UIun O~lUSS;};);}U~ onreuod) OlUl~UI!I ~ cronxaou PP l;}lJnq IT '(X;}IdUI!s) ;}UO!Z;}l!P uloS mrn U! ~ qup ossnjj II :qu;}n'3;}s ;}I ouos OlIO;)OlOld oisonb Ol!nJlSO;) ~ !Iunb ;}lIns tsoiodr ;}'l osorourru
8IBUB:::J J8d l!BM
PUB
dois xojduns
0ll0:::JOlOJd
o;mmlJun Ip
umnruig Ol;"Ol ":I!::I
°lU;}UI;}'3p;}{NI.OmpU,lIu;}AqUp1 !UO~ZUUlIO]U!;}U;}qUO;) :)/:JV ~;}UlUlJPP OA~SS;}l'3Oldoroumu II ;}U;}!lUO;).bss t;)3;} 'OIIOI1UO;) ~p ~ ;}S 'unp ;}UgqUO;) os) ;}UIU1]!P odn II U3!PU! :pU!)/ :(Ozo01 0'3y) tdurao qugn'3gs ! nuosord ;}lgSS;}ouossod gIU1gUg'3 U! !m U! '(gUO!ZU1SglU!) un ouonuoo gUlUl] unoseto ;}q;) oiuosard 19U9l gA;}P !S 'ouonsos :lq;) rdurcsc q'3:lN °O!lUluuqS:lP o :llU:lWUI an ossnu PP ouousof !P l{IO;)OlOld lUn;)IU !lUU!UlUS:lU10 OUUUIUS
.Iapval.[
°OlU;)IId:ll ;}Ul£l] un :ll;}n'3uqsIp assod O~lUluuqS:lP E :lq3 OpOUI U! ':lUIU1] pu nzuanbos Ip oroumu un :l;)S!l:lSU! anroutur E ::luo!znIOS °:lUlUl] OSS;}lS OIPP otdoo (ntd 0) :lnp UAOll ~S oucrermsop I! ~m rod '(oinaoou cnrcureuorroo 0lUlS uro orod cqo) :lUlUl] II U;)qd:ll mo-anrn H odop ;}lU:lHIUl II ')I;)VJ oostreds :lS UUI:llq01d °OSS:lUISUll~l :lU:l~Acuonsonb U! :lUlUl] I! mo-oum {! OSl03SUll 'UA~llU uou oisonb cs ~)I;)VJI:lP auorzcou UI rod mo-oum un ;};)S!{!quls aiuonnn {! ::luo!znlos O!uru ~l:lA!llU uou oqo )I;)V un ~p o~'3USS:lru un ~p US:lnU Ul OlU;)30rq :lUUUl!l onrannn I! !m rod 'onru pp onreds :lq;)UU ond :lUlUl] un :1 UUl:lrq01d -
:z
curctsm qU1IOd!1 mb ':lsuq !P rurojqord tunoje ouosros )I;)V
:!uo!znIOS :lA!lUPl :llIU ~p ~'3'3USS:lUI~:lP ozzq~lnJPN °(JuaUia;Jpa]MOU)/:JV
aa!JV;Jau
~O!;) ')I;)V
!P czucsse)
onulJu OlUA!llU ~ UOU 0 !101l:l UO;) mn oraaure ~ :lUlU1] H 0 ')I;)V) :llU:lUlUn:lll03 OlUA!llU ~ :lUlUl] I~ -
~(JUaUiiJ;Jpa]MOU)/:JV samsod
::lq3 oumjn.isonb !UllOJU~ :lq3 O!'3'3USS;}Ulun Ip ':llU:lWUI IU ouereunsop IUP ':lUO!SSlUISU1F1 ulIns nsseq '(011U03S~1) JUiJUiiJ;Jpa]MOU)/:JV!P .IP01:lUl mmzoddo OUO;)npOIlU! IS :lUY IUl V °U:lU!I UIPP OdU3 OllIUJIU '!101l:l UZU:lS ;} 'OlUA!llU U!S :lUlU1] UmSU!3 :lq3 OnU] Ins :llU:lWUl H :llUUII0JU! nssod OSS:llS °O!lUluuqS:lP I! :lIUnb uI ciumpcm arnpooord nun :ll!UY:lp 0!lUSS:l3:lU ~ ':lUlUl] un U! !101l:l !P ezrrosord uI ;}lUA:lI~l !P ouereuusop IU :llqU:lSU03 rod OP01;}Ul un OlUnp!AIpU! UllOA uun
263
Reti e protocolli per dati
Fig. 10.21
Destinatario
Mittente
Protocollo simplex stop and wait per canale rumoroso: (a) funzionarnento .normale (senza danneggiamenti o perdite), (b) perdita di un frame, (e) perdita di un ACK.
Destinatario
o 0*
o
o o
ecc.
ecc.
* Framescartato (il numerodi sequenzaemesso non coincidecon it numero di sequenzaatteso) Cc)
numero, deve essere mantenuto solo il primo). In fig. 10.21 sono rappresentate varie modalita di funzionamento del protocollo in esame. II time-out deve essere sufficientemente lungo da permettere sicuramente l'arrivo dell'ACK del frame appena trasmesso; in caso contrario si puo verificare quanta schematizzato in fig. 10.22, can conseguente perdita di due frame.
Mittente
Destinatario
1
Time-out
1
Vengono associati Vengono associati
o
Frame scartato
o
Frame scartato
o o Fig. 10.22
Piggybacking
Nel proto colla simplex considerato in precedenza i frame contenenti dati viaggiano in un'unica direzione. Detti A e B i soggetti della comunicazione, se si vuole stabilire tra essi una comumcazione bidirezionale (full-duplex) su un unico circuito, si determina che (fig. 10.23):
Problemi dovuti al time-out troppo ridotto .
nella direzione da A a B viaggiano i frame dati inviati da A aBe i frame ACK inviati da A a B in risposta dei frame dati che viaggiano da B ad A; nella direzione da B ad A viaggiano i frame dati inviati da B ad A e i frame ACK inviati da B ad A in risposta dei frame dati che viaggiano da A a B. Fig. 10.23
A
B
Comunieazione full-duplex su umco cireuito.
-U ond BUl ornots 9 ojjoooiord ~P odu OlS -;mo '(ZZ'01 ''3g u~ olBIlsnm oiuanb 90!::>~1;Jp -ooons ond nou) oiuoptrodsuroo osso B uou
EIlS;)U1j EI OljU;)P 1:lIPUI
~UlB1J un B OlB!::>OSSB~I~SS~ ussod )l;)Y !P ... €I 1:1 [I OJ Ol'3'3BSS;JUlun oqo l(l!IBnlU~A;J,I B1BlTII'3UO::>S 9 6 8 L 9 OpOUl IBl UI 'OUO::>Sl1~J~1!S rno B ~UlBIJ PP (1 0 0) OA~SS~I'30Id orcumu II ouosuonroo )l;)Y !P ~'3'3BSS~WI ~q::>oirej 1l1~d OlBUlWBS~ ~1'3 oIpnb np ~::>su~JJ~ BW 'l!BM pUB d01S ojjoooiord un 9 oisonb OllBJ !a '~lU~WBAqBU1;Jl -IB 1 ;J 0 B !IBd ~WBIJ !~P nzuanbos Ip uoumu uoo '1 B ~IBd ouos OpB1B~lS~p o ;JlU;JWW lP ~Ils~ug ~IPP ~UO!SU;JUl!P ~I rno u~ o[pnb 9 MOpillM '3u~P!ls ojjoooiord ooqduras nrd II '!UO!SU~~P ~SS~lS ~[ OUB!qqB 0!IB1BUqS~p PP ;J amounu pp ~Ils~ug ~I ;Jlp OUBSS~::>~U9 UON 'oururoddo uzrronbos !P OI;JUlnU un cuonuoo ~IP )l;)Y un noo 0lBUlI;JJUO::>~ OlBn~::>::>B~U~~A ~WBIJ II O[JBllUO::> OSB::>U! ;JI1U;JW 'OlBllB::>S ;JU~IA ~WBlJ I! 'BIls~u9 BIIBP ~Ionl ~::>!PUl uoo ~WBIJ un BA!l1B cs ~qBn~::>::>B~I~SS~ ouossod oqo ;JWBlJ I~P !A!SS~I'301d uoumu ~B opuodsuroo ~IP BI1S~UlJ Bun ~U;J~lUBW 0~IB1Buqs~p !l '~lU~WUl IB ;JlU;JWB'30IBUY 'qBp ~~p ossnu [T ;JIBWI;JJ ~p ~1~1 0ll~A!I IB ~UOdUl! 3{Ull B1Bp OIpA!I II '~UO!SU~W!P BUl!SSBUl uns BI ~'3um'3'3BI BIls~ug BI ~S ~~UO~SS~WSBI1!1 ~{!q~ssod BI rod I~JJnq un Ul nnuoiueur ~1~SS~ OUOA;Jp BIls~ug Bll~U ~WBlJ I 'BI1S~ug BllBP oosa ;J::>IPU! oiuapuodsuroo IT OlBUlI~JUO::>~U~!A ~WBll un opunnb 'BI1S;Ju9 BIpu BI1U;J ~::>TPU!oxonu un ~l~l 01l~A!l [BP ~WBIJ un BA!llB oprmnb ~(~Z'01 ''3g) ~UO!SS!WSBIl !P BIls~ug mroo Bun U! OUBI1U~p TA!SS~I'301d uoumu mo ! ';Jllp;Jds up 0 qBUlI;JJUO::>UOU BUl mpods ;JUlBIJ !P ;JU;JS Bun B!IOW~lU Ul ~U~T1UBW anronnn IT oqo 9 MOPUlM ilUlPIIs rnO::>OlOld l;Jp BZU~SS~:l '(l!q U B 9 l~pB~q,Il~P bos OdUlB::> ll) 1 - liZ B 0 Bp BA ~q::> OA!SS~lilO1d OI;JUlnU un ouonuoo onpods ~WBIJ !uilo mO::>OlOld nsonb UJ '(~IOA~IIO::>S BIls~ug B) MOPUJM 2uJPHS mO:JoJO.l.d I OUBZZ!I!ln !S 'o::>!sg ;JIBUB::>IBP ;JUO!ZISods!p B BSS~Ul BA!SSlUlSBll ~l!::>BdB" Bl ~lU~!::>!JP md Bl~~UBUl UT OdUl~lUO::> pu 0pUBHTIlJS ~lU~lU;JAUO::>~ ;JIBl ;JIBI~dns I~d 'ZZ'01 'il!J U! cnuosap ozuonfios -UO::>~I UO::>')l;)Y,IPP 0pIBlll ;JITq!ssod IT rod IUl~Iq01d !~P ouod OlBU!UlBS~ ~lU~W~lU;Jp~::> lmM pUB d01S OIlO::>OlOld I;JP xojdnp-pn] ~UOlSI~A BI UO::>il~)j"::>BqA'3'3ld PP ozzQqn/l
';)IOA;)110:lS 1l1)S;)U!lll[PP Oldl:lUUd
Sl;·Ot
.,!.:I
-;JId
MOPU!M fjU!P!IS !IIO::>OlOJd
'B!AU! TS O[ ;J )l;)Y.! .rod ~UlBlJ onsodda un B~n !S ~[Bnb I! orarodns 'BS~nB Ip ~l~l{ oduroi un ~1~P~A~ld OUBSS~::>~U9 '(~UlBlJ un ~lU~Ul{qn~ ~qq~I~H~UlSBI1Il ;J1U;JWUl IT OSB::>pmb [ou) oilun! B ~1~pU~nB ISIBJ oqqanod ~IP~SU! ;JIBnb pu qBp ~WBll IT ~q::> OlBa ')l;)V Ip 1'3'3BSS~Ul ! rod 'urnsxooqo ~ !UO!ZB1IUl!PP ~AqBpI uoo 'utsoddn ~UlBIJ l~p ~IB~I::> OllBSS~::>~Unrd 9 uou aqo OlBP 'BA!SS!UlSBIl ~l!::>BdB::>!p ;J ~UO!ZBlOqBp Ip BZU;J10d !P OTUlIBds!1 ~IOA~lOU un ~lU~SUO::>ilUq::>BqA'3'3!d II
xov.t
V t-
a IlllQ
V t-
a: )I:)V
'It- a11BQ
''ilUDpBq'{'il'il1d
i'l;·Ot
xov
.,!.:I
'xov
'(pr01 ''3!J) I~pB;Jq.!pp OdUlB::> ousoddnjpu Ip o!ililBSS~W IT oisonb U! B::>SIl~SU! !S ~ T1Bp ~WBI] un !P BZU~lIBd BI uiodsa TS '(V pa fI Bp 0) fI B V up )l;)Y un ~IB!A~ '~A;Jp IS opunnb ~q::>;Jp~A~ld B::>lU::>~l ~IBl ~((~IlBds ~llns oranod» '~lU~Ul{BI;Jn~I) 2u!)/:JvQt122!d B1BWBlq::> B::>!U::>~l Bun !UnUlO::> BSS~lS BI ~IBZZQB~1 l;Jd '(odn] puq l;JpB;Jq,IPP OdWB::> BZZ!{!ln !S ;JWBI] mp IlBp ;JWBI] ! ~1~nilu!lS!P l~d
n
xov
!WP aUO!SS!WSBJl
Reti e protocolli
265
per dati
Fig. 10.26 Protocollo . go-back-n.
Time-out del frame 2
Frame scartati Frame c6ntenente errore
un un
sultare inefficiente, perche molto del tempo disponibile per la trasmissione viene sprecato nell'attesa dell'ACK del frame precedente. Tal problema e superato nei protocolli in cui la finestra del mittente ha una dimensione maggiore di uno, in quanto in tali protocolli il mittente puo trasmettere un certo numero di frame successivi pur non avendo ricevuto l'ACK del primo (tale tecnica e nota come pipelining). II pipelining pone un problema, e cioe che se un frame viene danneggiato 0 perso, il mittente spedisce molti altri frame prima di venirlo a sapere. Un primo approccio a tale problema e quello del protocollo go-back-n (indietreggiamento di n), illustrato in fig. 10.26: se arriva un frame danneggiato 0 con un numero di sequenza non progressivo (il che vuol dire che uno 0 pili frame sono stati persi), il destinatario ignora tale frame e tutti quelli successivi, non inviando messaggi di ACK (cio corrisponde a una finestra di dimensione uno nel destinatario, che accetta quindi i frame solo nell'ordine giusto); il mittente va in time-out suI primo frame non confermato, e provvede a ritrasmettere la sequenza di frame a partire da questa frame. Si noti che il mittente deve man tenere in un buffer tutti i frame inviati rna non ancora confermati. II protocollo go-back-a comporta un eccessivo spreco di capacita trasmissiva se il tasso di errore e alto ejo il time-out e lungo. Un approccio pili efficiente al problema profilato e dato dal protocollo chiamato selective repeat (ripetizione selettiva); la procedura, illustrata in fig. 10.27, e la seguente:
-
fJ-
il destinatario mantiene in un buffer tutti i frame ricevuti successivamente aun frame danneggiato 0 perso, confermandoli con un ACK con il numero progressivo relativo all'ultimo frame correttamente ricevuto in sequenza sino a quel momento; il mittente va in time-out suI frame non confermato, e 10 ritrasmette; non appena il frame in questione arriva nuovamente, esso e tutti i suecessivi frame presenti nel buffer vengono consegnati al livello rete, aggiornando il numero di sequenza dell'ACK.
Fig. 10.27 Protocollo selective repeat.
Time-out del frame 2
o
1
2
3
4
5
6
7
8
2
9 10 II 12 L3 14
\ \x>/\X)~XXxxx~~; &/&'/ &'/&'/ &/&:\ &;{ &;\,''\
""\' ""\' I
I I
&,1'
I
I I
OlE
""\' ""\'
I I I
3
I
I I
4
"'\' ""\' ""\' ""\' ""\' ""\' I
I I
5
&;1'&,l' &,{
I
I I
6
I
I
I
I I
I
7
8
I
I I
2
/
I
J
9
\' \' " I
I I
I
I I
/
I I
to 11 12
Frame memorizzati Frame contenente errore
I fra~e 2-8 sana consegnati a livello rete
~Illd
8
UlnID[l)~ljJ
(Z£) 91
~1l0
u
IO.I)UOJ
(91) 8
sscrppv (91) 8
~Illd
8
,III
·;)'lGH rp
dUl1l1J nn
llmnnl,s
6l:·01 .,1.:1
°
·l!q Z£ U 91 U ;U::lSS::lond OlUZZ!pln 0:)!P!;) ::l;)!P0;) PP UPUO;)::lSU ~::lUO!Z::l;)!l m ;J10ll;J.{PP 0IIOllU0:) P rod 0:)!P!;) ;J;)!P0;) ;JlUUJp;JW qUl::lU;Jl3 l!q ! ;JU;J!lUO;) :wns)[;mfJ ~(l!q IU OlUlU;J!lO ? 0II0;)OlOld p) !1;JnU1U;) !P oroiut oroumu un ;Jl;JU;JlUO;) ;JMp UOU ;J ol3unI onrourairarnqra ;Jl::lSS;Jond ~u!ldOld ;J Ul;JA ;JUO!ZUW10JU!.{ ouanuoo ::lq;) odurno I! ? : pVp ~l!q 91 g U ;Jl;JSS;J ond OSS;J,q;)UU ;J S !POW !;JU ;JlUzzIT!ln lUO!ZUW10JU! ;JllIU ::l )1;)\1 'uzu;Jnb;Js !P !l;JUlnU ;JU;JquO;) :Z0.lJUOJ~(US;JlS::l~l!IUpow) l!q 91 (;JIUW10U ~lnUpOW) l!q g ;Jl;JU::llUO;) ond ~O!lUluuqS;JP ;JIUU!Wl::ll p ::llU;)ljllU::lP! rod orundnjnur qU;JWul3;Jn0;) !;JU orazzqnn ? :SSiJ.lPPV~;JWUlj I! ;J1Ul!W!PP l;Jd uluzZ!Iqn 01111110 azuonbcs uI ? :3vlf -
°
'n
°
:!uo!zunJ
°
qU;Jnl3;Js ;JI omraq
t;););J 'OII0;)OlOld PP
;JUlU1J PP
rdurao !Sl;JA!P I
ql3un;Jp !;Jp ;Juo!zuml3ljuo;)
';JUOlZUlS
tmn !P ;JUO!ZUA!nUS!p ;JUO!ZUA!UU)U::luq uIPP ;JUOllS;Jl3 uI rod '(piJ.loqwnuun) owv.lj-n t;););J '0;)!lU;);)U1AOS .rod ::lUO!SS!WSUll Un;Jp 0lS;JllU 'llUIOS! )1;)\1 !P ;JUO!SS~S OlU;Jmul3;Jn0;) PP 0IIOllUO;) !P !uo!zunJ ;JS1;JA!P ;J1UZZ!IU;Jl rod '(tf.lOs!a.lodns) oWv.lj-s ~qup ! ;Jl;JU;JmSUll rod '(uoPVW.lojU]) eunuj-] -an)
:OIIOllUO;) !P OdUlU;) PP 0lnU;JlUO;) OSl;JA!P IUP llU!lS!P '!dq ;JWUlj I "6Z·01 .l3lj U! UlUllSOW ? ;)lGH ;JWUlj un !P amunns ul
an !P ;Jl;JSS;J ouossod
I
euepuooog
----------_____.1---<1i----I(
IlPllUl!ld
I
";)'lGH O,UdUlll~dll0:J un
Ip amnnng 8l:·01·'1.:1 ·O!lUPUO;);JS ;J ounurud 0lU1S !P nroizunj ;JI aquranuo ouoprqotn OSU;) pmb [on 'llu;JIUA!nb;J ;Jl;JSS;J ouossod !UO!ZUlS onp ;JI onmd-oiund llU::lUlul3;Jn0;) !;IN ·(gZ·OT "l3lj) msodsu !P mop QUOS ;JUlU1J !AqUpl ! ;J O!.lVpuOJos 0lUlS oun ouuuq !UO!ZUlS ;J1HU ;JI ~OPUUWO;) !P ql;Jp QUOS ;JUlUlj !AqUpl ! ;J 'oumuud 0lUlS 01 nap top ossrqj H UIOl3;Jl ;Jq;) ::lUO!ZUlSunu ::l;)S!nq!lHU !S ;JIU1;JU;Jl3uI ·!UO!ZUlS md onp rpumb ;J1USS;Jl;JlU!ond OlU;JWul3;Jn0;) un ~OlUnd!lInw U!S Olund-olund !lU;JWul3;Jn0;) ns U!S OlUnOpU orcssc ond ;)lGH,l .)1;)\1 !P !l3l3USS::lWtop O!qUlU;)S or .rod l3uppuqAl3l3!d I! UZZ!Hln ::l 'l!q an U uzucnbcs !P !l;JWnU UO;) 'lU;Jd;Jl ;JA!p;JI;JS MOPU!M l3ll!pqs On0;)OlOld un onjour 3 ·llUp OdUlU;) PP OUl::llU!,nU l3uU !P ozuonbos ;JI ;J1UU!W!P rod l3ullinls l!q H 'l!q IU OlUlU;J!lO 0II0;)OlOld un 3 ·OSLIIuP OlUZZlP1UPUUlS ?q;)l;Jd ;Jq;)UU !II0;)OlOld !;Jp oun ? (Z0.lJUOJ )[U!7 vJva zoaoZ-113m);)lGH 0II0;)OlOld II
°
UZZ!I!ln onniuod ;J .'tsnjjtp ntd U;JU!I !P
810H OIlO:)OlOJd
ST·Ol
nap auorssuuserj
99~
Reti e protocolliper dati
10.3.4
267
Protocollo PPP
e
II protocollo PPP (Point to Point Protocol) utilizzato, insieme al pili obsoleto SLIP (Serial Line IP), per il livello data link nei collegamenti punto-punto della rete Internet. La comunicazione punto-punto e utilizzata in Internet in due situazioni distinte, e cioe tra i router che costituiscono Ie varie sottoreti di cui e composta la rete, e nell'accesso ad Internet da parte degli utenti che utilizzano i modem e Ie reti telefoniche (vedi fig. 10.30, in cui e most rata una finestra di configurazione di una connessione remota). Oltre al framing e al rilevamento degli errori, il protocollo PPP fornisce Ie seguenti funzionalita: -
un protocollo di controllo per attivare, testare, e disattivare la linea (LCP, Link Control Protocol);
-
di tre
(trauna
supporto di molteplici protocolli di livello rete; un protocollo per negoziare opzioni di livello rete (NCP, Network Control Protocol); per ogni protocollo di rete supportato, esiste un diverso NCP.
Per vedere come questi componenti si amalgamano, si consideri la situazione tipica di un utente privato che chiami, mediante modem e linea telefonica, un fornitore di accesso a Internet per fare del suo PC un host Internet temporaneo (fig. 10.31). Dopo che il router del fornitore ha risposto, il PC manda al router una serie di pacchetti LCP che selezionano i parametri da utilizzare (vedremo in seguito Ie possibili opzioni). Dopo di cia, viene inviata una serie di pacchetti NCP per configurare il livello rete, che in genere utilizza il protocollo IP (facente parte dell'insieme TCP/IP); tipicamente, in questa fase il router assegna al PC un indirizzo IP affinche il PC
Casa deU'utente
Ufficio dell' Internet provider
\
.... Processo client che usa TCPIIP
Connessione TCP/IP
con PPP
Fig. 10.31 Connessione di un PC a Internet tramite un router.
Processo instradatore
Fig. 10.30 Finestra in cui si evidenzia l'uso del PPP per la connessione a Internet.
n
°B:)IUOlll;:)P
msod
BI
rod dlWS ';:)IlJ 01U;:)W~1;:)JSB11I! rod dl~ 'q;:)M. pu ;:)UO~ZB'il~ABU BI rod d.Ll.H ouroo 'OA11BJ!{d -dn ;:)lBMljOS TBp llBzZlTqn qIO:)OlOld ~lBA ~ OUBA -011 IS ;:)UO~ZB:)~IddBOIPAq IV 'ddd 0 J'lOH om -0:) mO:)OlOld llBzzlIlln ;:)l;:)SS;:) ouossod O:)gBl'ilO;:)'il oirqum UI ;:)11U;:)W''ilID1l u;:))[Ol 0 l;:)U1;:)IHtI our -0:) IlJO:)OlOld llBzzq~ln ;:)l;:)SS;:) ouossod ;:)IB:)oI Ollq
I:
dl (don 0) dOL
-WB ur ~P1BpUB1S~I'ilBlUllOJUO:) ;:)I{lq~uods~p qpnb ;:)lBzzqlln ~o~:) opuoiod ;:)01~IPAII I red ;:)lBzzq11n Bp mO:)OlOld 1 ~l:P!J!:);:)ds uou dl/ dJl ;:)IDO:) II ISO/OSI -ou IS "ISO/OSI oreotjqdnrcs 0IPpoW IB B1BuO'ilBl -nd dl/dJl Bmll;:)lnplB,T Bl1S0W ££°01 0'il~JB'l °Olll:)!I!ldw;)s o(!lU;:):);:)lmd ;:)II;:)nb !P oU;:)UlIB) NV'l q;:)l ;:)IPP BzuBl0~'il'ilBID ISO/OSI ;:)PUB1'il BTpu l'il'ilO llBzzl{lln ouos ;:) ';:)IB:)oI Ol~qWB u~ ouorsnjjrp ;:)Wl0U;:) Bun OlnAB OUUBq O[PPOW [I ;) !1I0:)0101d ISS;:)lSq'il BW 'opUOW TB;:)lU;:)lS~S;:) B:)gBl'ilO;:)'il;:)l;:)l;:)PUB1'ilnrd BI 'l;:)Ul;:)lUI Bp B1BZZll11n dIid::H ;)l;)J Ip Bmll;:)l~q:)lB,I ~ dl/dJl ';:)lU;:)WTBnnv °lllTIl Bp ;:)lU;:)UlBl~nlBl'il ~I~qBZZl{lln rpumb ouornj ;:) lllnll;)llq:)lll,[ 1l1) ooqqqnd onrrurop TBllBu'il;:)SUO:) ouornj ;:)q:) OUB] E rod ;:)q:)UB 'ossooons OlBA;:)P un O1;:)qq;:)P;:) O)UOJjUOO ££'OJ '1l!:I (l;:)U1;:)lUI !P ;:):)U1TU;:)'ilO1d BT) l;:)UVdllV ;:)l;:)l BI rod !101B:)1;:):)U rep llBZZIIlln ouomJ qrO:)OlOld lls;:)no °cII/cIJ.L aJa.l 1P tunnenuum ;:)WO:)Bl!U~PP ossods ~ Bmn;:)l~:)lB BSS;:)lSBI ;:)q:) oiund TB '(jo:JOJO.lcI Jau.laJu/) dLl ;:) (jO:J010.lcI l0./Ju0;J U01SS1WSUV.lJJ dJl I~ OUOS ~A~lBlU;:)S;:)lddB1nrd mO:)OlOld ;:)np I mo Ip 'al!ns lo:JOJO.lcIteuisnu] ;:)l;:)l~p BmU;:)l!q:)lB,I Bl~U~pp nJ 'OlUU;:):);:)POSS;:)lS oTPP ;:)ug BT oSl;:)A o;:)s;:)Bdpu nuosord coroou !P motzrunst ;:)IPP ~10lBl0qBT;:) Ip ;:)UO!SS;:)U -UO:)l;:)lU~.I rod onoqooad Ip ouorztnnnrrnoo B ;:)l;:)l Bun ~P oddrqtxs 01 \)lZUBUY ;:)SU;:)1~unlB1S '1:J.lvasa}j pa:Juvapy a:Juajaa BI 'B1UBn;:)S TUUB~I'il;:)P1?l;:)Wuunrd BlJ;:)N
'z
(vaavcn /{Jua13y pa(o.lcI
0~10U;:)JU!1l0lBA dJ'l Bp llBIZO'il;:)U;:)l;:)SS;:)ouossod ~llnBPP rod orezzqnn ;:)U;:)!A;:)q:) ;:)10IBA {I ;:)q:)UB ~ ;:)q:) ';:)lAq 00~1 !P B~SSBW ;:)UO~SU;:)Ul!PBun aq llBP OdWB:) II o;:)UO!SS;:)UUO:) Bl rod ;:)lBzz~lqn Bp dJN ;:)dJ'l ~P odn I! 'OlB:)IP~ OIIO:)OlOld IB ;:)SBq UT 'BUIW1;:)1;:)Pononsonb ~ OdUlB:) E ~(mO:)OlOld !lHB ;:) Xdl 'at umroddns ouos) OlBzZlEln ;:)l;:)1 !P OIIO:)OlOld !P odu E ~O!:) o 'rrep OdUlB:) pu BAOll IS ;:)q:) onoqooad Ip odn E ;:)lB:)!PU~ !P ;:)uo~ZUTIJBl Bq (oooioui OdWB:) II ° 1 ;:) 1 an uscrduroo ;:)11S;:)ug;:)lPP arrurodn uoo MOpU~M 'ilu~P~ls oiuaureuotzunj uoo ;:)EqBp!JJB ~mBpOW BI ;:)lB!ZO'il;:)Uond dJ'l ;:)UOlzB:)!UnUlo:) BI ;:)lBzz~unno rod ';:)q:)ll!l:) oiuoumqoonrad !UO~ZBnl!S uI '(orouadns OIpA!I ~P ojjoooiord un Bp BllluB1B'il ordures ~ ~lIEqBP!JJB,l aqo 91;:)d onroscrd BBU;:)lIS) )lJV ;:);:)1011;:)!P 0IIOllUO:) '~A~SS;:)l'il -ord !l;:)wnu 0puBsn ;:){lqBp9JB ;:)UO~SSTU1SBll;:):)S~U10Jnon ddd II ;:)UOlZBlTI'ilyUO:)msonb U! ';:)]OlBd ;:)l11B u~ ~;:)UO~zBl;:)Ulnu!P BZU;:)SSBB:)Ipm ;:)q:) B und lITIBPP Ip ;:)lOIBA un Bq l0.llUO:J OdWB:) II °ddd {I troo onmdnjnur I1U;:)WB'il;:)IIo:);:)lI1S;:)'il!P B~lBU~'il!10 B;:)P!J ntd ~,:) uou onrenb u~ 'orezzqun ;:)U;:)IAuou OUBJ ~P 'Ll Tl I] II B ordures ~ ssa.lppv OdUlB:) II o;:)lAq !P oroiur oroumu un ;:)l;:)U;:)lUO:);:)A;:)P;:)q:) 'trap OdIDB:) PP oU1;:)lU~,nB 'ilBU ~P ozuonbos ;:)] areuturqo rod 'ilug]nlS 1;:)PB1Bq:) {! BZZmln oureuod ;:)l~q lB ~q:)IZUB ;:)1;:)llB1B:)]B OlB1U;:)~10?
a
'noooooo
ddd
n
BID
'(Z;£001
''ilg) J'lOH
PP ;:)UO!SS;:)UUO:) BI B~:)UB'ilSdJ'l ;:)UlUll;:)l IV O;:)l;:)lBI ouo'iluodwo:)
;:)WBlJ I;:)P o]pnb ;:) 0lBzzq!ln dI ;:)q:) !lOlBlOqBp
B ;:)]~ID!S~ ddd ;:)WB1J !;:)P 01BUll0] II O)[U!1BlBp O]PA!J oZZlnpu~,I Bl;:)q~I dJN ';:)UOISS;:)UUO:)BIPP lll]B n'ilBp olBnp~A!pU~ ;:)l;:)SS;:) Bssod OSS;:)lS
°ddd ;)WllJj un Ip lllnllnJ1S l:£'OJ 'Il!:l
[O:)OlOJd
[jllO
u
(17) z:
(z:) T
Reti e protocolli per dati
269
10.4.1 Protocollo IP II protocollo IP e il protocollo dellivello 3 (rete) dell'architettura TCP/IP. IP e un protocollo datagram (non connesso), il che significa che i pacchetti IP generati da una stazione sono trasmessi nella rete l'uno indipendentemente dall'altro, potendo raggiungere il destinatario percorrendo cammini diversi. La funzione principale del protocollo IP e quella di gestire l'instradamento dei messaggi sulla rete, rna 10 stesso protocollo ha anche il compito di frammentare il flusso proveniente dal livello superiore per poi riassemblarlo a destinazione. II formato dell'header di un pacchetto IP e mostrato in fig. 10.34 (va letto da sinistra verso destra e dall'alto verso il basso); la sua dimensione puo variare da un minimo di 20 byte a un massimo di 60 byte, in relazione alla presenza e alla dimensione del campo Options. Fig. 10.34 Header di un pacchetto IP.
Bit
o
4
Version
16
8 HLEN
Service Type
Identification Time To Live
19
24 Total Length
Flags Protocol
Fragment Offset Header Checksum
Source IP Address Destination IP Address
viene
Options
II significato dei diversi campi dell'header di un pacchetto IP
e il seguente:
Version: e il numero di versione del protocollo IP che ha genera to il pacchetto; attualmente questa campo vale 4, rna l'evoluzione va verso la versione 6 del protocollo (IPv6); - HLEN (Header LENght): e la lunghezza dell'header, variabile in funzione del campo Options, espressa come numero di parole di 32 bit; - Service Type: specifica come il protocollo di livello superiore vuole che il pacchetto sia trattato. Esistono varie combinazioni di affidabilita e velocita. Per esempio, per la voce digitalizzata e preferibile la ricezione rapida anche se con errori, mentre per il trasferimento di un file la trasmissione priva di errori e pill importante della rapidita; - Total Lengh: indica la dimensione totale (header pill dati) del pacchetto in byte. II . valore massimo e di 65535 byte, rna la dimensione usuale e di circa 1500 byte; - Identification: questo campo contiene un numero che identifica il pacchetto; e utilizzato per permettere il riassemblaggio di un pacchetto di livello superiore frammentato; - Flags: specificano se il pacchetto puo essere frammentato dai router oppure no; se il pacchetto e stato frammentato questo campo indica anche se seguono altri frammenti o se il frammento stesso e l'ultimo della serie; - Fragment Offset: indica in quale posizione di un pacchetto frammentato si trova il framrnento in questione; - Time To Live: e un contatore che viene decrementato con il passaggio del tempo (in pratica a ogni saIto oppure se permane in un router); se il suo valore arriva a zero, 'il pacchetto viene scartato. Questo espediente permette di eliminare i pacchetti che potrebbero restare nella rete per sempre (questo caso e possibile se Ie tabelle di routing sono corrotte); - Protocol: identifica il protocollo di livello trasporto che ha generato il pacchetto; -
!IO
O;)UOlZUU -qS;)P U Ul;)n;)I uI ;)lUl~du:J;)l .rod 'O:J~A~:JOl;)WnU I~ ;) U~ABI pUZzqBUU OUO~U;)Aouorzrpods ~P arnpooord uIPP ;)illJ BlIu oIoS ~dY;) IU ;)SBq ut u:Jg~:J;)ds nuoz BUn OSl;)A UlUpUllSU~ rod ~ USS;)lSUl;)n;)I uI ;)AOP 'ouuoj, OSl;)A Bl;)n;)I BI UpUllSU~ BW0"M~P ;)IU1Sod o~:Jilln,1: (OU~lOl)
o:Jsuq~nJO ~690T 6LT 'ououo.j PP UpUllS ';)lOllP3 ~~ll;)d
u U1U~l!PU~ Ul;)n;)I nun ~P BW0"Mup ;)UO~Z~P -ods BI ~l;)P!SUO:J~s ~B1B:J9!Idw;)s;)lU;)WIOA;)lOU~ !IBlSod nrotzrpods ;)II;)P ;)uoqS;)~ BI UUl;)lSIS ;)IUl U ;)!ZBlO °O:J!A!:Joroumu I! oUl!lIn np o B!A uI 'avo I! 'l!llIu:J0I uI ';)UnUlO:JI! ';)UOlZBU uI U1U:J!PU!~ orojdnroo o~l!PU!.Ipu :!IU1Sod urotzrpods ;)I rod Oluzz!Iqn UUl;)lS~SI! ;):J;)A~ ~ O:J!q:JlUl;)~OlU;)UlUZZ!l~PU! !P ordtnoso Ufl o(O~lBlBlS;)l~,IPP UZU;)P!S;)lIPl!1ll:JBI 0 U!:JU!AOldBI otdtnoso .rod ;)UlO:J'l!l;)!ldOld oqopmb nun OU!q:J~PU!cqo) ~AqB:JmU~!SPU;)W~;)SU! OS!A!ppnS uou nur 'oooxmn UlS Ol;)WnU !U~O oqo OSU:JI! opuopuard 'BUOSl;)d Bun ~P l!HlU;)P!,P UllU:J BIPP Ol;)WnU IUP 01U1U;)S;)lddul ;)l;)SS;) oqqanod O:J~q:JlUl;)~uou OlU;)WUZZ!l!PU~ ~P O~dUl;)S;) Ufl O!:J!q?lUl;)~uou !I{;)nb up !so:J !SOPUB~ZU;)l;)lP.P 'O:Jlq:JlUl;)~ 0 oramunns odn !P ~ dI OZZ!l!PU!,I'(l;)m;)lUI !P ;)lUI0:J!llBd U!) ;)l;)l uIPP ;)uoqS;)~ uI orezzqpored ;) ;)lu:Jg!Idm;)s l;)d O;)l;)luI OSl;)Au~:J:JUJl;)lU!,Un!P md uq ;)UOlZ!Ug;)Prad ;)q:J 'remer un !P OSB:J[ou oluH~Bqs ;)lU;)mU1l;):J~ oisonb ~lsoq.IPP dI O~l!PU! !P ;)lBPBd ountnoo ~ ';)l;)l uI OSl;)A U!:J:JUjl;)lU! uloS nun uq isoq un ;)lU;)UlBl~IOS~q:J~od 'd.I IZZP~PU! an aq OSS;) ';)l;)l uI OSl;)A;):J:JUjl;)lU! an uq opou un ;)S !pu!no O;):J:JUjl;)lU!;)I nur 'ar OZZIl!PU! un ;)l;)AU pB (romor 0 rsoq) !POU! ouos UOU;)q:J ;)lU!ZU;)P!A;)0llqns ;)llO:J:JO °L£oOPZozpron; ;) ~LOZr6£l 'l"O"o 9T ouos dI !ZZ!l!P~ ~P rdurosc ~olund un Bp uaredos ;)lAq unosnro !P !IUUlI:J;)P!lOIUA ~ OPU;)A!l:JS rssordsc ;)lU;)Ul;)UnUlO:JOUO~U;)A;) (irq Z£) ;)lAq oruanb ~q~unI ouos dI !ZZ~l~PU!HO °l;)m;)lUI U ~l;)l oro] ;)I ;)l;)n;)UUO:JOUOH~OAcqo ~UO!ZUZZ!UU~lO ;)lIB dI !ZZ~l!PU!H~ 'urad ozro; ;)1~WUl10 oiuom -uncnp ';)lBU~;)SSU!P l!l~nqusuods;)l uI Bq ;)q:J '(JolUoJ Uo~rUUl.lOfUI '1JOMloN 1oUJo1UI) JIN -Jo1ULI ';)IUUO~ZUUl;)lU~ oWS~UU~lOun ;)lS~S;)OSU:Joummisonb uI O;)IU!PUOW BIB:JSns ~:JoA~un ;)l;)SS;) OUOA;)Paqo 'iouroiuj ~P OSU:Jpu 'u:Jg!U~!S ;)q:J I! 'ozzqun ~P ;)l;)l uIPP OUl;)lU~.IIu I:JOAmn ;)l;)SS;) OUOA;)PdI ~ZZ~l!PU!!IO .at/ao.t Bmn;)l~q:JlB,I Bzz~Ipn 'ouop omoo ';)q:J 'l;)Ul;)lUI ;)l;)l uIPP OUl;)lU~,lIU;)lBl0:J~llBd U! ;) ';)l;)l BIPP ouronnjje O~~~USS;)W un ~P oiuourep -Bl1su~,I ;)lqS;)~ rod dI oicr OIPAII !P olIO:J010ld IUP quzzHqn !ZZ!l~pU~ouos dI !ZZ!l!PUI no 0
(;)[1lJodW;)l orqurn)
dW-B1S;)Ul!1I;)P elumilile,1
onoqooad Ie dI oZZl1lpm oudord II ;)l;)ilumilile pe IllllJllS ;)l;)SS;)OUOA;)PUOU cqo remer
omor P10~;)~
1;)ln01 milo eZ10.:[
dWelS;)WIJ.
ntd srdos ;)WO;)
Ip elsll sun ;)~Sm10.:[
;)l!nil;)s ep Ol;)ldwo~ osroorcd I! ;)OSm10.:[
Ijlll;)pISUm romor
ilmln01 oamos
;)SOO'1
ilmln01 ;)OlnOS PIllS
(OIqOSp 13 ;)llllIA;) rp ;)lU;)SUO~)llZZ;)l;)lil;)s rp OlpAII II eO!JP;)ds
A1ImO;)S
iJUO!Z!JJSiJG
iJuo/zdO
O(ZOOT °qU1)morzdo onbmo ;)l!ug;)P ouos omouqerurv °Ol~n~;)SOSlO:Jl;)d PP ;)UO!ZBllS~~;)l UI 0 OlBZlOJ ~uqnol I! Hunb ;)I Ul1 'morzdo ;)UUArod OlUZZ!Ipn OdUlU:Jun ~ :SU011dO ~l~q Z£ ns !qUlBl1U;) '0!lB1uuqS;)P PP ;) ;)lU;)nIW PP dI !ZZ!lIPU! !I~ ouos :SSeJ.lpPli ell UO!1VU!JSoa ;) SSoJPPli ell oJAnOS ~B!qmB:J;)A~I01 ;)W!l odumo E OU;)WIB;)q:J OlUP 'oijas ~~O U orejoojuou ;)l;)SS;) ;)A;)a 'onorroo B!S l;)PB;)q,I ;)q:J ;)lB:Jg!l;)A rod orazzrpm odureo un ~ :Utns'IJottJ JoPVoH nap auoissuusarj
OLe:
Reti e protocolli per dati
In tale esempio si puo osservare che: -
ogni «instradatore finale» (postino) e responsabile di una zona limitata; l'instradamento ai livelli superiori e una procedura relativamente semplice, in quanta bisogna fare una scelta tra un numero di destinazioni possibili abba stanza piccolo; nell'instradamento ai livelli superiori non e necessario analizzare tutto l'indirizzo; l'analisi completa viene fatta solo nell' ultima fase dell'instradamento.
Come il sistema postale, Ie reti IP utilizzano l'indirizzamento gerarchico. Gli indirizzi IP comprendono due 0 tre parti distinte: la prima identifica la rete di appartenenza del nodo, la seconda (se presente) la sottorete e), 0 subnet, mentre la terza identifica il nodo, 0, per nodi con pili di un'interfaccia, l'interfaccia. Nel caso pili semplice (indirizzo costituito da identificativo rete pili identificativo host), la procedura per inoltrare verso Ia destinazione un pacchetto IP e Ia seguente: -
iI primo router che riceve il pacchetto analizza Ia prima parte dell'indirizzo IP (ID rete) e inoltra il pacchetto verso Ia rete di destinazione grazie a opportune tabelle di routing; la stessa procedura viene ripetuta sino aI router che collega Ia rete destinazione alla rete globale; il router che collega la rete destinazione alIa rete gIobaIe analizza la second a parte delI'indirizzo IP (ID host) e attiva Ie procedure opportune per consegnare iI pacchetto al destinatario.
Gli indirizzi IP sono suddivisi nelle seguenti cinque classi (fig. 10.35): -
Classe A. Sono concepiti per reti di grandi dimensioni. II primo bit deII'indirizzo e 0, e i seguenti sette bit sono utilizzati per identificare Ia rete; si possono avere quindi 27 = 128 reti di classe A, identificate dagli indirizzi 00000000701111111 (07 127). I rimanenti 24 bit dell'indirizzo identificano i nodi della rete (0 Ie interfacce), e pertanto una rete di classe A puo includere 224 = 16777216 nodi (interfacce).
-
Ciasse B. Sono concepiti per reti di dimensioni medio-grandi. I primi due bit dell'indirizzo sono 10, e i seguenti 14 bit sono utilizzati per identificare Ia rete; si possono avere quindi 214 = 16384 reti di cIasse B, identificate dagIi indirizzi 1000000000000000710111111-11111111 (128.07 191.255). I rimanenti 16 bit delI'indirizzo identificano i nodi della rete (0 Ie interfacce), e pertanto una rete di classe B puo includere 216 = 65 536 nodi (interfacce). Classe C. Sono concepiti per reti di piccoIe dimensioni. I primi tre bit delI'indirizzo sono 110, e i seguenti 21 bit sono utilizzati per identificare la rete; si possono avere quindi 221 = 2097152 reti di classe C, identificate dagli indirizzi 11000000-0000000000000000711011111-11111111-11111111 (192.0.07223.255.255). I rimanenti 8 bit dell'indirizzo identificano i nodi della rete (0 Ie interfacce), e pertanto una rete di classe C puo includere 28 = 256 nodi (interfacce).
-
Classe D. Sono riservati ad applicazioni di multicast. Poiche i primi quattro bit deII'indirizzo sono 1110, gli indirizzi di multicast sono caratterizzati dal primo byte compreso tra 224 e 239 in decimaIe. Classe E. Sono riservati per usi futuri. Poiche i primi quattro bit deII'indirizzo sono 1111, tali indirizzi hanno il primo byte compreso tra 240 e 255 in decimale.
(') In questa ambito il termine «sottorete » ha un significato del tutto distinto da quello introdotto nell'ambito delle reti geografiche, intendendosi qui con tale termine semplicemente una parte distinta della rete considerata, che puo essere identificata mediante una parte dell'indirizzo IP delle macchine che vi appartengono.
271
'isoq 000 ~9 sorto rod fJ ;}SSUP Ip IZZlI~PU! 00091 U::lII::l~p 'isoq ~p ~uoq~tu 91 eorro rod Y ;}SSUP~p IZZ~llpU~ lP ;}UOdSIP oro IUJ .rod ~l;}UI;}lUIU !l;}l 0101 :ll :l1;}n:lUUO::lOUOlI~OA;}q::l lUO~ZUZZlUU~IO ;}llU dI IZ~llpm q~ ;}IUU~;}SSUIp 1?lll~qusuOdS;}1UI uq ;)INl;}lULl 'OH;}P ;}UIO;)
~n
aiaronos !P oiuaurezzujpuj
ouos
remer
! ;}lllOU~
:l)
S'P'O"}:
'(~Z~l!P~ TIUl oumrod :lq::l tnoqooad ~ ;}IUU~UI~prod !lUUItuUl~Old l;}U1;}lUI ns OU01S!S;}UOU IZZT1!PU~!IUl ~q::ll;}d orapooons ond uou
oisonb !lUA!ld TZZ!lIP~ ll~ oPUUZZI!!l[l ':ll;}1 UIPP :lmq::l::lUUI;}IPP dI !ZZT1!pm !SS;}lSq~ ouuuq oqo 1;}UI:l1UIIp isoq TI~ OSl;}A~OT::l;} 'OUI;}lS;},llUOr8pUl1SU~ ;}1;}SS;} oqqanod OUI;}lU~0::lgjUl1 I! 'llUA!ld TZZ~lTpU~q~ ouuzz~l!ln !S uou ;}S 'OSU::l oummrsonb UI 'l;}U1;}lUI ;} ;}l;}l UI UIl m::l::lU]1;}lUT Up UJ ;}q::l remer un ;}1!UIUl1U1U~;}1l0::lars !A 'l;}UI;}lUI !P oired 0pU:l::lUJ UOU rnd ';}IU::l0Icior uun ;}q::l;}PU::l::lU orod ossods OliOUI ~~tu;}lqOId OUU~lOS oqo UZU;}S';}SSUP rsmsjanb Ip '!P!IUA dI TZZT1!P~ q~ !Hn1 llUZZ!p1n ;}1;}SS;}ouossod '1:lm:l1UI up U1UlUd;}s ;}lU;}UIU1;}ld -UIO::l~ ar/d;)l ns nreseq ;}IU::l0loior nun ;}S ';}UO!ZU1U1SUO::l nun up ;}::lSUU!IU::lOI!l:ll ;}lpU llUA!ld IZZl1!PU~!I~;}P Ozzm1n:l 'l;}Ul;}lUI up oiuusrp !IU::lOIncr ;}lpU !lUZZ!IT1n;}l;}SS;}U qTq!PU OUOS ;}q::l 'IlUA~ld IZZlJTpU~ll~ OUOS !A nsonb un ~£'Ol 'qU1 ut ntnucsardder OUOS !lUAI;}S~l !ZZl1!PU! no 'TZZTI!PU~llUUIlOU ~ rod IlUZZI[~ln ;}l;}SS;}ouossod UOU oqo qUAI;}SlJ !ZZ!I!pu~ Ip 'tpou ! rod u~s ll;}l ;}[ rod U!S 'UZU:l1SIS;},1l;}P T)ll!A U! 'P£'OI '~g U! rraiucsorddar l{!;}nb Ip llU1~Ul!1ntd ;}lU;}UIl;}~~;}[ouos dI IZZlIIpm q~:lP rzads !I~ 1?llU;}lU! ;}q::l;}IUAI;}SSO;}MP !S
'ill
lZZ!llPUl Ip !SSIlD
S£'Ol "!:J
OpOUI! 1l:JIJfjU:lplouo 11q :N ;)1:l1III 1l:JIJI1U:lP!oqo
nq :~
<;<;Z+01?Z g:lSSIlD
lim OJ !SOrsd
!l11Al;)ST({
XXXXT
[ 1[
6£Z+1?'CZ a:lSSll[J lSIl:Jl1[OWrp IZZ!lIPIIJ
8ZT
91Z'LLL'91
1?8£'91
9£<;'<;9
Z<;I'L60'Z
9<;Z
XXXXO
[ II
;)1;)1ill
~lsoqill-
11;)1!P Ol:lLUO N
IpOU tp orom n N
EZZ+ Z61 :J
NNNNNNNN
~~~~~~~~
~~~~~~~~
isoq ill
~~~~~O
:lSSll[J
T[
:l1;)1Qr
161 +8Zl [J;)SSll[J
NNNNNNNN
NNNNNNNN
~~~~~~~~
isoq ill
~~~~~~O
T
-:ll;)Jill~
LZT +0 V;)SSll[J
NNNNNNNN
NNNNNNNN
NNNNNNNN
~~~~~~~O
usp
aUO!SS!WS8Jl
Reti e protocoiii per dati Tab. 10.3 Indirizzi IP riservati e numero di reti e di nodi per Ie classi A, B, C, tenendo conto degli indirizzi riservati. lndirizzo Indirizzo di rete 00000000 (0)
Interpretato come «questa rete»
lndirizzo di rete 11111111 (255)
Interpretato come «tutte Ie reti»
lndirizzo di rete 01111111 (127)
Riservato per i test a circuito chiuso: designa il nodo locale e 10 autorizza a spedire a se stesso un pacchetto di prova (solitamente si usa l'indirizzo 127.0.0.1)
Indirizzo di nodo con tutti 0
lnterpretato come «questo nodo»
Indirizzo di nodo con tutti 1
Interpretato come «tutti i nodi» della rete specificata
Indirizzo costituito da tutti 0
Utilizzato dal protocollo di instradamento RIP per indicare la route predefmita
Indirizzo costituito da tutti 1
Determina il broadcast su tutti i nodi della rete corrente
Indirizzi 10.n.n.n (classe A) 172.16.n.n (classe B) 192.168.r.n (classe C)
Indirizzi privati
Rete Classe A
sono
Funzione
-
Numero di reti 125 (- 3)
Numero di nodi 16777214 (-2)
Classe B
16383 (-1)
65534 (- 2)
Classe C
2096 896 (- 256)
254 (-2)
e di circa due milioni di indirizzi di classe C per 254 host (vedi tab. 10.3). Una volta ottenuto il proprio ID di rete, l'organizzazione puo liberamente assegnare ai nodi (0 interfacce) della propria rete gli indirizzi IP sfruttando i rimanenti bit dell'indirizzo, presenti in numero varia bile a seconda della classe dell'ID di rete ottenuto; gli indirizzi interni della rete dell'organizzazione avranno quindi come parte comune l'ID di rete, e come parte specifica di ciascun nodo (interfaccia) l'ID di host. Sebbene il numero degli indirizzi possa sembrare adeguato (come 10 sembrava quando e stato stabilito il meccanismo), gli indirizzi IP sana in rapido esaurimento e pert ant a l'InterNIC non e disposta ad assegnare a una singola organizzazione pili di un singolo ID di rete. Si pone quindi il problema delle organizzazioni che, pur disponendo di un solo ID di rete, vogliano suddividere Ie proprie reti in unita pili piccole interconnesse tra loro; tale esigenza deriva dalla necessita di suddividere il traffico e la gestione della rete neUe strutture di grandi dimensioni. Per risolvere il problema descritto si ricorre all'indirizzamento di sottorete, a subnetting, in cui si «prendono in prestito » alcuni bit dell'ID di host per usarli come identificativo delle sottoreti che si vogliono creare. Per specificare quali bit identificano la sottorete e quali bit invece identificano I'host, si utilizza la maschera di sottorete, a subnet mask, che e un numero binaria a 32 bit che contiene bit a 1 in corrispondenza dei campi rete e sottorete, e bit a 0 in corrispondenza del campo host. Per esempio, per un indirizzo IP di classe A normale (senza indirizzamento di sottorete), in cui i primi otto bit identificano la rete e i successivi 24 identificano l'host, la maschera di sottorete e 11111111 - 00000000 - 00000000 - 00000000 e cioe 255.0.0.0 in decimale. Si dice quindi che 255.0.0.0 e la maschera di sottorete di default per gli indirizzi di classe A; analogamente 255.255.0.0 e 255.255.255.0 sono Ie rnaschere di sottorete di default rispettivamente per gli indirizzi di classe Bee (tab. 10.4).
273
"(L£"Ol "~g) ~lUMlJOS !lU~Um1lS mruroddo !I~~P OZZ~Ul rod !U0!ZUU!qUlO:)!I!q!ssod ~I ::llU::lUlUP!dU1~l!lS::l~ ::lllq!SSOd ~ nur 'UlpqUl ::lA::l1qnun ll! ::llUZZ!lUUl~q:)Sorossa ouossod UOU ~ osorournu ntd oijour OUOS::lP!IUA !UO!ZUU!qUlO:)~I H 0 V ::lSSUP!P OZZ!l!PU!un !P ~l!l!q!uods!p tp OSU:)PN "~"Ol 'qm U! ::llU:)U::lP ::l1::l10nOS!P ::ll~q:)sum ::ll ::lPIIUAouos J ::lSSUP!P OZZ!l!PU!un !P ~l!Ilq!uods!p !P OSU:)PN "(q9£"01 "~g) J ::lSSUP!P OZZ!1!Pll! O::l!un un !P oprrouodsrp U1UZZ!1!PU! arossa ond ~1::l1USS~lS 131~u!ll::luqns 113::l!ZU1~'(V9£"01 "~g) U1U1~P!SUO:)~1::l1131~lUZZ!l!P -U! rod J ::lSSUP!P !ZZPlPll! ::l11PUSS::l:)::lU!lU1S 01::lqq~lUS ~Um::luqns !P UZU::lSSU U! ::l11U::lJi\l
l61TrOOl 091TrOOl 811TrOOl
000000 IT - 10000000 - 10000000 - 000100 IT 00000101 - 10000000 - 10000000 - 000100 IT 00000001 - 10000000 - 10000000 - 000100 IT
~1::l10nOS!P !ZZ!l!PU! !I~ qrqtuodstp U10:)UUOUOS::lq:) 0lUP '!POU O£ up !l~1OnOS ::l11~111u 0lU::l1:)UUl::l1S!S113::ll::l~Um~~u ::lEq!ssod ::llljOU! ~lUS ~(::l:):)UJ1::l1ll!) !POU O£ ntd 113oropuorduroo Plod ~1::l10nOS utmosato oiueuod ::l '::l!lUU!q !UO!ZUU!qUlO:)O£ !Eq!ssod OUOS'!lUA1::lSUOUOS1 rnru o 0 rnru uoo opou tp !ZZ!l!PU! ll~ ~q:) 0PUUP10:)!1 'OSU:) oisonb uI "!lUU!q uoumu rururoddo UO:) !l~1OnOS ::lIPP !ZZ!l!PU! !I~~P l!q onburo !Ul!lln !I~ opuarunsos ouosuouo !S (::l:):)UJ1~1ll!::lIPP) !POU rep !ZZ!l!PU! !ID (::l:):)UJ1::l1 U! ::ll) !POU ! ::llU:)!J!lU::lP! rod nuouaunr l!q ::) ::l1::l10nOS!P OZZ!l!PU! :g ::l1~1Ip OZZ!l!PU! :y
r------,----,
96TrOOl P9TrOOl
zrriooz
..
,----------------------------------,
, " o :g : y : 00000: n0: - : 10000000 - 10000000 - 000100 IT : 00000: 010 : - : 10000000 - 10000000 - 000100 IT : 00000: 100 : - : 10000000 - 10000000 - 000100 IT
.------~----. I
I
I
crosse ouossod
I
'----------------------------------.
9::l1OnOS ::l11::lIPP !ZZ!l!PU! !ID "::lluU1!:)~PU! +zzsszsszssz ~O!:) ~
00000111 - Ll l l l l Ll - ITl111Tl
- TlITITIT
~lUS ::l1~10nOS!P u1~q:)SUUl UAonu 131uzu::ln~::lsuo:) !G "l!q ::l11oiusord U! orcpucrd OUOA::lpIS !E1n motzntnquroo ::l11::ll~AUrod 'qUA1~S!1 ouos 1 mru ::l 0 tnru uoo ::l1::l10nOS!P !ZZ!l!Pll! !I~ ::lq:) 0lUO:) OpU~U~l ~lsoq !P GLlluP l!q nmoje omsord U! cropuard OUOA::lp!S !1::l10nOS::l11::l1~lU:)g!lU~P! l::ld "q::l10nOS ::l1::llUZZ!npu! rod ~U!n~uqns E 0PuuzzIE1n 'q::l10nOS ~11 ll! oror uudord 131~l::lp!A!ppnS roxop !P 1310 u~uoddns !S ~opou un uou ::l ::l1~1 131u:)!pm OZZ!l!PU!,1~q:) ::llU:)g!U~!S13U1S ::lluug oroz OT~AOp '::llum!:)~'p trr OT rOOl ~O!:) ~ 00000000 - 10000000 - 10000000 - 0001001 1 J ::lSSUP!P oZZ!l!PU!,IPP orrodsrp !P u~uoddns !S "O!dUl::lS::lun OUl::l1~Zz!l!lnOlU::lUlO~lU,1::l1::lPU::l1dUlO:) l~d "q::l1OnOS::ll::llU:)g!lU::lPlrod qUZZ!Eln ouos isoq !P GLlPP l!q rpmb ~lU:)!PU! rod 'ljnuJ~p !P ::llpnb 13onodsu ormtqureo ~l~1OnOS !P oraqosam ::ll ~uq1~uqns E uZZ!lqn ts opuunO
osszsszssz cosszssz
00000000 - TTl11lTI - 1TTllI 11 - TTlUlTI 00000000 - 00000000 - 111111 11 - 11111111
O·O·O·S~z 00000000 - 00000000 - 00000000 - 11111111
NNNNNNNN - ~nnnnnnnI
- }l~nnnnnnI
NNNNNNNN - NNNNNNNN - ~}l}l}l}l}l}l}l
- }l}l}l}l}l}l}l}l - }l}l}l}l~}l}l}l
NNNNNNNN - NNNNNNNN - NNNNNNNN - }l}l}l~}l}l}l"M (opon :N ~al:JJ :"M)
1/nvf3P lp 313J0110S !P VJ31{JSVW
gum3uqns
:J assEl:) fl assEl:) yassEl:)
3SSV1:J
IP VZU3SSV UI OZZ1J!PUI
!:)8P suotssuuserj
275
Reti e protocolli per dati
Subnet mask 255.255.255.0 200.1.i.2
200.1.1.3
200.1.2.3
Rete 200.1.2.0
Rete 200. 1.1.0
200.1.3.2
200.1.3.3
Rete 200.1.3.0
Subnet mask 255.255.255.224 200.1.1.99
Sottorete 200.1.1.32
Sottorete 200.1.1.64
Fig. 10.36 Indirizzamento di una rete (a) senza subnetting e (b) con subnetting.
Fig. 10.37 Schermate di un software per la gestione del subnetting.
Sottorete 200.1.1.96
08
d,LLH~
011 cao.r _J ';}lO~l;}dns olPAIl 113OlUUlJ;}SUo:l;}U;}~A;}q:) os ~Z dlWS ~ -snu I;}U;}UOIZUUIlS;}P13qopuetnquroou ;} !IOP -U;}n;}U1SUll 'qU;}W~;}S ~ ouorzaoqdda olpA!l £Z lauPl.1 [UP OA!llU UI ossnu II ;}pIA~ppns d:Jl II (IIUp) d.Lzl lZ ':):);} ';}lAq PlO1 up Iq:):)olq ;}np ornddo ';}lAq 8POZ up oooojq oloS un d:Jl (m01IUO:» d.Lzl OZ oreris onup ;}];}A;}:)Ilond ouereunscp 0lulluP oal1lJ:Jl/ddv olloJO)OJd 1J1~OJ AlIlU;} rood nns 131'd:Jl orans onu ;}lAq Zl~ up ~q:):)0lq onranb UIA~ OAilu:)l[ddu ossooord 'd:Jl cuod a IAIIU:J E ;}S 'orduroso l;}d '~l~SS;}:);}Uens ;}IPP npnoo -qdds IJ]0:JOIOld UII auonBI:Jossy g'Ot ·qe.l -;}S 13 nnp I UJqU1;}SSUU;} U1U;}U1~;}Sd:Jl II '(9'01 'qul) llnupp !P ouod ;}U10:) ouuzz@n ;}l ;}q:) OAilu:)~lddu olpAll Ip !llO:)OlOld mm[u rod :llUAI;}S~1ouos ;} iuod MOW! 110M) oJOU Uoq suod ;}lUUlU~q:)ouos 9~Z 13 ;}IO~l;}JUI OI;}UlnU ~p aired ;}'1 'iruod OlUU~UJOU;}Plsoq,nu ;}[U:)OIl!q 91 ~p OI;}UInU un up ;} isoqjjop dI ozzll~pm,nup olm~pp ~ l;})POS un ~J0">fJOS ~lUU!UIOU;}Pojjoooiord 113OSS;}:):)UIp nund ~p 'oueornnuroo oqo ;}U~q:):)UUI;}np ;}llns ';}UO~ZU;}D131;}l~UIUIl onatno ~s d:Jl ~p OIZ~AI;}SII ';}UO~SS;}uuo:)uIPP O~:)SUIIl~p nrnpaoord mm UlSIA;}ld ~ trap !;}P o~qUJu:)s O[PP ;}U~U11;}1 113~~UDpUqA~~Id )l optrszztprn o '~UO~SS~UISUllIlo mo-onrn uoo lU;}d;}1 ;}AIl:);}PS 0 U-)puq-o~ odu Ip A\OpU~A\~u~P~ls OUIS~UU:):);}UJ un opuuzzl{Iln 'IluP ~ ilU!qUlU:)S OUOlJU;}A;}SUj ;}IUl odop ~;}UOISS;}UUO:) U[PP ;}UO!ZUArnU Ip ;}SUj uun ;:JlS~S;};:JU~q:):)UUI;:Jnp 1311d:Jl ;:JUOISS;:JS nun !P O!Z~UIJIU 'OSS:lUUO:) ojjoooiord un ~ d:Jl 9q:)~od '(~u~lSU:)pUOlq 0 ~uilsu:)~llnUJ nuoddns uou d:Jl) ~UI;}llS:l;:Jnp :llU;:JUIUnUS;:Juq :lUO~SS;:JUUO:) IU~O oqo U:)U~U~IS oiund-oiund U!S ojjoooiord II :llj":J '(OllUO:)S~I) lU;:JW:l~p;:J[A\ou)pu ;:J crorro rp 0nOllUO:) uoo 'oiund-oiund xojdnp-jjn] O!~AI;:JS un ;:J:)S!UlOj:lq:) ossorruoo OllO:)OlOld un ~ d:Jl 'dI/d:Jl (oirodsan) 17OlpAII pp oxnaiuoscrdder nrd ojjoooiord E ~ d:Jl OIIO:)OlOld II umn:ll!q:)IU,[PP
un ill -ga
'glglOnOS BUmSBI::l19d qtqmodsrp IZZll!PUI Ip oroumu II g OjUgUlOUl0PUO::lgS BUlglSIS IB glum'il;JB glgSSg ouossod gl{::lnarouos Ip oroumu II gllIOUI areunnrci on Ul oiar Bj glgpIAlppns .rod glUZZlj1ln ap oiaronos Ip mglpS '0'0'0'06 V ~SSBj::lIp dI OZZlllpUT,ll~P ouodsrp ~UOlZBZZlUu'illO,un
'gIUTISIP norouos
-BUl Bj glUUlUllgF1a
'~j~IOnOS BUn::lSBI::l 19d Ijlq!Uodslp Ul BUl~IS'S IB ~lum'il'ilB ~1~SS~ouossod ':lIUllS'P norouos Bj ,~lBUlU11:lj:la
l
one
'ZZlI'pm 'P oroumu oqo 'pIOnOS
Ul :ll~l Bj ~l:lp'A!ppnS
'0'0'8Z'0£1 fl
~SSBj::lIp
dl
rod
-"iii'
I' ~ OIU~U10Ul0PUO::lgSun
'P oroumu
I' ~lljOUI ~IBillUll~l~a
:llUZZljqn Bp ~1:llOnOS !P
ozzll'pu'.lI:lP
ouodsrp
aroqoseur
-.,"i'
:lUOlZUZZlUU;JlO,Un
Z6HSnSnSZ
Z
vznsnsnsz:
9
O£
OOOOlT11
ovn~n~nsz
171
171
961
00011111
sezsszsszssz
O£
9
081
00111111
zszsszcsz'ssz
Z9
Z
vll
iJl"~0110S vunJslJ1:J Aild 1ZZ1J1pU!1P o.lilUAnN
!/JqluodslP !zz1.I1Pt/1Ip ,,/vI0l O,liJUlnN
Z9
vZT
081
iJ/IJUlqiJG
00000111 00000011 nq ono lUlI1/n
lliJ.L01l0S Ip oJilUlnN
suuonos 1P VJotPSIJW ':J assup
rp ozzrrrpur un lad apljuA alalollos
Ip :uaq:Jsuw
S'Ot ·qe.l
!18P suotssuusaij
277
Reti e protocoiii per dati
Le caratteristiche pili importanti dei segmenti TCP sono le seguenti: -
-
ogni byte del flusso TCP e numerato con un numero d'ordine a 32 bit, usato sia per il controllo di flusso che per la gestione degli ACK; cio significa che l'uso della numerazione nel meccanismo sliding window fa riferimento ai byte trasmessi e non ai segmenti; un segmento TCP non puo superare la dimensione di 65535 byte; ciascun segmento e formato da un'header, a sua volta costituita da una parte fissa di 20 byte e da una parte opzionale, e dai dati da trasportare.
II formato dell'header di un segmento TCP e mostrato in fig. 10.38 (va letto da sinistra verso destra e dall'alto verso il basso). II significato dei diversi campi dell'header di un segmento TCP e il seguente: -
tura
-
Source Port e Destination Port: sono i numeri delle porte TCP utilizzate dai protocolli applicativi che usano il TCP; Sequence Number: e il numero d'ordine del primo byte del campo dati, utilizzato come identificatore per il meccanismo sliding window; Acknowledgement Number: e il campo per l'ACK nella direzione opposta con la tecnica del piggybacking; contiene il numero d'ordine del primo byte che ci si aspetta di ricevere; Data Offset: indica il numero di parole di 32 bit che compongono l'header, la cui dimensione e varia bile in funzione del campo Options; Control: contiene informazioni varie, tra cui quelle utilizzate per attivare e rilasciare la connessione; Window: contiene la dimensione della finestra di ricezione, indicata come numero di byte che possono essere ricevuti a partire da quello che e confermato nel campo Acknowledgement Number; Checksum: e un campo utilizzato per verificare che l'header sia corretto; Urgent Pointer: punta al primo byte urgente del pacchetto; Options: contiene alcune opzioni di configurazione, tra cui le pili importanti, negoziabili all'attivazione della connessione, sono: dimensione massima dei segmenti da spedire, uso di selective repeat invece di go-back-a, uso di messaggi di NAK (Negative Acknowledgement).
Attivazione della connessione
L'attivazione della connessione present a alcuni problemi legati alla possibile duplicazione di pacchetti in seguito a ritardi degli ACK; cio significa che l'attivazione della connessione e il suo svolgimento potrebbero aver luogo due volte a causa di duplicati ritardatari che arnvano a destinazione molto tempo dopo essere partiti. Mentre una volta attivata la Fig. 10.38 Header di un pacchetto TCP.
Bit
4
0
24
16
8
Destination Port
Source Port Sequence Number Acknowledgement Data Offset
Control
Number Window
Checksum
Urgent Pointer Option
31
(.::» (2 rp oooxut ,( ezuanbos tp oroumu f! 1l1JOd){;)V,I)
*
Ol1l1m:JSOlUgWll
*
(q)
II
(v)
OlmlllU11S
'ljllP
'Ill£d anp ;)H£P ;)p1O:mO:) £l;)IU£UI ~ osnrqo ;)l;)SS;) OUOA;)P ;)q:) 'q£UOIZ;)lIpmn ~UOISS;)UUO:)Ip arddoo nun ;)UTO:)£lSIA ;)U;)!A ;)UO~SS;)UUO:)£[ O:)Ill;)UIUT!S O~:)S£El PN 'O:)Ill;)UTUT~SO!:)S£El E unopa d;)l E '£sml.[:) £l£l;)P!SUO:) ~ anotssctnroo £[ aucd £ll[£,H£P os ;:)l.[:)u£ ;:)UO!Z;)l!P nun U! OPU;)llO:)S OUU£lS ;:)l.[:)Il£P I;)P cirprcd uI areuodtuoo ond oisonb ~q:)!od ~;)UOISS;:)UUO:) £1 £sn~l.[:) ;)lU;:)UI£l£~P;)UIUT!;)U;)!A«t:l!'B ;)H;)UI» urad ;)np ;)IPP nun optmnb osno OUIIld PN ·O;)!.l1i7lUlU!S 0 O;)!.l1i7lUW!S19 ~O!:) ;:) '!d!l ;:)np Ip ;)l;:)SS;) ond OI:)s£El E ';)I£l;)U;)'B UI ·£sn!l.[:) ~ ;)UO!SS;)uuo:) £1 ;)l.[:) oroucdns OH;)AIT!P OHO:)OlOld II !UllOjU! ;:) £IlOUT;:)UTmrdord £H£P ;)UOISS;)UUO:)£Hns !UOIZ£UIIOjU! ;)1 £AonUl!l oirodsan !P ojjoooiord [! ;)q:) £:)!IdUl! ;)UO~SS;)uuo:) £IPP O!:)S£El II
oiuourscs lljsgnplJ
un lp :l lljpp
oreoqdnp (:J) 'lljS:lrq:JlJ lln:lp
oisoqdnp (q) '
8UO!SS8UUO:) BII8P 0PSBI!I::l
6£'Ol "!.:I
'(;)6£'01 ''By) ;)lU;)P;):);)ld oIpnb £ UUT 'OlU!AU! ~lS;)l !nI up )I;)V,IIU UOU OAqUpl uzucnbcs !P Ol;)UInU un uoo )I;)V un Ul10d oisonb oiunnb ur qup OlU;)UI'B;)SE mreos ouereuusop E ;) '(oiuapcocrd osno pu ;:)UTO:));)1011;:)!P O!'B'B£SS;)UI un U!AU~ ;)lU;)nrUT II 'qup OlU;:)Ul'B;)S ourud pp oraoqdnp un U!S ;)UO~ZUAmU ~p ulS;:)~:)!l U[PP oraoqdnp un U!S O!lUlUU!lS;:)P 1£ OUUAUl£ os ';:)UIJuI '(%£'Or ''By) ;:)lOll;:)JPP UUl10jU! 01 !;:)UOISS;:)UUO:) uI OlS;:)~:)Il l;)A£ UOU ~P opnodes ';:)lU;:)llTUlII UUTopuodsu oIluluurlS;:)P E ';:)UOIZUA -ura ~P ulS;:)~l.[:)Il uIPP oraoqdnp un ;:)UOIZUU~lS;:)pU £A111U ;:)S 'v6£'Or ''By ur OlUlU;:)S;:)1dd£1 AUM ;:);:)ll.[l PP OlU;:)UTuUO!ZUnjE '!1011;:) Ip £ZU;:)SSUuI '!Sl;)A!P ulloA m'Bo ;:)1;)AUup OPOUT Ul 'UUT;:)lSIS!P O!'BO[01O,[ 0pUUllllljS qUl;:)U;:)'B OUOS il ;:)x U;:)UTnu I ojpnb '" 'Buqul.[spuul.[
IloIuA
'il szuonbas ~p oroumu pp ()I;)V) UUT1;:)jUO:)uI ;:) qup nnud ! opnptn ;:)l.[:)!lUP odn ~P OlU;:)Ul'B;:)S OUT!ld un U!AUl ;:)lu;:)P;:)!l.[:)!lI! ~uzu;:)nb;:)s O!ZIU~ ;:)UIO:)il 01;:)UTnu oudord un lp msodord uI ;) x ezuonbos !P oroumu PP ()I;)V) UUT1;:)jUO:)U[ noo ouoqooed un msodsu UI U!AU! oIluluuqS;:)P [! ~uzu;:)nb;:)s uIPP OIZ!~ QUlO:) x OlQUlnU un uoo QUOISS;:)UUO:)!P UlSQ!l.[:)!l Ip OlU;:)UI'B;:)S un U!AU~QlU;)P;:)!l.[:)!l I!
oisodord
:!so:) uuo!zunj £:)~U:)Ql ;:)Iul '(Q!A an U 'Buqul.[spUUl.[) llU!'!vlfspuvlf ilVM i7i7.1lf1 UlUU!UIOUQP ouorznjos nun QIUHOPU O!1USSQ:)QU~ USS;:)lSQUO~SS;:)UUO:) UIPP ;:)UO!ZUAm£ lp QSUj U~ 'nrorddop !;:)P UUTQIQo1d I~ QAIOS11QIOAQ110:)SU1lS;)UY £ OIIO:)OlOld un QUO!SSQUUO:)
Reti e protocolli
279
per dati
Destinatario
Mittente
*
*
Mittente
* ACK
1,J *
* Rilascio della connessione ** Dopo I'n.-simotime-out rilascia la connessione
(b)
Per fare cio Ie due parti si scambiano dei messaggi di intesa secondo il protocollo a tre vie rappresentato in fig. lOAOa. Dato che i messaggi necessari a rilasciare la connessione possono essere persi, oppure una delle due parti puo divenire improvvisamente indisponibile perche e intervenuta qualche complicazione (per esempio la macchina si e bloccata), e necessario introdurre dei meccanismi di time-out, in modo che prima 0 poi la connessione venga chiusa. In particolare: il mittente invia una richiesta di rilascio e, se non arriva risposta entro un certo tempo (time-out), 10 invia nuovamente per un massimo di n volte; non appena arriva una conferma rilascia la connessione in ingresso e invia a sua volta un ACK di conferma, altrimenti dopo l'ultimo time-out rilascia in ogni caso Ia connessione in ingresso; il destinatario, quando riceve la richiesta di rilascio fa partire un time-out, invia un messaggio di conferma e attende l'ACK da parte del mittente; quando arriva I'ACK o scade il time-out rilascia la connessione in ingresso. II protocollo descritto e in grado di sopperire alla perdita dell'ACK (fig. 1OAOb), alIa perdita della conferma (fig. 1OAOe) e aIle perdite ripetute delle richieste di rilascio successive a una richiesta andata in porto (fig. lOAOd). II protocollo fallisce invece quando tutte Ie richieste di rilascio si perdono; in questo caso infatti il mittente chiude la connessione in ingresso senza che l'altra parte ne sia informata, e pertanto il destinatario non chiude mai la connessione. Un modo per risolvere il problema e che Ie parti rilascino la connessione quando passa un certo lasso di tempo senza che arrivino dati; in tal caso, per mantenere attiva la connessione Ie parti devono scambiarsi dei segmenti vuoti con una certa frequenza anche se non devono comunicare alcunche, II rilascio per assenza dati risolve anche il problema della mancata richiesta di rilascio da parte del mittente, che puo sopravverure se l'applicazione che sta comunicando non viene chiusa in modo corretto.
Fig. 10.40 Protocollo di rilascio three way handshaking: (a) funzionamento normale, (b) perdita dell'ACK, (c) perdita della conferma, (d) perdita ripetuta di richieste di rilascio.
'NV M :l1:l1 Bun !P Bmnn11S ':l1O!1:ldns
ojpnb
B:l!1:lU:l~ BllB OA9BI:l1
1
'~g UI
unroqos
t "lJ!.:I
01 q:lldUlO:)
B :llUB1SOnOS Oll:lAIIIBP 1l1:llJO OUB!S !Z!Al:lS !IBnb OUO:lsruIPP :lIp
:l10~:l1 rp :lUl:l!SUI un
~O!:l g , . .
'(oypAl! UBd rp 1i1l!lUg) 1i119Uggl
oqo
anuour 'u
OllgAll rp
glO~gl !P gmg!SU!,1 g
onouuad
.un
oisrsc
rlIgAll !P
mddoo
ru~o Bll
OUBUlB~:l !S gUO!ZBSlgAUO:l BI OUBnnglJg gtp ..... H..
'mnqooaur
Bl!uggp
B1llB,un
rp
BUlq:l:lBUl Bun ns U 0llgAry I! 'OllgA!lrnnm
~ gUO!ZBSlgAUO:lglB1 OUBUlgAO~
u
OllgAl! IT UO:l gUO!ZBS1gAUOJBI
auorzuonmuroo
BIPP Ol!qmB,IPN
(J
'qlB1UO:l OUUBq BUl 'r:llUOpP1 TlOngUUO:l Ttl OUBII~IUlOSSBgq:l ........ !10ngUUO:l ! qBzzIIlln ouos gllUgm ' .. . 0 '01BID1gqJS UOU
oiroiu otnddop II OAB:l omoo OUBzzllqn BIP1S B 11g1 gi 'BUIq:l:lBUl BUmSB!:l Bp OUOllBd gq:l ggU!y gl opucrpioooar BIP1S 011Ug:l up g~un] ;Jq:l ' . 0 'qnq oxntsodsrp un B rSS;JUUO:lOUOS·lglndmo:l ! mru BIPlS B glgl Bun UI (q OlBUlUlOUgp
. -uun glgl
'BSg1S;J ouom
Ip OUlg1Ul,llB :.
H.
rp 01gUlnU
~BI:lUIA01d Bun
B:lI]B1~Og~ gUO!~;J1 Bun
-uooronn rsd -pp
0 ~n!:l
oiroo
:011gUlOIT3f pp
011Ug 191ndUlOJ
B11gdO:l BZUBlsrp Bllns BSBq rs
romduroo
glU:lmB:l!JB1~Og~ Bgl
un ;J1gngUUO:l1g1Ul 19d B1BZZ'19n
crosse oqqanod glBnb 'B:l!J!:lgds !P oroumu oiroo un glgngU
Bun
!P OUlg1UI,llB
B1BZZ'111n:l1;J1 : ....
OunSSBUl 0I~~B1 un
glgngUUO:l
BZZgpUBl~ Ip ;JU!PIO,I
19d r1BAud
..... :B11 ;}n~UI1Slp !S oisoiuoo
BZZ!ITln ;JqJ glgl : .
'NV M
oisonb
nereddn
;J g;JU'1
UI 'BSS;}lSgl;ll BllBP
!P gl;}l Bun glB:lgISSBp 19d !lgl!D !gp OUfl (0
oirad
gypp
nucnsos
'ISB1] BllgU gSSgUUO:l1g1U!NVi
.NV M BllgU ;}SSgUUO:l1;}lU!NVi
;JllgU
nrrosard
gl BlgldUlO:)
'lg1n01
r-;
OUUB] .romor r
BI~OIOUJgl Bun BZZII9n glg10nOS
01
BI
I OUOn;}UUOJ1g1Ul '1BSlOP gl
aomoci
B 19U1gqlt[
UOJ Tl01BlOqBp
B l;}Ulgqlt[
I :
OUUB] remer ! OUOS !IBS10P gl
oired
';J1;}10nOS Bll;}P
'onrnd-onmd
:NVM
;}1;}1Bun UI
'l;}UUIql OABJ I! glBZZIYlln 's/lTqW
'OlBIUl;}qJS OABJ un
ond
BI glBZZ!ITln {.>TId !SlgAIP ! B~gll0:l
OAso IT glBZZ'111n
.dlfl
001
'S/l!qW
lSBd B:l!U:lgl BI glBZZ!ITln
ond ond
!+8p aUO!SSIWS8Jl
08~
Reti e protocol Ii per dati
Indica se le seguenti affermazioni sono vere
0
false motivando la risposta.
a) Il multicasting consiste nell'inviare i dati a tutti gli elaboratori connessi in rete. b) Nella comunicazione multilivello due livelli adiacenti sono detti peer entity. c) Un'architettura di rete e un insieme di livelli e protocolli. . . . d) n piggybacking e una tecnica che si usa in comumcaziom half-duplex. e) 128.346.34.5 non e un indirizzo IP valido.
OV
OF
OV OV
OF OF
OV OV
OF OF
Rispondi ai seguenti quesiti in un massimo di dieci righe piu Ie eventuali figure.
u u u u
Discuti i vantaggi offerti da una rete di calcolatori rispetto al modello mainframeterminali. Descrivi le caratteristiche fondamentali di una rete a bus. Descrivi la struttura di base di una rete WAN. Definisci il concetto di comunicazione basata su livelli gerarchici.
-:' _ I Descrivi Ie diverse tecniche di framing utilizzate dai protocolli di linea. ~
-:'_ I Descrivi la tecnica del subnetting. ~
281
8£t>9'O
96'Z~
££L~'O
tz'rs
t>Z
90[~'O
Z8'L8
~Z
Lt>~t>'O
t>'801
sz
6t>Ot>'O
6'££[
(w3[/U) vuvlll.ln
DZl.loJS!So'8"
(urur)
OJ1OUJV!G
(DM. V)
£Z
zz OJ.JiJUiDla
°DM. V PZ Bp orddoo orirenb B :z osnJJ~p ntd ourddop [~'(tn °qBl) DM. V 9Z ;) ZZ an OS;)ldUlO:J :z Oll;)UlB!P !TI:J ~AB:J;)lU;)UI[BUllOUOUBzzll!ln !S unp ;)UOISS!UlSBllB[PN °BZU;)lOdIp oirprcd ;)[ rpumb ;) OAB:Jpp BZU;)lSIS;)lB[ ;):JS!TI~lli!P oitranb tn UOq~!Ul ;)q:J9S!1;)nBlB:J ;)l;)AB B:J!p'U~IS'OlBA;)P Oll;)UlB~P un tpmnb ;) 'DM. V OSSBq un ;)l;)AV o(!:Jq[od ~OO'O) DM. V 9£ B (!:J!ll0d 09P'0) DM. V 0 Bp OUUBA ;)q:J Oll;)UlB!P !P !10[BA 9IUg;)P OUOS ;)AOP '(a;Jnv£) a.l!M :z Bsnwp ntd BlTIS!Ul!P Vl~un/l °BlBsn oood :z ouotznjos mscnb BUl '~ll;)UlqEUl ut 01l;)UlB~P ons PP BlTISlUl BIlBP nsscrdsc ;)l;)SS;) oqqo.nod orounpuoo un ~P orrotzcs B'1
n
uV:J!.laUlV) DM. V'[
°uog:ll ~P BU~Bn~ Bun U~ ;)lB~:J~UlB:JU~ ~llOl~l;)UlB1 lp ~[g !P oiddoo ornanb 0 onp ;)lU:lUlB:JId9 ;)lU;)PU:l1dUlO:J '(.l!vel paJS!M.L papla!'1sun) dLIl 0 'OJVUI.la'1:JsUOU OJ.loJI.l ouuidop E :z osnwp ntd O:J!lU:lP OZZ;)UlI! 9U:l:J:U nrd ![B:JO[!P1 :lIl:lU ';)IB!SSBO:JOAB:J[I ornsn ;)lU;)UlB~lB[ OlBlS :z ;)lU;)Ul[B!ZIU!;)llU;)W 'tn ~Z B oug ;)ZUBlSlP rod !:J!ln:lp lAB:J;)lBZZ!l!ln ~P OUOlU;)SUO:J(1aU.la'1J:;J JIqv;JW) S/llqD 1 B 9;)1 !P ;)UOI~Ug;)P BIlB lA9BP1 p1BpUBlS !Ul9[n l[~ ;)q:JUB ;) 'OlU;)UlB~;)Il0:J !P Ul 001 ns s/FqW 001 B OUBA!llB ;)q:J Vl!::l0PA UO:J 9BP !;)P ;)UO!SS!UlSB1lB[ aranounod Bp ![Bl !:J!llPP !AB::l!P orrodstp !P 9lBJUl OUOlU;)SUO::l;)!~O[OU:J;)lI[BnnB ;)'1 °ISB::l!;)P oired 10I~~BUl B[PU ;)lBn~;)pB ;)q:J nrd ;)UO!SS~UlSB1l !P Vl!:J0PA 0PU;)lU;)SUO::l'I[B::lO[9;)1 :lIPP Ol!qUlB.[ -jou osnwp nrd oisodsnn lp OZZ;)Ul l! OUBlU;)S;)lddBl O:J!llBl;)Ul odn !P !A!SS!UlSBll lZZ;)Ul I
O![B::lO[ 9;)1 !P odn oisonb !P ;)A9B::l1lddB B!S oqonroai B!S ;)q:JqS!1;)UB1B:J;)[ ;)1!PUOJ01ddB OUO!I~OA!S OIOl!dB::loisonbuI °dl/ d:)l ;)UO~SSIUlSB1l lp TIlO::lOl01d;) dlfl oiroiu ourddop ur O!~~BlqB::l ns ;)lBSBq (S/l!qW 001) l;)U1;)q13 lSB~ 0 (S/FqW 0T) l;)U1;)q13 9;)1 !P BlSBA ntd ordures ;)UO~snJJTpBIlB !UUB TUl9In I[~;)U Ol!lS~SSB:z !S I[B::lO[9;)1 ;)IPP Ol!qUlBJPU ';)lB[O:J91Bd uI °BsnJJ!p ntd crduros B::l9B1d Bun OPU;)U;)A!PBlS ;) qg;)U;)q !SOl;)UlnU Bl10dUlO::l lp oror Bun U! !lOlB10qBp !P ;)UO!SS;)UUO::l1;)lU!,[ '01 VFun,Ipu ouap OlBlS :Z,UlO:)
ramdnroo
283
Reti lacali
11.1.2 Tecnica di trasmissione Generalmente i circuiti elettronici funzionano utilizzando un conduttore di massa che funge da ritorno per le correnti e da riferimento per le tensioni. Allo stesso modo e possibile trasmettere un segnale portando il riferimento della tensione dal trasmettitore al ricevitore su un conduttore, e il segnale (0 i segnali) su un altro conduttore (0 su pill conduttori); tale tecnica di trasmissione e detta sbilanciata. Poiche il conduttore che trasmette il segnale si comporta come un'antenna nei confronti dei campi e.m. circostanti, normalmente la trasmissione sbilanciata utilizza il cavo coassiale, dove il foglio 0 la calza che avvolge il cavo svolge la duplice funzione di riferimento per Ie tensioni e di schermo (fig. 11.1). Fig. 11.1 Trasmissione sbilanciata su cava
coassiale.
nel-
Uno dei problemi della trasmissione sbilanciata e che anche 10 schermo si comporta da antenna, e Ie correnti in esso indotte dai disturbi e.m., nonche dai disturbi derivanti dalla messa a terra dei dispositivi, possono provocare differenze nelle tensioni di riferirnento presenti nel trasmettitore e nel ricevitore. Per superare tali problerni puo essere adottata la tecnica della trasmissione bilanciata, 0 differential mode, adottata nel caso specifico dei cavi UTP. La trasmissione bilanciata consiste nell'utilizzare due conduttori perfettamente sirnmetrici, sui quali viene inviato 10 stesso segnale elettrico (rispetto a massa), rna in opposizione di fase; la tensione di uscita, nel ricevitore, e determinata dalla differenza tra Ie tensioni presenti sui due conduttori (fig. 11.2), e pert anto viene meno la necessita di un'identica tensione di riferirnento nel trasmettitore e nel ricevitore. II presupposto fondamentale della trasmissione bilanciata e che i due conduttori siano perfettamente simmetrici, in modo tale da annullare sia l'emissione di disturbi elettromagnetici sia la sensibilita agli stessi. Di fatto la simmetria perfetta viene solo approssirnata ritorcendo i due conduttori e realizzando cosi il doppino ritorto (0 binato 0 twisted). La emissione e.m. viene lirnitata in quanto le correnti che scorrono nei due conduttori sono uguali e opposte, generando cosi campi magnetici opposti che tendono ad annullarsi (fig. 11.3a). L'immunita ai disturbi e dovuta invece all'amplificazione differenziale del segnale nel ricevitore; grazie alla sirnmetria del sistema, i disturbi e.m. che investono i conduttori determinano la medesima tensione di disturbo su questi ultirni, e tale termine scornpare all'uscita dell'amplificatore differenziale (fig. 11.3b).
11.1.3 Classificazione dei doppini La classificazione dei doppini prevede in un certo numero di categorie ordinate dalla qualita peggiore alia qualita migliore, e distinte nelle applicazioni per Ie quali i cavi sono idonei. Ogni categoria e idonea a fornire tutti i servizi offerti dalle categorie inferiori.
V +---'2
-~ 2
Fig. 11.2 Trasrnissione bilanciata.
::lUO!Z!l:)S::lP BUn
rod
l:)yn::lds
qS::ll B OpUBPUBUl!l
'!ll::ldSB
nsonb
!P
nmojs
·Bl::lIdUlo:)
nrd
B10 OUl::ll::lUTUlBStI
~IAlSS!U1SBll !ZZ::lUl -
~IAU:) l::lp ::lUO~ZB:)I]IlU::lP~-
~!IBS10P -
·::lUOlZUlU::lU1n:)op ~QUOTZBnUlSUT~p ::lU1l0U ~QIUlUOZZ110 0~ll3urqU:)
~OTllllB{qB:) pp
-
qU::lUl::lI~ ~B!llOIodOl
-
.tuodse nucnsos I aureso U! opucrd ::l 'O!lOSU::lldUlO:) OSS::llS OTI::lP OU1::llUTJIB I:)Y!P::l ntd !P 0 OT:)gIP::l un Ip OTllBU{qB:) !P BU1::llSIS un ~p rnsmbcr ! B:)Y!:)::lds 89~ vu/vra prapmns 0'1 ·108Il ;)tII/OSLI rno an '::llsodOld ::lAJSS::l:):)ns ::lI rod ::lq:)UB OlU::lUlU::l]~l curoo 0lSBUlU ~ p::l '(89£; Y IJ)Y I 'if p.WpUV1S) BlUBUO ~UUB l{ll::lp ::luy BI OSl::lA (UO!JDPossy So1J)snpuI UO!1vJ!unUluwJ010L) VLL ::l (uoPV!Jossy so!.I1SnpUI J!UO.lJ;)01'if)VItI ::lUB:)U::lWBPlOU TUOTZBZZ!UBlllO ::lIlBp oisodord orms ~
oramnnris
OTBBB{qB:) IB OAqBpl
plBpUBlS
OU1l1d
II
·OdUlB:)
oisonb
u~ ::llU::llSlS::l prepunis
oun B ::lUllO]UO:) o tdoos l{llB O::lUOPI OTllllBIqB:) !P aurcisrs un !P OSS::llS o~:)!PP::l.I ::llqOP B ::lP::lAAOld IS OI:)IPP::l un !P atrotznmnnnsrr BIPP 0 ::lUO!ZnllSO:) BIl::lP ::lUO~SB:):)OUT oprmnb Pif!po 11goP ottunnruis olggvNV:J ~P BflBd ~s OllqWB ::lIBl uI t:):)::l 'llBp ::lUO!SS~U1SBll 'O::lPIA ~U1::llSIS 'muoPPl)
otnroj
::l!lBA ons ::lI onru
~ ::lUOTZBU1lO]U~,IPP O~qWB:)S oI
::l!U::lUl{BUOTZBlo~llllBIqB:) lp IU1::llSIS::ll::lp::l!IPU Bp gIBl
rod onrurerdos
'lllllO
·ZHW llqulllO
::llS::lAll I:)YIP::l l{llgp
U ::llUlU::l~lO L Q
rod usodsrpord
ezueirodun.un
::l 'qBU::lllOld
'TUOlZUZZlUBlllO ::lgpU::l~ZU
OU1::llUT.IIB 1:)!lU::lI::l IIUUB::lS l::lp ::lUO!SS!U1SUll u'1
009 o OOZ U rred ::llU::lUlUAIll::ldsu 9 Q~lOllQlU:) ::l[ ::lUO~ZUZZIP1UpUBlS lp
OlOAU[ Ip
ozncnbaij
uoo
UlBZUBAU QSB] u~ OUOS
lQU1::lqltI
::lllIO
.~ U~103QlU:) BIPP ntsrnbar 1 U31UI nrd nrcnreur UT OUUJSlppOS ::lq:) IAU:) cpuordtnoo :(UlU!ZUQlOd 'POJUVt(U'if ~) 'if£; Vl.1020JDJ 'ur 001 U oug QZUBlS~p ns S/llqW 001 B l::lUl::lqltI uor ::lIl::lU quzz~lqn orcssc U IUUPU IAU:) cpuorduroo :(V1Va oJUVUI.lOj.l0d t(21H 'AJuanbo.l.{ poPU01X'if 'SS07 M07) £; V!.I02a1VJ ~s/pqW 91 U 3Ul"H UQ){Ol q::ll ::lII::lU ~lusn Q1QSSQ B I::lUOp~ IAU:) cpuordtnoo :(VJDa aJUVUI.l.0I.lad t(21H 'SS07 M07) V v!.I02aJVJ ~S/llqW V U 3UI1I U::l){Ol ::l S/llqW 01 U :(VJDa paads t(2!H) f v!.I.02aJDJ l::lU1Qqm
~l::ll ::lIlQU unsn
crosse
U nrepn
IAU:) QPUQldU10:)
~1?P:)0I::lA BSSUq U uep ~u:)I30IUUU B!UOPPl
::lUO!SS~UlSUll unu
IAU:) opuorduroo
uIlu ::llUQU1U:)TUTI nrapa
cpuorduroo
touopr
QIUl~3~p Q U:)~30IuUU U~UOPPl
ullu
IAU:)
:ouos
~q:)uou
'(NaSI
TIs)
:(VJva poads M07) I: vl.1.02aJDJ :(uO!1vJ!unUiUloJa10L) I V1.l020)vJ
QlUZZ~P1UpUUlS ::llU::lU1IUTIUU::l1l03QlB:) Q'1
·IqmjSlp m Ip
;l IqmlSlp
(q)
l?lrnnrulUI
;lUOISSfUl;l.[PP
snorznpu (v) :lljBI:JUll!Iq
anoissrursarj,
£·n ."!:I usp euorssuusarj
11.2.1 Topologia ed elementi del cablaggio La topologia del cablaggio e di tipo stellare gerarchica (fig. 11.4), nel senso che tutti i terminali di un piano fanno capo a un armadio di piano (0 Telecommunication Closet TC), tutti gli armadi di piano di un edificio fanno capo a un permutatore intermedio (0 Intermediate Crossconnect IC), e tutti i permutatori intermedi del comprensorio fanno capo a un permutatore principaie (0 Main Crossconnect MC). Nel caso del singolo edificio il permutatore intermedio viene meno. La dorsale di comprensorio (interbuilding backbone) e la dorsale di interconnessione tra il permutatore principale e i permutatori intermedi; la dorsale di edificio tintrabuilding backbone) e la dorsale di interconnessione tra il permutatore intermedio (0 il permutatore principale) e gli armadi di piano. I permutatori di edificio (principale 0 intermedi) sono ospitati da un locale tecnologico (Equipment Room ER), dove possono essere disposti apparati come il centralino telefonico, i concentratori per reti locali, Ie apparecchiature audio-video, ecc. Un permutatore e composto da almena due blocchi di terminazione, di cui uno per i cavi entranti e uno per i cavi uscenti. Le linee in ingresso e in uscita possono essere Fig. 11.4 (a) Modello EIA/TIA 568 e (b) sua struttura stellare gerarchica.
Dorsale di edificio ,
cavi pili
Armadio di piano (TC)
Pennutatore intermedio (lC) Locale tecnologico (ER)
per Dorsale di comprensorio
, Permutatore principale (MC) Locale tecnologico (ER)
'OlpBmlB,lIBp ornred B
''TIO:> md
"urn 3
~ ~ ~ ~
tag)
~(a) 0~:)UB1B
0~:)UB1B-0:)uu~q:z
~(g) nIq
~q~~------,
nrddoo -
:T nrddoo -
:UOIO:) llu I
'(u
O~T B:)llSllmnUl dlfl U d.Lfl oqorno
~(UOOTB:)IlS~l
'l]~SlOp
al lad
asssumre aWlSS13W aZU13)SlO
9°n "lJ!:I
~AB:) ~AU:)~AU:)
~(uO~ eonsrrcnereo ezuopcdurr) HUlSSBO:J~AB:) :qU
'(Q5;'II ''ily) 1l0n
'SOd .L'S'.Ly OlTIlD 13
nsard (q) (v)
a alO)13)nlDlad
son (q)
"lJ!:I
(v)
urd 8 II iln]d un ns 17OA13:)
Ol13UlWla)orddoo
~~~~ ,17Hf ns O)13UlWlalotddoo
lUOlZllUfWla.L
17OA13:)
uap auo!SS!WS8Jl
98l:
Distanze massime ammesse nel cabJaggio orizzontale.
Prese d'utente
I cavi ammessi sono i seguenti: -
coassiale di tipo thinnet; fibra ottica multirnodale 62,5/125 urn.
UTP a quattro coppie; STP a due coppie;
Le distanze massime ammesse sono riporta te in fig. 11.7. La presa a muro relativa alla singola stazione di lavoro deve contenere almeno due cavi, di cui uno deve essere UTP a quattro coppie di categoria 3 0 superiore. II cavo UTP puo essere connesso alla presa RJ-45 in due modi, uno «preferito » e uno «alternativo» (fig. 11.8a). Dalla medesirna presa RJ-45 e possibile derivare due servizi (per esempio trasmissione dati su rete locale e telefonia) mediante l'utilizzo di un adattatore a «Y» (fig. 11.8b).
Coppia 3
Coppia 2 Coppia 3
Coppia 1
Coppia4
Coppia 2
Preferita
"
Coppia J
Alternativa Vista frontale della presa
(c)
Fig. 11.8 (a) Assegnazione delle coppie per cavo UTP; (b) adattatore a «Y».
II
aooc
ilum uoxoj,
sna u~)(o.L a:JNWS:J
"ISO/OSI OjU:lUlIl:lJlJ Ip O[[:lAlJ[I o lO8 asar [I
Oll:lilOld
6'n "1:1
rsn
·ll~J) OlB!::lOSSB oiucurancns :;> glBnb IB O::lISY0ngA~1 I! :;> 01 omoo !SO::l 'plBpUB1S !ullo !P ooqroods :;> ;)VW gllUgm 'NVW g NV'1 gl ouru B ounuroo :;> ;)'1'1 OllgA!IOnOS II
r.
·(Z0.l1U0:J SSiJ:J:JVtunWiJW) :JVW ~(zO.l1UO:J '>fun ZV:J!307) :J77
olpMlonos OlpA!IOnOS -
.nunsrp IlpAllonos gnp UI )JU!I B1Bp oIPA!lII OPUgp!AlppnS olum'il'ilBl ;)U;)IA oreimsu OlS;)no ·;)1;)1 OIl;)A!lIB BlB::lY!Un m::l::lBJ1g1~,Un ;)l~UlOl OUBqq;)P NVW gl g NV'1 ;)1 ;)IP B;)P!.J BnOp011UI :;> ;)AOP 'ISO/OSI oiucurucju !P OIl;)POW I;)P )JUII B1Bp g O::l!SYqPAII I BSS;)l;)lUI trtr31 IlB1HUO::lI;)P OlOABI II ·(pSBaooI) n£·Z08 OlUl!WO::l II ;)lBIO::lqlBd U! rno Bll 'UlJB Ilun!llllB Ol~nll;)s UI ouos ;)U ;)S llBl~WO::l qBl V ·aaoa
- )JIOh.'\l;)N
BglV UBFIOdoll;)W :9·Z08 ~llUI~ Ug)Jo], :Q;08 ~sna u;))Jo],
~IOI1UO;)
~lUgm;)'ilBuBW pUB 'iluilipua
';)mp;)l!lplV
:t'Z08 -
~a;)lvws;) :£"(:08 )[UI'1 IB::llllo'1 TZ08 'M;)!Al;)AO TZ08 -
:OUOS llB1TWO::l!IB], ·NVW ;)IPP g NV1. glPP gUO!ZBZ -ZIPIBPUB1S BI ;)l!UIj;)P rod 'W8 trtr31 ong'ilold pu IlI0::l::lUl 'I1BFWO::> !;)S ;)l!nlllSO::l !P ;)S~::l;)P plBpUB1S ns ;)lBSBq NV1. otmrd ;)IPP ;)UO!snl1!P BJIB ;)lU;)mBA!SS;)::l::lns
trtrtrLl 'uaioudord
~08 3331 pJepuelS £.1:1: n
·gUO!ZB1Sod BI gAl;)S ;)q::l OUB!d !P O!PBWIB,I H ;)OlOABI !P ;)UO!ZB1Sod BI In 'OUBld U::l!P~ £0 'gIBd!::luud OI::ly!pg rod B1S dtr gAOP :;> Bn;)qlllBl !P orduroso ·OSS;)lS OlOAUI !P oisod IB ;) ouerd !P O!PBUIIB,JlB 'ouard IB 'O!::l!}!P;),IIB llUgWU;)J!1 ! glU;)U;)lUO::l·'uonareo 01-8 B B1Pq'illBl Bun up IlB::lIjIlugpI OUOS OAU::l OAllBpl l! ;) OlOABI !P gUOIZBlSod TUllo ·OOl -7- 1 orddoo gl ;)lU;)U;)lUO::l~OOl OAB::l B::lIPU! glP '«OOl-I/~OOl» :;> glUSlOP !P OAB::lun ~P ;)UOIZUl;)mnU ~P ordurosa u[l ·(;)lqIj Ip Ol;)WnU II 0) orddoo Ip orctrmu I! ;) OAB::lI;)P OAIlB::l -IjllU;)PI.J ;)l;)PU;)ldUIO::l gAgp oqo oroumu un up IlB::lIjqUgPI arcsso OUOA;)P ;)IBSlOP ~P lAB:) I
'
«n
r.
.~ B!lOll;)lB::l !P IAB::l I
red
UI::l£'1 ~P g
17 UUO'il;)lB::l ~P
!AB:) I
rod
uro
~'l ~P
ullunl
nrd ;)l;)SS;) gAgp UOU (orpnurre 0 usard) ;)UOIZUIDUIlgl uJlns Bll01U uou OAB:) ~P oired BI -
's ;)
17 Buo'il;)lB::l Ip !AB:) ! rod uro 80'~ rp ;) £ B!lOll;)lB::l Ip !AB::l I rod UT::>17~'l ~P :;> OSS;)UIUIB OmTU!m amraxrno !P OIlillBl I! ~TUO!ZB1S;)ld;)IPP oparsop ;)lU;)nllgsuo::l orddoo ;)IPP UI nuod 'll)[ £'11 ll'il orarodns ;)A;)P uou !AB:) InS Olq Ip ;)UO!SU;)l BI -
r. ;)
BU1;)UIO;)'il enorroo
:!lUgn'il;)S ;)1 ouos
arn
!AB::l! 19d ;)UOIZBJlB1SUl!P ;)UIIOU ;)1.
!l8P suotssuuserj
88~
289
Reti locali
11.3.1 MAC II sottolivello MAC e specifico delle varie LAN e risolve i problemi legati alIa tecnologia trasmissiva da esse adottata. Le reti locali basate su IEEE 802 implementano infatti una tecnologia broadcast (vedi par. 10.1.4) in cui ogni sistema riceve i pacchetti trasmessi dagJi altri. La trasmissione in broadcast su un unico mezzo trasmissivo condiviso da tutti gli utenti implica la risoluzione di due problemi: -
in trasmissione, risolvere eventuali conflitti di due 0 pili utenti che vogliono utilizzare contemporaneamente il canale; in ricezione, determinare a quale sistema sono destinati dati e quale sistema Ii ha generati.
II primo problema e risolto dai vari algoritmi di accesso multiplo che sono parte integrante del sottolivello MAC, tra cui i sistemi a contesa e a gettone brevemente illustrati nel par. 10.1.5. II secondo problema e risolto mediante indirizzi a livello MAC che trasformano la trasmissione broadcast in: -
trasmissione punto-punto, se I'indirizzo di destinazione identifica un'unica stazione; trasrnissione multicast, se l'indirizzo di destinazione identifica un gruppo di stazioni; trasmissione effettivamente broadcast, se l'indirizzo di destinazione indica tutte le stazioni.
I pacchetti MAC hanno una struttura specifica per ogni protocollo IEEE 802, tuttavia alcuni campi sono pre senti in tutti i tipi di pacchetti. In particolare il pacchetto MAC contiene gli indirizzi MAC del destinatario e del mittente, il pacchetto LLC e un campo di checksum per il controllo dell'errore (fig. 11.10). Fig. 11.10
Byte
Struttura generica di un pacchetto MAC.
4 6 6 r---------------------~ lndirizzo MAC Indirizzo MAC Pacchetto Checksum di destinazione del mittente LLC
Gli indirizzi MAC sono lunghi sei byte e sono univoci a livello mondiale. Essi sono scritti in una ROM della scheda di rete utilizzata dall'elaboratore, sulla quale sono anche solitamente indicati da un'etichetta. La scheda di rete, 0 NIC (Network Interface Card), e una scheda che deve essere inserita internamente al computer se si vuole che questa possa collegarsi in rete con altri elaboratori, L'indirizzo MAC di una scheda di rete puo essere eventualmente sostituito via software da un indirizzo diverso scritto in un apposito buffer, ma normalmente si utilizza quello predefinito. L'indirizzo MAC, che viene espresso usualmente in esadecimale, e composto da due parti di tre byte ciascuna: -
i tre byte pili significativi indicano un insieme di indirizzi assegnato al costruttore della scheda di rete; i tre byte menD significativi indicano una numerazione progressiva assegnata dal costrut tore aIle schede di rete da esso commercializzate.
Per esempio una scheda con indirizzo 00-20-AF-F8-E7-71 e una scheda 3Com, perche il lotto 00-20-AF appartiene a tale ditta. L'indirizzo MAC di destinazione presente in un pacchetto MAC puo essere di tre tipi: -
single, se riferito a una singola stazione; multicast, se riferito a un gruppo di sistemi; broadcast, se riferito a tutte Ie macchine (l'indirizzo MAC di broadcast
FF-FF-FF,
cioe tutti 1).
e FF-FF-FF-FF-
£ 01l
J
c °ll
IOllU0:J
{OllU0:J
HVVO
HWO
orucnnu {
~-,,-------.--------,~:Jll fF=="==.,
arnnoi ~:JJ1l
1!F""~h=:=.,
dI/d:Jl.
llll[1l
£ Oll
£ OIl
____ lZZlllPUl !{ilns lljllSllq .:F""~l=..-'llll
(.?)
(q)
(D)
';:xn
dVNS
onoqooed (.?) ~:Jll
onoqoond (q)
ISO £ °ll
~:Jll 1lp Ojl
ojroddng (D) n'n'Jt:t !gq!ssod ! ~q:J!Od 'OH::lq:J:JBd g ::l:JSqS;);3;)IP ;)l;)l OIpA!I !P OHO:JOl01d Ip odn I! OUB:J!I!:J::ldS ;)q:J l!q OHO B !ZZ!l!PU! !I~::lP ;)U::lquo:J JTl OH;)q:J:JBd I! '(vT I' II '~!I) £ OIpA!I IB OHmOl01d -9InUI ouoddns un ;):JSIU10JJ'1'1 ~q:J!Od '(BSS;)UUO:J UOU ~l!IBPOUI BIpu 'orod 'unsn UOU) !P ;) azucnbos !P U::lUInU !B ::lAqBpl 'I01lUOJ OdUIB:J pu '!UO!ZBUI10JU! ;)1 ;)U;)quBUI
)lJV
::lIBnb PP '(£'£'OT 'lBd !piJa) JIGH ::lUIB1JIB ISOPUB1!ds! olBIPpoUI ~ JT1 ouoqooedII 'BsnJF.p nrd BH::lnb ~ ~lIIBpoUI BUlUd BI cs ;)q:JUB 'OSS;)UUO:JOHO:JOlOld ;)UIO:J ::lq:J OSS;)uuO:J uou OHO:JOl01d ::lUIO:JBIS InBJUI orarcdo ond O'TI 'OSS::luuO:J UOU OIZ!Al;)S II oIoS OUOl1]O cqo 'IUImn nsonb ap Oll;)JJO ojpnb !P OlB:JqS!]OS nrd 0!Z!A1;)S un 'OlS;)!q:J!l ;)S 'OpU::llJJO 'JVW qpA!IOnOS !lBA !BP amopuodrpm OpOUl ll! '::ll;J1 oIpAII IB BlB:J!]!lln BI:J:JBj1::llU!,Un ;)l!UlOj !P Ol!dUlO:J Bq rt OIpA!IOllOS II
n
o
';)UO!ZBUI10jU! ;)IBl ::llU;)UIB:J!PO!l;)d OUOll;)UlSB1l 0!ZIA1;)S un OU01JjO::lq:J ::lU~:J:JBUI ::lI .(otounutre] 1UiJUliJSp.liJapv -~BlS;)Iq:J!l BHB ouopuodsu OIZ!A1;)S ;)l;):JSOUO:J!P ;)P::l~:J!l
II
OU01jjO ::lq:J !UO!ZBlS
;)1
~OP!lJJO !P 0PB1~ U! OUB!S !UO!ZBlS qBnb
0!Z!A1;)S un B ;)l;)P::l:J:JB!P ~lISS;):J;)U BI B!qqB ;)IP Bll!q:J:JBUI Bun :(::lUO!ZBl!:J;)HOS)UOI1V11JIlOS --
:o~;)IdUlI,P
IB
~l!IBPOUl ::lSl;)A!P ;)np Bq lSB:JPBOlq UI 0
iseonjnur
ll! ;)UOISS!UlSBll B'1
'Jll OIpAqOllOS IB Ol£SSBd orduros ::lU::l!Aonoqooad II 'lSB:JPBOlq ~ OZZU!PU!,I os -~Jll OIpAIIonos IB OlBSSBd ::lU::l!Aonoqooud II OSB:J pmb jon 'OlBZZll!PU! oddrus BP;)q:JS BIPP OZZ!l!PU!,I ;)S OlB:JI]ll::lA ::lU::l!A'lSB:J!HnUl ~ JVW OZZ!l!PU!,I ;)S -~(l;)JJnq onsod
ouonredda
-dB,Ipu OlB:J!]I:J::lds ojjonb UO:J 0) BP::lq:JS BIPP ;)lBMp1Bq ojjonb UO:J ::lp!:JUIO:J OZZ!l!PU!,I ;)S oIoS Jll OIpA!IOnOS IB OlBSSBd ;)U;)!A oucqooad II '::lI~urs ~ JVW OZ2!lIPU!,I ;)S --
!P ;)P!:J::lP o ozzllIpUq
BZZIIBUB ;)U
:~l!IIq!ssod ::lll qU::ln~::ls ::ll 0puo:J::lS BZU::ln~::lsuo:J On;)q:J:JBd un ::lA::l:JU;)l::ll !P BP::lq:JS Bun opUBnO
'JVW
!18P euojssuuserj
06~
291
Reti lacali
indirizzi sono in numero limitato, esiste una seconda possibilita per specificare il protocollo di rete; quando i campi degli indirizzi assumono il valore OAAH, si ha un particolare pacchetto LLC, detto SNAP (SubNetwork Access Protocol), in cui il campo Control e seguito da un campo di identificazione del protocollo di rete. In fig. l1.11b e c sono rappresentate Ie due possibili strutture del pacchetto LLC. LLC offre al livello rete tre tipi di servizi:
-
servizio non connesso non confermato (LLC Type 1): e la modalita preferita da molte architetture di rete, tra cui TCP /IP; servizio connesso (LLC Type 2): in questa modalita viene creato un circuito virtuale tra mittente e destinatario prima di effettuare la trasmissione dei dati; servizio non connesso confermato (LLC Type 3): in questa modalita non esiste connessione, rna i pacchetti vengono confermati con messaggi di ACK.
I sistemi possono essere in grado di realizzare uno 0 pili servizi LLC. La grande diffusione del servizio Type 1 nell'ambito delle reti locali e determinata dall'affidabilita intrinseca di una LAN, che non richiede di utilizzare un protocollo connesso a livello 2, come avviene invece nelle WAN, dove i mezzi trasmissivi sono meno affidabili. Si tenga presente che gli errori residui, sempre possibili, sono corretti dal protocollo di livello 4 (TCP nel caso di reti basate su TCP/IP).
11.4 Standard IEEE 802.3 (Ethernet) All'inizio degli anni Settanta Digital, Intel e Xerox formarono il consorzio DIX per 10 sviluppo di uno standard per reti locali. DIX lavon) per circa dieci anni sulla prima versione di uno standard deriominato Ethernet (da ether, mezzo nel quale si pensava inizialmente si propagassero le onde e.m., e net, rete), del quale fu pubblicata nel 1982 la versione 2.0. Subito dopo I'IEEE sviluppo, sulla base di Ethernet 2.0, 10 standard IEEE 802.3, introducendovi alcune variazioni rispetto allo standard definito da DIX. Sebbene oggi i dispositivi in commercio siano conformi allo standard IEEE 802.3, essi vengono solitamente indicati con il nome origin ale Ethernet. Lo standard IEEE 802.3 si colloca al livello 1 e al sottolivello MAC del modello ISO/OSI (vedi fig. 11.9). Esso comprende diverse specifiche di progetto, che si differenziano nel livello fisico (velocita trasmissiva, topologia, mezzi trasmissivi, ecc.), mentre hanno in comune il livello MAC (fig. 11.12). Tranne che in un caso scarsamente irnplementato di rete a 1 Mbit/s, Ie reti IEEE 802.3 lavorano alIa velocita di 10 Mbit/s, utilizzando una topologia a bus 0 a stella con hub con mezzi trasmissivi in coassiale, doppino, CATV o fibra; in entrambe Ie topologie adottate il mezzo trasmissivo e utilizzato contemporaneamente da pili macchine, che ricevono tutti i messaggi transitanti sulla rete (vedi par. 10.1.5), con metoda di accesso multiplo CSMA/CD. Saranno oggetto di questa trattazione Ie caratteristiche generali della standard IEEE 802.3 e quelle specifiche delle sue versioni pili diffuse, e cioe 10Base2 e lOBaseT, rispettivamente su coassiale thinnet e su doppino UTP.
Fig. 11.12 La standard IEEE 802.3 e iI modello di riferimento ISO/OSI.
Rete 5
Applicazione
4
Trasporto
3
Rete
2
IEEE 802.2 MAC IEEE 802.3
I I
Data Link IEEE Fisico 802
,, ,,
lIq
!U~o
~q:l!Od
·lIq
9Lr:;
!P ~lBlOl
;:JUO!ZBZZ!U01:lU!S BnB I1BUI1S;:JP l!q PP
;:JUO!su;:JW!P Bl ;:J S/l!qW
OT
un
~lr:l0pA
lP
B1Bssg
.rod 'ouoqooad l!q nr:; U!
179 nrd
Ip ~ ;:JuO!SS!lliSB1l
l~P ~UOTZB1!WIPP BnB ~ f1BU!U11~1 I~P ~
;)VW onoqooad ojooord nrd '£·W8 3.3.31 Il;:J1 ;:JIPN
Bl
'Ll OU;:JUllB ~1;:Jn;:JWSB11;:JA;:JPy ;:Jq:l ;:JU;:J!HOIS ;:Juo!snpuo:l ~q:l1;:Jd OIlBSS~:l;:JU OdW;:Jl I! ooto O!lBSS;:J:l;:JU~ 'opU;:Jn~WSB1l
.rod .L odnrot cumd OW!HB -B1l B
un un
nurud rod
;:J 'L
odtnoi
ojjonb
un
uI
rod
·Y
pB
g
B10:lUB unp
Bp !q~BdOld ~UOISSIWSB11
B1S B10ClUB ~llU;:JW ;:JUOTSrnOCl Bl IA;:JIIl Y ~q:lillJJV
OlBi3;:J!dUlI Bq
;:JIBnb 1!
;:J1;:Jn;:JWSBll B tzrut !zm!
'oroqq
'y
Bp
-g
B
od moi
f!
oisoddo
BSS;:J,qClUB0PUBA01l ;:JqClB~uoddns
IS
~lIlli;:JllS;:J ;:JnB QUOS
'e
rod
Bl cqo
np ;:J1BI~~B!A ;:J1;:JSS;:J !P
oqo ;:J 'oronours
·(n·IT .~g) BSS;:Jlli1;:Jd ;:J Y !UO!ZBlS ;:Jnp ;:JI
g
~O!Cl ;:J ';:J10!~~;:Jd OSBCl1! ;:J1BZZqBuB ;:Jlu;:JIClg]ns ~ !IOClU!Af1Bl ~lBUIlli1;:Jl;:Jp l;:Jd
onosord
·;:Jl;:J1BIPP !10ClillA !unClIB I1BH;:Jdsu
ounrs
;:Jq::>opour
!lBnlU;:JA;:J ;:Jl ~qClUg]V
~UO!ZBA;:JIUBl 'onnu
';:JUO!SSIWSB1l BI oruump
un
un
!S ;:JUO!Sm0:l Bl
nudord
Y
01B1;:JU;:J~ ;:JIBu~~s IBP B1Un!~~Bl
'Ol;:Jq!1 ozzour
'y
oZZ;:JW 1! 0PUBA01l
;:JUO!SU;:J1S;:J BUlISSBlli Bl ;:J1U;:JAB;:JP1 Bun !P !nC>UI !P
OUB!S mo!Sm0:l
~UIq::>::>BUl~np ;:JIPP Bun ;:J1;:J~Un!~~Bl
ill
;:J1B]
·;:J1;:Jn;:JUlSB1lIp
oqqanod
BZUB1SIP Bun Bp ;:JlBlBd;:JS ;:J1;:JSS;:J ouossod oiuamp
UOU
rpumb
OIlBSS~Cl;:JU ~ ;:J1BA;:JII1orduros
0lBU!W1;:Jl
Bq B1S;:Jnb ;:Jq:l odop
o
Y
mO!ZBlS ;:Jnp cqo
ond
B1BA;)lU ;)l;)SS;)
B1B1;)Ug~ oUUBq,l
oqo un
OSgnB ;)l;)AB odop
:I1nA;):)!l l!q
!P
onodun
;:JUOISSIlliSB11Bl
oduror II ~q:lIOd 'odop
;)UO!Sm0::> Bl ;)qCl ;)lBA1;)SSO
;)1
;)U!q::>ClBlli ;)SS;)lS
;)UO!SIn0:l
Bl odop
~;)110A 91 !P OW!SSBlli un
tp BS;)nB,l
0loS
;:JUO!Sm0::>"Bl !lU;:JlliUl1B '~pUB1~ ;:J1U;:JWB!lB11Iq1B
g
~ UOU IIBU~;:JS I;:JP ;)UOIZB~BdOld
0loS
·;)lU;)WB;)UB10dlli;)lUO:l BI oUI1U;)l!l
oduroi
;)PU;)l ;)IBnSB::>-opn;)sd
odrnoi
;)UO!SSIWSB11 Ip OAI1BlU;)l II
oiodu
rod
uou
;:J
B10 ;)A;)P IS
;)UOISS!UlSB1l ;)qCl ;)lBlIA;) B
;)lBnsB:)-opn;)sd
oiuounnsur;
! OUBllB:lS '~UO!Smo::> BlnU;)AAB,1 opuaosouoou
;)UOIZBlS Bl -
'oijoosu
UI !UOIZB1S ~l
:;)UOTSm0:) Blnu;)AAB,l ~lBA;)1!l lp lIq
l£
;)1 ouru
mO!ZB1S
ezuonbos
Ip
Bun
B ~lPW1;)d
;)n;)lliSB11
;)q:) '(<
~lU;)n~~S
ZWUlum[
;)lU;)llilB1;)n~I)
opucdsos orccmursen
;:J ;)UOISS!WSB11 Bl
.oiuoumuoduroo
1! Bq !S ;)UOISmm
!P BlPP
~UO!ZB1S Bl -
BlnU;)AAB,Un
Ip oimfios
V
·(gUOTSmO:)) ;)UOIZISoddB1AOS
Bun
;)lBU~;)S 1! Bll0:)SB
BlnU~AAB ms
;)UOTZBlS m~o
rod
;)S ;)lBU!lli1;)1;)P
oinosard
'OA!SS!UlSB1l OZZ;)Ul Ins
';)UOTSS!UlSB1l Bl onramp
:!UOTSm0:l ;)n;)p
OlU;)mBA;)I!l
-
:;)UOISSIWSB1l Bl OlB!Zm!
rpmnb ;)
opunnb
~!~ Bq BllIB,un
'onnu
~ uou
° onp
I!Id
;)q:)UB Ol;)qq
OAISSIUlSB11 OZZ;)Ul pu
OnB] lBp ;)q:)UB OlBU!lli1~l;)P ourqooeur
ozzour
ond
1! ;)lB:)Ipn!~
IIBU~;)S I;)P ;)UO!ZB~BdOld
~ ;)lUBllOd
BIPP
0l1msB,1 ~ osso
odmci
;)1;)H~lliSB1l
.oirnnrod
;)q::> ;)UOIZB1S m80
Bun II ;)q:)
OUBPU;)ldB11U!
.ojdnjnm OSS;:J:l::>B-
;)lUBlSOUOU
;)S oloS
;)UOIZqS
Ip
~ oro ~;)UO!SSllliSB1l BI ;)lU;)UlB;)UB10dUl;)lUO:)
oqo ;)IIqIssod
'oroqq OA!SSIlliSB1l OZZ;)Ul 1! Bl10:)SB ;)1;)n;)UlSB11 ;)MP
Ip ;)P!::>~P o BIPP
0l1msB
-
.tdtouud ;)11 !P ;)SBq BnnS credo ojjoooiord 11 ·OAISS~:):lns 0lU;)UlOUl un Ul ;)uo!SSrmSBll!l BI ;)lBlU;)l nssod IS ;)q:) 0POlli U! 0lU;)A;) ;)IB! !P OlU;)W!:)SOUO::>!l Ip OWS!UB:):)~lli un ~P;)A;)ld nur ';)lm;)A -AB onbunuroo cssod B;)UBlOdUl;)lUO:) ;)UO!SS!lliSBll Bl ;)q:) ;)pnps;) uou G;)/VWS;) ~HB;)l UI ·r:;TOT ·lBd pu OlBU!U1BS;) ;)lU;)lli;)A~lq ~!8 '(uopJoJiJa U01Sm0:J/SSiJ:JJY iJ]d!Jlnw iJSUoS .I.iJ1.J..I.V:J) BI~!S U! 'lUO!SmOJ iJlliJP oJuiJUivaiJl!.1. iJ etutruod VlliJP oJ]oJsv uOJ o]d!JInUi OSSiJJJv,l ~
G;)/VWS;)
'BZU;:Jl;)]l;:Jlill ;)lU;:Jn~;:JSuo:) uoo 'OA!SSIWSBll
OZZ;:Jlli PP
nrd
;:J1U;)WB;:JUB10dW;)lUO:l OUBH;:JUlSBll ;:JU!q:):)Blli
red
oZZ!lI1n,1 ;:J1BUlld!:)SIP
olBzZ!lI1n
;:Jq:l 0PUBl!A;:J
II £·W8 3.3.31
0P01;:JUl
9;:J1 ;:JIPN
!lBP aUO!SS!WS8Jl
(';6(';
A trasmette ~ per un tempo 2T e quindi rileva: Impiega un tempo T Collisione: la collisione : ,---., ___+----------------------------'~,_+'---
L:-J
Impiega un tempo T
1
ha la durata di --liS la durata della trasmissione del pill piccolo pacchetto 10'106-' - 0 1 ,..., MAC e di 57,6 JlS, che determina il medesimo valore per il tempo di andata e ritorno 2 T, che prende il nome di round trip delay. Noto il round trip delay, conoscendo la velocita di propagazione dei segnali nel mezzo trasmissivo e possibile calcolare la distanza massima tra due stazioni; ipotizzando una velocita v pari a ~ della velocita della luce, e cioe v = 200000 km/s, si ottiene una distanza massima dmax = 2T v = 11,5 km. In realta distanze di questa tipo non sono raggiungibili senza ripetitori a causa dell'attenuazione introdotta dai cavi; i ripetitori pero, insieme ai vari elementi attivi e passivi del collegamento, introducono dei ritardi nella trasmissione dei segnali, e tali ritardi, unitamente all'introduzione di un certo margine di sicurezza, impongono una riduzione abbastanza drastica dell'estensione totale dei cavi rispetto al valore sopra calcolato. Dominio di collisione
In una rete basata su CSMA/CD il mezzo trasmissivo e condiviso da tutte Ie stazioni e l'accesso multiplo e regolato dalla tecnica appena descritta. Al crescere del numero di stazioni e/o del traffico aumenta la probabilita di collisione e diminuisce l'efficienza della rete in termini di traffico effettivamente trasportato. Per contrastare tale fenomeno e possibile suddividere la rete in pill sottoreti collegate da opportune apparecchiature di rete che Iiltrano il traffico, facendo in modo che la contesa del mezzo avvenga solo tra Ie stazioni che appartengono a una singola sottorete. Si dice in questa caso che ciascuna sottorete costituisce un singolo dominio di collisione.
11.4.2 Livello fisico II livello fisico della standard IEEE 802.3 si preoccupa di definire caratteristiche come il tipo di codifica di linea del segnale, la velocita di trasmissione, i mezzi trasmissivi utilizzati, Ie topologie ammesse, il numero di stazioni collegabili. Anche se Ie specifiche del livello fisico sono diverse a seconda della tipologia di rete considerata (vedi fig. 11.12), esistono alcune caratteristiche generali che possono essere evidenziate. Esse sono: -- velocita trasmissiva pari a 10 Mbit/s (tranne che in l BaseS a 1 Mbit/s); -- codifica di linea Manchester (vedi par. 7.3.2); -- estensione massima pari a 4 km (caso di due collegamenti in fibra 10BaseFL da 2 km ciascuno con un ripetitore interposto); -- un massimo di 1024 stazioni collegabili; -- mezzi trasmissivi ammessi: coassiale di tipo thick e thinnet, doppini, fibre ottiche, cavo CATV; -- topologie ammesse: bus, punto-punto, stella.
Fig. 11.13 Condizioni limite per il rilevamento di una collisione.
'W <;Z6 I araredns ;}A;}P uou ;}IP 'l;}Al;}:)SUBll onbunpmb onp an BZUBlS~P BI rod ;}l~WIJun onbunuroo ;}lS~S;}lSB:) nsonb UI '(L T II 'lJIJ) qnlf 0 1.l01V.lJuaJUOJ ;}UlO:) non ;}lU;}Ul;}UnUlO:) ntd 'truodtnnui !.101Z1ad!.1 oiruran BIPlS B ~SS;}UUO:);}l;}SS;} ouossod Z;}SBHOI ~lU;}UllJ;}S lSl;}AlP ornddo '(Bp:)sn-OSS;l1lJU~) oirod- ;}np B uoiucdu OPuBz~I9n BlBlU;}UlnB ;}l;}SS;} ond lUO~ZBlS ;}Sl;}A~P;}I an BZUBlS~p B'1
'0£ B trad l;}A~;}:)SUBll Tp O~SSBUl oroumu 'ur <;'0 B rrad l;}Al;}:)SUBll ;}np Bll B~~Ul BZUBlS~p 'ur 0<; B UBd l;}Al;}:)SUBll OAB:) un rod BUl~SSBWBZZ;}l{lJunI ~Ul <;81 B rrad snq pp BUlTSSBUlBzz;}l{lJunI -
«srn 'lJIJ) ~lU;}nlJ;}S;}I ouos Z;}SBHOI oiuotnfios un !P ;}UO~ZBmlJyuo:) lP ;}IOlJ;}l ;}'1 '~UO!SS;}UU;}I OPU;}P;}dWl B;}UIJ BIPP OlU;}UlBllBPB,I lZZTIB;}l;}l{:) U 0<; Bp aroraunurar oururoddo un Bp oruanso umSBI:) B osruqo ;}l;}SS;};}A;}P snq II '(<;I'll 'lJlJ) :)NH odu lp .L B !lOlBllBPB ;}lUB!P;}Ul snq IB rssomroo ouos l;}A!;}:)SUBll I ~l;}Al;}:)SUBll OAB:) un ;}lUB!P;}Ul BSS;} B IlBlJ;}nO:) 0 ';}lU;}UlBl!IOS ;}U;}!AAB;}UlO:) Ip BP;}l{:)S BIpu !lBllJ;}lUI ;}l;}SS;}ouossod ;}q:) '(;}10lIA;}:)!1-;}lOl9l;}UlSBll '.Iaa!aJa.l-..la11!WS oiruran OlU;}UllJ;}SIB ;}SS;}UUO:)ouos IUO~ZBlS;}'1 ';}l;}l
-UV.l1) .Iaa!oJSUV.l1 qBU!UlOU;}P !A9!Sods!p
'ZHW <; B HP 9 ;} zHW 01 B HP <;'8 B trad OlU;}WlJ;}SP onru ns BUl~ssBm ;}uo!zmu;}nB ~(OlOnA I;}U ;}:)nI BIPP ~lI:)0pA BI :_l J ;}AOP 'J<;9'0 B rred BUl!U!m ;}UorzBlJBdOld !p ~lDOI;}A ooro) % <;9 OUl!UIUl ~lI:)0pA !P ;}lOHBJ ~U Z =+= 0<; Bzu;}p;}dUl! -
.nuonsos ;}I ouos OAB:) PP ;}q:)y!:);}ds ;}'1 'BZIB:) BIOS BIPP ;}UOdSIP '(BzIB:) ntd 0IJlJoJ) onnoqos orddop un ;}l;}AB ?q:)!ZUB oqo '8<;DlI ;}UnUlO:) nrd IBP ossods onmnsos "unnnu; OlBUIUlOU;}P ounotps otddop B U 0<; Bp ;}IB!SSBo:)OAB:) un Bp ontunsoo :_l Z;}SBHOI OlU;}UllJ;}SII {prapums oIPP ;}UlOU PP OdUlB:) opuoocs pu OlB:)IPU! oronmu 'ur 001 Bp ~llUn onp sorto) Ul <;81 O~SSBUl IB olJunl OlU;}WlJ;}Snn ns snq B ;}lBlJ;}nO:) ouos !UOIZBlS ;}I ;}AOP ';}SBq BpUBq UI S/l!qW 01 B ;}l;}l Bun lP ;}l{:)!SY;}q:)y!:);}ds ;}I ;}AU:)S;}PZoSVflOl prepunis 0'1
Z;
OOS;[-0
917-0
17
lq'3U;)'1
:)1'1 on:Jl[:J:Jlld
Plld
lllnS){();)q:)
;)UOglllI!)S;)Prp oiusntur PP :)VW OZZlJlptI[ :)vwozzP!'PtI[
9
adS
9
;)lqlllll;)Jd
L
;))AH
sam
'£'l08 :)VW
onoqooud PP IllnnnJ)S ..tOn °lJ!:I
'G:)lvws:) ojjoooiord IBP BlITIqBlS BUl!U~ BZZ;}l{lJunI BI BlJUn!lJlJBl OSS;};}q:) ;}IBl OpOU1 UI ';}lAq 179B onoqooed PP BZZ;}qlJunl BI auod OdUlB:) oisonb ';}lAq 179 Ip 01l0:) nrd :_l ';}lOlBpmq;}P ;} ojoquraord osrqoso 'onoqooad II ;}S :pvJ ~(:)'1'1 ouoqooud) 9BP OdUlB:) IBP unuaiuoo ouos ;}lAq mranb B:)!PU! :lf1ZU07 ~OH;}q:):)Bd PP O!Z!U!,I B:)!pm oqo 10 1010 IT B und ;}lAq un :_l :(.Io1!W!1oa oWV.ld 1.1V1S)adS ~;}lOl!n;}U1SBll PP ojpnb noo )POP ons II ;}lB!:)UBlJlJB !P ;}lOlIA;}:)UIB ;}lqU;}SUO:) Ip Blpnb :_l ;}uo!zunJ !m BI '01010101 uad tutu ;}lAq ;}ll;}S Bp oitruusoo OdU1B:) un :_l :o[qWvo.lJ :!dU1B:) qu;}nlJ;}s ~ nuosord ouos 'icn 'lBd pu olBU~mBS;} ~!lJ oiuanb B :_l n:08 3331 plBpUBlS oIPP :)VW oncqooad PP amnrurs
;}llIO
+tn 'lJy U! nrmuosarddar
B'1
Fig. 11.15
r-------~----~---~--
I-------------~ 11.14.
Pin 13
: +12 V oppure +15 V
Pin 6
I I I I I I I I I I I I
:
----~
I I
Pin 13 I Power++s-
Pin 5
Connessioni del transceiver lOBase2.
Pin 6 Pin 5
I
Pin 12 I
-RX
Pin 2 Pin 9
I.
Pin 12 I Pin 2
-Coil.
Pin 9
I
I I I I
!
I
f
~
.:..
, ,
Scheda di rete
Cavo transceiver
Tran;ceiver \
", ,
jcoaSSiale thinner Connettore
[Jr-----~-----~ Q.~ ;~;~~: Fig. 11.16 Regole di configurazione di un segmento lOBase2.
Stazioni con
0,65c,
MHz.
Terminatore
(tran-
: ...__ 0,5 m min. ______...:
,
Connettore aTtipoBNC
Segmento coassiale thinnet 185 m max. 30 transceiver max. connessi in un segmento
Fig. 11.17 Configurazione a stella 10Base2 con I'uso di hub.
porte
Hub IOBase2
';mOIZB1S BIoS Bun !P J?lIA!llB,I anorrcnn ;)U;)IA oiumrod ;) 'B::l!JU;)A IS B!IBWOUB ;)IBl !n::l tn OlU;)Wll;)S fl ;)lU;)WB::lllBWOlnB opnpsa qnq,I BqBWOUB Ip OSB::l U! l;)SBHOT ;)1;)1 Bun ur 'OlU;)W'5;)S oronn un !P n!AIlBl;)dO,I odnrorroim OAB::lun IP' amuor BI 0 ;)1;)1 Ip BP;)q::lS Bun lp OlU;)WBuo!zunJIBw 11 Bunnn.ls;)nb U! crrusm :Z;)SBHOT ;)l;)l Bun !P ;)flqBplJJB nrd 0now ~ l;)SBHOT ;)1;)1 Bun ;)IP ;)uljm ;)lBA1;)SSO ;)A;)P IS '(61" IT '1l1j) Z;)SBHOT OlU;)Wll;)S un noo OlU;)WBll;)IIO::l {I rod :)NH osscrsut un !P 11BlOP ouos qnq 1Ill ossods ;)llIOUI 'qnq 0IoS un IT! nuosord ouod ;)IPP Ol;)WnU IBP OSS;)::lUO::lojpnb Ip ;)lOrllllBlU ;)lBll;)IlO::l !UO!ZB1S Tp Ol;)WnU un OPU;)U;)110 'v11.lol(3.1vUI V 01UoUlv20110:J OlBU!WOU;)P ossods ~ ;)q:J ojjonb m '(nnsodda mrod Bun qnq lUn:JIB U! opunzzqnn) ornroorour OAB:J ;)lUB!P;)W BlB::lSB::lm !SS;)UUO::l;)l;)SS;) ouossod qnq !IO ';)llOd ;)np B uoinodu 0PUBZZIEln B1BlU;)umB ;)l;)SS;) ond qnq,l ;) ;)UOIZB1S Bun an BZUB1SlP Wl
-o.nrenb B uad !UO!ZB1S onp an 1l01!1;)d!1 lp OW!SSBUl orcumu :Ul3J ~'Z B
arouodns
uou
'!UOIZB1S !P
mddoo cnbunpmb an
';)1;)1 Bl;)luqpp
BUlISSBUl ;)UO!SU;)lS;) :~ 0
BIlOll;)lB::l !P d.Lfl omddop 0PUBZZlEln W d.Lfl onrddop OAB::l;)WO::l nzzqun IS ;)S W :qu;)n'5;)s
;)1 ouos
17
O~ T I ;)l;)llUmllllBl ;)lIq!ssod ~ :£ BllO'5;)lB:J !P 001 B tred OlU;)w'5;)S PP BUlISSBW BZZ;)q'5unl -
l;)SBH01
;)1;)1 Bun rp ;)UO!ZBm'5IjUO::l Ip ;)Io'5;u ;)'1 'ZHW
01 ;) ~
an
ssorduroo ozuonborj ;)lpU HP ~'11 B und 'IlOll;)UUO::l ! opU;)pnpUl 'BWISSBW ouotznnuona :% ~'8~ B und OUllUTUl J?l!:JOpA !P oronej osardmoo ozuonbaij gliB nramsrm U ~1 001 B und szuopcdun :zHW
+
91 ;) 1 an
:qu;)n'5;)s
;)I ouos
l;)SBH01
U!
OlBzzll!ln
OAB::lpp
;)q:JIjI::l;)ds g'1
OITlSnuou :'n-u !JBp ;)uorZ;):J1J :Q1[ llllp ;)UOlSSrrUSBJj:Ol
.J;)A1;):JSUBl) I;)P ~j1-
III asord
BJlns
IjjBjUO:J I;)P ;)uOIZBull;)ssy
St"lt "If!.:I
'(V8'1 T ''51j lpon) 01BmnnJ1S OIll'5BlqB::l l' rod plBpUB1S q'5gp £ ;) Z otddoo ;)IlB opuodsuroo gq:J 'lgA!;)::lSUBll pp ~17-n[ usord BIPP IllB1UO::l I;)P ;)UOTZBUll;)SSB.!BllSOW 81"11 '1l1j B'1 '~17-nl !lOll;)UUO:J Ip OlBlOP .u.n OAB::lun ;)lUBlP;)Ul qnq,IlB ;)ll;)UUO:J !S ;) ;)lgl !P BP;)q::lS BIl;)U OlBlll;)lUl ;)lU;)UlIBUllOU ~ l;)SBH01 l;)AI;):JSUBll II 'BIP1S oriuoo ap ;)llUn] gq::l qnq,I uoo ';)lBIl;)lS odn Tp ~ BAll;)P ou ;)q::l mllolodol BI :(~TOI 'lBd lpon) qnq 0 'mrodnpuu uomodu !P OSl1,IlB ;)1;)110::l!1;)A;)P IS l;)SBH01 ;)l;)l Bun m lUOTZB1Sgnp Ip nrd croucuuoo .roiod rod ;)q::l B::llldun QD 'Olund-Olund J?l!JBpOUl Ul lUOIZB1S g10S ;)np !P Bll;)l!P ;)UOISS;)UUO::l BI ;)ll;)UlUlB l;)SBHOr 'plBpUB1S OIPP ;)U10U PP OdUlB:J OPUO::l;)S pu oiuoscrd «r.» BIlBp oraotpm ;)U10::l '(otnddop) lIEd P;)lS!Ml !lU;)U1ll;)S Bp oloI an ;)lBll;)IlO::l ouos lUOIZB1S ;)I ;)AOP ';)SBq BpUBq U! S/llqW 01 B gl;)l Bun Ip ;)q:JISIj ;)q:JIj!::l;)ds ;)I ;)A!l::lS;)P ~oSVflOl prapums 0'1
IlBP
8UO!SS!wseJl
96<:
Segrnento lOBase2
11.4.6
Standard IEEE 802.3u (100BaseT 0 Fast Ethernet)
La necessita di incrementare la velocita trasmissiva del singolo posto di lavoro ha determinato 10 sviluppo di tecnologie a pili alta velocita rispetto alle reti IEEE 802.3. Tra queste spicca 10 standard definito nel 1995 IEEE 802.3u, 0 lOOBaseT, che puo a buon ragione essere definito «Ethernet a 100 Mbitjs», 0 Fast Ethernet, in quanto mantiene inalterato l'algoritmo di accesso multiplo CSMAjCD, operando pero a 100 Mbitjs. IEEE 802.3u non ha alterato la dimensione minima del pacchetto MAC rispetto a IEEE 802.3 e pertanto risulta diminuito di un fattore 10 il round trip delay, dato che la durata di un bit e ora inferiore anch'essa di un fattore 10. Si e dovuto quindi ridurre l'estensione massima della rete di un fattore 10 per consentire il rilevamento delle collisioni. Di fatto, nelle implementazioni su doppino, che mantengono la struttura a stella con hub di 10BaseT, l'estensione massima di un singolo dominio di collisione e di poco superiore ai 200 m, in quanto: -
la distanza massima tra una stazione e l'hub e pari a 100 m; tra due stazioni possono essere presenti solo due ripetitori, questi ultimi connessi con un cavo lungo al pili 10 m.
Nelle implementazioni in fibra ogni singolo segmento puo essere invece lungo fino a 2 km, questa perche viene impiegato come hub non un semplice ripetitore, rna un dispositivo denominato switched hub (hub commutato) che memorizza i pacchetti in ingresso facendo in modo che tutte Ie stazioni possano trasmettere e ricevere contemporaneamente senza il rischio di collisione. Lo stesso dispositivo puo essere utilizzato nelle reti in doppino per ottimizzare il traffico, rna non ne consegue alcun beneficio dal punto di vista della lunghezza dei segmenti dato che la distanza di 100 m e in ogni caso un limite non valicabile per problemi di attenuazione. Le caratteristiche principali delle tre differenti implementazioni di 100BaseT esistenti sono evidenziate in tab. 11.2.
--
Tab. 11.2 Irnplementazioni di 100BaseT. ~ Nome
Mezzo trasmissivo
100BaseT4
UTP cat. 3
• 100BaseTX
UTP cat. 5
,I 100BaseFX
Fibra multirnodale
•
0
Lunghezza segmento
superiore
__j_
Hub
100 m
Norrnale/switched
100 rn
Normale/switched
2 krn
Switched
I
Fig. 11.19 Collegamento di hub a margherita e inclusione nella rete 10BaseT di un segmento IOBase2.
'qnq p
oo/vwso
X:l8S8S001
'S/l~qW
szt = :
·001
B ~IBd ? OAISS~UISBIl
OZZ
X18S8S001
'S/l~qW
001 =
9' 8' ~L B ired
BAISS~UISBIl "t'!lI:J0pA Bun
opuodsnroo
pmqw
~L
~p OA~SS
(v)
(q)
-
z't urddo:)
1-------------1
9'£ ulddo:)
1-----------1
~'vurddo:)
!------------j
8'L ulddo:)
r----_-------I
-
!U01S!lIO:J OlU:lWUA:llRI
aUOlzulS
·VJ.:lS138:001 UJ orddoo :lIPP oS[l Ol:°n 0)1!.:1
.(qOz'n '~g) ~uo~sIII0:J IfBnlU
am
!l8P 8UO!SS!WS8Jl
86~
299
Reti lacali
11.5
Dispositivi di interconnessione
Per ereare reti con architetture complesse 0 per interconnettere tra loro LAN che implementano standard di tipo diverso, e necessario utilizzare dispositivi di interconnessione, indicati genericamente come switch, Ie cui funzionalita si distinguono principalmente a seconda del livello ISO/OSI al quale operano. In base al livello ISO/OSI di competenza, i dispositivi di interconnessione sono indicati come: bridge (livello MAC); router (livello rete); gateway (livello applicazione).
11.5.1 Bridge La necessita di interconnettere tra loro due ragiom: -
0
pili LAN distinte puo derivare da molteplici
si vogliono interconnettere LAN che utilizzano protocolli differenti (per esempio lOBaseT e Token Ring); si vuole realizzare una LAN la cui estensione superi i limiti massimi consentiti (per esempio 2,5 km per lOBaseT); si desidera suddividere la LAN in sottoreti pili piccoIe interconnesse tra loro, al fine di tenere separato il traffico genera to nelle sue parti (suddivisione della LAN in pili domini di collisione).
Uno dei dispositivi utilizzati per interconnettere due 0 pili LAN e il bridge (Ietteralmente «ponte»), che opera a livello MAC, ed e pertanto in grado di fungere da tramite di LAN basate su differenti protocolli di livello MAC e fisico. Per esempio, come schematizzato in fig. 11.21, un bridge puo interconnettere una rete Ethernet con una rete Token Ring, in quanto queste due reti differiscono solo per i livelli MAC e fisico (ammesso che si utilizzino gli stessi protocolli per gli strati superiori). Fig. 11.21
Applicazione
,-------i I HTPP, ecc. I i
: I HTTP,ecc·1
Trasporto Rete Data Link Fisico
iI
ITPnP
I I I
I I I
T~nP
LLC: ===8=O=2.=2=o!_;_ _ __j=-=-':::; ;==j__--".."I=~8~02=.=2 :=1
MAC ~
E~~;;;et
L__L_A_N_l__
J
TO~~~~g
;__~~i~~__ ~
I
I I I
==ill
Ii
~__~~~: __:
Se utilizzato per connettere due 0 pili LAN della stesso tipo, il funzionamento di un bridge, che ha tante interfacce di rete quante sono Ie LAN aile quali e collegato, e il seguente: ne
riceve tutti i pacchetti MAC generati dalle LAN aile quali e collegato; memorizza temporaneamente i pacchetti per leggere gli indirizzi MAC in esso contenuti; se l'indirizzo di destinazione appartiene alia stessa LAN di provenienza del pacchetto, quest' ultimo viene scartato; se I'indirizzo di destinazione appartiene a una LAN diversa da quella che ha generato il pacchetto, quest'ultimo viene inoltrato verso la destinazione.
Madella ISO/OSI ed esempio di utilizza di un bridge come sistema intermedia.
11
";)llpuq cnrerpour I)UI)S!P ;)UOlSTUO:)lp
rururop
UI
l;)SBlIOT oior Bun lp
c:c:"n
"lJ!.:I
EZU;};)SOUO;)EI ElU;}WnE aqo OUEll UEUI :((;}UOlZEPUOUI» ;}lU;}lUIEI;}ll;}1 'Suipocn] ctnoo ElOU ~ arnpooord uisonb) EZU;}ru;}AOld tp Elpnb ;}UUEIl NVi ;}l ouru ns OlEIllOU~ ;}U;}TA onotpoed E 'ElTI~;)SOUO;)S~ ;}UO~ZEll!lS;}PEIPP ;}UOl~SOd EI ;};);}AID;}S :;}UO~ZEll!lS;}PEI OSI;}A OlEIllOU~ ;}U;}~Aoumjnisanb 'UH;}q;);)Ed PP EZU;}~U;}AOIdTp ElI;}nb Ep ESI;}Arp ~ NVi ;}lU;}P -UOdSUIO;) EY ;}S criusur 'OlEllE;)S ;}U;}~Aournmisanb 'onoqooad PP EZU;}~U;}A01dTp NVi omopuodsuroo EI o OIlElEIDlS;}P PP ozzurpu~,l OlU;}lUEPEllSID rp ;}lpqEl ;}lpU lUljO rod EI ~ NVi
Eq ;}S :;}I;}TUEUIIlU;}I;}.w.P Ul :Oll;}q;);)Ed
E
rsrairoduroo ond
U
;}ljp~lq
E
';}A;};)~l
;}q;)
OSS;}lU;}Eq ;}q;) ;}UOlZElS EI EAOIl ~S ;}IEnb Ellns
-0;) E ;}U;}TA'E;lU;}lU;}AOld ~P :)VW IUljO pa TllEJU~ :OlU;}llEPEIlSll! ;}lIEP ouofiuntf :dlU;}nljds oursnreooour
onoqooed
NVi
EIPP
EZU;};)SOU
OZZUTPUl,1 0PUEUTWES;} ';}ljp~lq IT omxootr OH;}q;);)Ed msonb ns ;} 'NVi ;}~lEA E ;}lP oiuourorn IEP -
rp ;}lI;}qEl ons ;}l ;};)SInllSO;) ;}SEq
;}q;) rn;}q;);)Ed ~ EIDllES;} OSS;} 'OlEA~llE ;}U;}~A;}ljpuq
IT ~
oiucnnpucrdde)
'(OlldlpU~,lIE
";}l;}1 ElI;}P dlOlEIlsrulilllUEclldP
EZU;}S 'dlU;}WElETPdWlU~ oxnnoasc
2u?u.lv;:)] p.lVM)[JVq
oirad
np
Ollm~rnOU;}p 'OAllElddo
;}UOlzEmljguo:)
;}lElU;}ATP o OlElIElSU~ ;}llU;}A
ond
rp
dgp~Iq
ousosrq
umyE
lU;}IEdSEIl
Un
";}IESl;}AElnE Ep ;}ljP!lq -WE:)
! 0PUE;)~PUT ';}UO~ZEUllS;}P E ;}I;}gumg
IT ;}IE:)TJ~:);}dsOUOA;}P oncqoosd
ruOTZElS ;}lI;}U cmuorrreur llEll;}g01d
;}gpuq
~ ouos
ouos
PP
rod
;}IEJ lpAOp
oiiaqooad
;}UO~SS!lliSE1l!P ;}SE] UT ;}q:) 'NVi
OlU;}WEPEIlSUT Tp ;}lpqEl
:(;}lU;}gIOS ep
;}i
"gu~lI
u
;}q;) OU!lU
;}lIE ;}SS;}UUO;)
nar
U;})JO~
;}l
rod
;:)2p!.Iq Suimo: ;:)J.lnOS -
OlU;}lUEPEIlSUT UO:) ;}gpuq)
:EZU;}lS~S;}0101 EI
ounroufn
NVi
;}lIE ;}SS;}UUO;)ruorzms
IE ;}lEZZ!IOlU;}lU OlU;}llEPEllSU~
tErtII
plEpUElS
;}l ;}q;) OSU;}SI;}U 'IlU;}IEdsEIl
Ip ;}lI;}qEl ;}y OUUEH
OIlE ~WlO]UO;) ;}gP!lq
"£"W8
ncr
r OUOS :(;}lU;}IEdSEll
OUOS ;} OUI;}lUT 0101
rod
dl
'cnzos
~lEH;}gOld
uuuodsutu;
;:)2p?.Iq
;}gpuq)
:;}l;}l EIl;}P OlU;}WEUOlZUn] IE ;}UESS;}:);}U01U;:)U/VPV.l1SUI 1p ;:)1l;:)qv1 ;}l orazztromam OpOlU pu
OUOS mo UT
OUO;)su;}]]rp ;}q:) ';}SI;}A~P;}gosoI!! ;}np OPUO;);}SIlEzzryE;}1 ;}I;}SS;}ouossod ";}llIE ;}ypu UOU Ell
'NVi
:;}lU;}I;}]]!P :)VW
odn
Ip
un
lll;}q:):)Ed
I
;}gpuq
m ;}lSIA;}ld lUo~zunJ
-
I;}P ;}UO!SU;}lS;}EU1!SSEll -
:IlU;}I;}]JTP ;}A~SSIWSEIl ~P;)OPA
moqoosd
:rlU;}I;}JPP :)VW :~m Ell
'NVi
dA;}P OSS;} 'OSldA~P
odn
ryEl ns ;}IOg!A ~IEqolg
'IlU;}wggS
I! OSE:) OpUo:)gS [ou
-
r;}p IlElUIOJ -
;}U;}rA;}gpllq
~IEA ;}l;}Alosq
un
opUEnO
~UO~ZElS;}ld ;}IPP OlU;}WEIOryg!W ;}lUdng;}SUO:) UO;) ';}i}Pllq
Il11E ryg ggumggEI
UOU
;}UOlZElS eun nuounios
oiucunics
umSEp
E OUI;}lUT millEIl
aiuauroiuaprrcdrput moqoond T OSE:)
';}UO~ZEUllS;}P ~P OZZIl!PUl,lIEP
ouogun!gllEI
;}l~WEIl ~SS;}UUO:)ouos
nncjqord
ur ;}IOg;}1 ;}SI;}Arp ;}IIE PEg;}1
;}1;}H;}UUO:)I;}lUlrod orazzqun
rp NVi
";}l;}1 Eypp IEP OlEIlITJ ~q:)lgd ;}lllE ;}l cnrn un
Ep ~lEIdU;}ll
TSS;}lSryi} mo
'zz 11 "llg
UT
nucursos ;}Il ;}H;}UUO;)qnq un ~n;) m 'LI"II nmnroi U! EZUdl;}JPP EI ~ldPISUO:) IS ';}llpllq un
'Z;}SEHOI rp
;}l;}l
EIPP
~UOlZElS
OU1!ld PN
;}l
";}i}Pllq
cior
ut ElEZZIlEUlgq:)s
"llg U~ ElEZZpErngq;)S Tp ~lryEuOTzunJ
EI o
;}l;}l EI Ell millEIl
oropuordrnoo
l;}d
Ilep auorssuuserj
00£
/
Reti locali
301 Fig. 11.23 (a) Interconnes-
sione di LAN a topologia magliata e (b) possibile spanning tree.
o
Bridge
-Collegamenti utilizzati dallo spanning tree - - - - Collegamenti non utilizzati dallo spanning tree (a)
-
della rete da parte del bridge, la ritrasmissione diventa pill selettiva e il comportamento della rete pill efficiente; le tabelle vengono aggiornate di tanto in tanto, eliminando Ie stazioni che non si sono fatte vive nell'ultimo periodo; in questa modo, se una stazione si sposta, entro poco tempo viene indirizzata correttamente; se ci sono maglie nella topologia di connessione delle LAN, i bridge costruiscono su tale topologia un albero di attraversamento, 0 spanning tree (fig. 11.23), che poi utilizzano per I'instradamento in modo da evitare che il flooding generi un numero infinito di duplicati degli stessi pacchetti.
Infine, si deve accennare al fatto che i bridge possono essere utilizzati, oltre che in ambito locale, per l'interconnessione di LAN su scala geografica; in tal caso lavorano in coppia e sono detti bridge remoti (fig. 11.24a). I bridge remoti non si prestano a realizzare strutture magliate, in quanta l'algoritmo di spanning tree riduce la rete a un albero mettendo in stato di inattivita costose linee pubbliche (fig. 11.24b). Fig. 11.24 (a) Bridge remoti e (b) riduzione di una rete magliata a un albero.
Roma
Torino
Linea-i.'. inutilizzata ',"
(b)
11.5.2 Router Come visto, un insieme di bridge non e in grado di sfruttare efficientemente una rete a topologia magliata, in quanta costruisce un albero che interconnette Ie varie LAN in maniera statica e per di pill non utilizzando determinati collegamenti. Per ottenere una gestione pill efficiente dei collegamenti e necessario utilizzare dispositivi denominati router (instradatori), che operano a livello rete e pertanto possono offrire tutti i servizi offerti dai bridge pill quello relativo all'instradamento dei pacchetti (fig. 11.25).
r--------]
I I I I I I I I I
ZNV']
I
1--:{;~al8D-1 I
I
;'iUJ~ U;):l!0.L
il il il
--------[
1NV,]
£"(:08
5;'W8
XdI
I
x~s
liJVW I:J'Tl
Ii Ii
d~
dJ.L ':xl;)
I I OO!SH
~;)UJ;)liI3
n:p8
n:08
II II II
·O~'dd.LH
I
Ii
·~d.LH
:l!ll"l Bjlla
;));)~
'OlP;)UJ1;)jUl BUl;)IS1S ;)UlOO
OjJodSBJ.L
ABM;)IB;'i un rp OZZ!I!IO rp
;)UOlZBO!lddV
O!dUl;)S;) P;)
ISO/OSI °U;)POW
9l:"n
"'1.:1
AUM:nB'ilun '(9Z'11 ''illj) ouoizeoqdda 0IPA~I IU OU~SISO/OSI oIPpom pp !TPAq~ urru g'illoA -U~O::J OlUgmUUO~zunj~n::Jr. '(<< onsuan !P mrod 'OSSgl'ilUI»glugmIUlgngI) ifVMa}V3 oretmrrouop oraredde un glUZZ~I9nOUUSSg::JgU ~ USlgA!PglUgmUlgldmo::J glgl !P urnnoirqoreun glUgABglgl Bun UO::Jglgl !P umnanqore mroo Bun aluaAB NY'l nun alanaUUO::JlalU! aAap IS OpUBnO
'aq::J!jUlllOgll!lal anB oreorpop OIOlldB::Jpu ql!Dsap OUUB1BSllUllnOl !P !ml!lOllIB !TD '(9£'01 'llY waa) OSlgA!Pdl 0ZZ!l!PU! un rp ouodsrp dl romor un alal !P B!::J::JBjlalU! UUmSB!::J lad 'rssounoo !ssa B lsoq IIll curoo dl !ZZ!l!PU! !P ouosuodsrp dl ramer I 'dI .romor un B::JlPUla::JOAaIBl '«ABMalB'il» a::JOABI oredde dl/d;)l ns BlullaIIO::JaUO!ZBlSBun !P aUO!ZBl -nlllJuo::J !P Bllsauy Bun Ul optranb alp rpmnb omasard Bllual !S '(ollnllas !P orsodso ouroo) ouotznoqddu ISO/OSI OIIaA!IIB otrarodo aq::J!SlaAlp onru pp !A~l!Sods!pllB::J!PU!ouos curou ossais OI UO::Jaq::J 0lUP a::JqajUl oiuenbje ~ ouotznnjop aIBl ~«ABMalUll»nuuturouop osscds ouos dl .romor I 'llualSlsa alal lp IIIO::JOlOld!SlaA!p nrd ! lad llBna'ilOld romor OUOlS!StI 'NY'l anp aI an oiuosard ouonp oluamullaIIO::J II OlBnnljS arosso ond .romor un UO::Jalluam 'lluamUllaII0::J a nar a!lBA Bu'iladlli! L NY'l BIIB 17NY'l BIIBp uap al~lajSBll lad osroorod p allp!lq ! noo otdurosc lad .rcmor !ap UO::Jallpuq ! ''illJ !P alal uIIau 'al!nlllSOS !P ssuod rs as qB~zuaplAa alas sa ouossod !llllUlUBA!IBl 'v£l'11
'qB::Jrpap !luamB'ilaII0::JISOlSO::JllBZZ!I1lnouos oxop 'alPlJUllloall !lal aIIau onmrerdos ezrreuodun BUlISSBmBIPP BSO::J'orezztunuo BllnS!l rxrssnnsan !Zzam !ap OlUamBnnljS OI ~O::J!JJBll!P !UO!Z!PUO::J aIIap BpUO::JasB oiuaurepanstn !P aIIaqBl oudord aI OpUBnUpB 'U::J!mBUlpularuum ur onoos aualA alBzZ!plll up osroorod n ~oU1!~m orournu Ul ouos ruoqooed rap oiuaunrojsan pu alioAUlo::Jllal aI :!'il'i3uluUAuuonsos ! a'ilp!lq IU onodsu OUOljjO remer ! alBlo::J!llUd uI
ZNV'] ;'ium U;):l!0l.
o:)Isrd
):JUJ:Jql'iI
5;~~
~~
I~JAJ
i===~Z;""~""08;C=====;i=====::Z;""Z;~O""8====: :JT1 :l!lll'1 BIlla
0
I I I
I
I
dJ.L
: 1'00;)
'dd.LH
I_
:11.
'OlP;)UJJ;)IUJ
i
dI
I I
Ii
dJ.L
iI
BUJ;)ISlS ;)UJOO OjJOdSBl.L
I:
'00;) 'dd.LH I '======='-l
_j
;)UOlZBO!lddV
_
1;)1001 UO
tp
0ZZI[!10 rp
ordurcso P;) ISO/OSI O[JdPOJAJ
Sl:"n 1I!.:I
~o£
!lEP aUO!SS!WSEJl
Reti locali
puo essere implementato sia in hardware sia in software; in quest'ultimo caso funge da gateway un elaboratore su cui sia caricato il software opportuno. Le operazioni di conversione svolte da un gateway possono comprendere Ie seguenti funzioni: -
-
conversione del formato del messaggio: reti diverse possono impiegare infatti differenti formati per i messaggi, con differenti dimensioni massime e diverse codifiche dei caratteri; conversione degli indirizzi: reti con architetture di rete diverse utilizzano metodi di indirizzamento diversi per cui un gateway deve essere in grado di interpret are gli indirizzi utilizzati in una rete per tradurii nei corrispondenti indirizzi utilizzati dalle altre reti; conversione dei protocolIi: ogni strato di una determinata architettura di rete aggiunge ai dati informazioni di controllo relative al protocollo utilizzato in quello strato; un gateway deve essere in grado di spacchettare i dati ricevuti per reimbustarii con i protocolli utilizzati nella rete di destinazione.
11.6 Aspetti applicativi 11.6.1 Sistema operativo di rete Si definisce sistema operativo di rete,
0 NOS (Network Operating System), un sistema operativo che include le funzionalita che servono per gestire una rete in maniera centralizzata. Per esempio Windows 98 non e un sistema operativo di rete; questo non significa che un PC con Windows 98 non possa essere connesso in rete 0 non possa offrire certi servizi di rete, rna vuole indicare che il sistema operativo stesso non include le funzioni per gestire la rete a cui e connesso. I sistemi operativi di rete pili diffusi sono Novell Netware, Microsoft Windows NT/2000 Server, Unix e Linux; le molte funzionalita offerte da tali sistemi operativi includono:
-
-
autenticazione dell'accesso alIa rete: possono accedere alIa rete solo gli utenti registrati e in possesso della password di accesso; gestione dell'accesso aIle risorse della rete: per ciascun utente registrato sono definite le risorse a cui puo accedere e Ie modalita di accesso a tali risorse; per una rete su TCP/IP, assegnazione degli indirizzi di rete: il sistema operativo di rete puo assegnare aIle altre stazioni gli opportuni indirizzi IP senza che sia necessario configurare ogni stazione; monitoraggio della rete: e possibile conoscere i dati relativi al traffico sulla rete nonche le informazioni relative all'utilizzo della rete da parte di tutti gli utenti collegati; protezione della configurazione del sistema operativo stesso: e possibile accedere al sistema operativo e modificarne Ie relative impostazioni solo se in possesso di una password di accesso; la persona che ha tale facolta e denominata amministratore di rete.
11.6.2 Reti paritetiche e reti basate sui server Si definisce rete paritetica, 0 peer-to-peer, una rete in cui non esiste un computer che ha la facolta di gestire le risorse della rete in maniera centralizzata, ovvero che dispone di un sistema operativo di rete. Per esempio una rete di PC basati su Windows 3.11 0 Windows 95 e una rete paritetica. Ciascun utente di una rete paritetica controlla I'accesso aIle risorse, come i file 0 la stampante, che risiedono sulla propria macchina, stabilendo se altri utenti possono accedere aIle sue risorse, e proteggendo eventualmente gli accessi con una password. A causa della discrezionalita personale sull'accesso aIle proprie risorse in una rete paritetica, se la rete stessa non e di ridotte dimensioni essa sara difficilmente governabile; nella migliore delle ipotesi, gli utenti dovranno utilizzare una password diversa per ogni
303
"BI :l1:mll:lds
"BZU:lS 901:) o '«oPI"B:) "B»
nuouodtnoo
:ll!nmSOS
°lmnp::nnu 0 :ll:lllUmllll"B ~P ~lll!q!ssod
-
~:lIOlll:lA :lIPP
ouorzeoqdnp
:l "BU~q:):)"BUl"BIPP "BnUllUO:) tn :lUO~Z"BlU:lUlII"B~P "BUl:llS!S PP
"BZU:lS "Bj1:lull:lds
"B :l !UO~Z"B:)lldd"B:ll :ll:lpmq:)
"B :llU:lI:)IJJns
odmoi
r.
:ll"BlU:lUllI"BlP ':llU:l110:) ~P "BZU"B:)U"BUl !P OS"B:)U! 'OUOlU:lSUO:) :lq:) '(tllddnS
-U!Un)
SdD
~Ul:l1S~Suoo
:l Iq:)SIP
~:lP :l "B:)lU01U:lpcll:lP
:lIp
orodnoor E onouuod
:lIB101
!P Il"BP I :lAOP '~:JSIP
un
I
:~llj"BUOIzunJ °1l"BP~P
Blpu
rod
nmraroduroi
(S)jS!G
»assuedxeu] fo
OIO:J:JId un
"Bun lp
"B:Jg!:Jgds gUOIzun1
PP
uoo
Ip umuor
ouotzaoqdnp "Bl
ouorzoiord -
~P nucists
~P OS"B:)U! !l"BP !:lp
~lTUn ntd ns Il"BUOTZ"B1] ouos oiuauraorramorne ouos o:JS!P Juvpunpo{[) arVl! :lq:J!U:J:l1
~llj"BUOTZUn1 :l1l:lP
BIIB uuarout
oumjnisonb
ond In:J rod oired "Buonq
-
':l1:l1 Ip 1:lA1:lS
oropucdsu 'ouorzms
OUgUl "B10:JU"Bg
gq:JU"B :ljlq"BUg:J:JBUl oraijnsu
Ins "B1"BSBqglgl
oqo
"BU~:):)"BUl
top oorpouod dnxouq
uoo
tlVUV
:l1l:lP :llU:lUl"Bl~IOS :lUOdSlP
:l "BZZgln:JIS lp :lZU:lll!Sg gll"B
"Bun IS1"B:J!p'lgA ussod "BSSgUI :lq:J ~lljBnlUgAg,1
"Bq OSSg
19d gl"B1
':l1:l1 !P 1:lA1:lS !n"B]U!
ossodg
1l"BIO:JIll"Bd gq:JIlSUgn"B1"B:J Tp "Bl"BlOP
OSSg "BUllOU !P 'Il"BUllgSS"BOSSg "B mduroo I :llglll0AS
01"B10P glOl"BlOq"BP gl"BUllOU un
dnxosq
0lU:lUl"BUO!ZUIlJ
"BIPP ':lUOIZ"B1U:lUllj"B,TI:JP0!1l1l"B10llUOUl -
:llU"BpUOpU BUl:llSIS un
1l"B:)~ldnp :llU:lUl:l1U"B1SO:):l
nucnsos
OUOS :lq:J 0~Z!:J1gS:l ~P ~l!nUllUO:J
mrprod
opouod
!P ~l~Alll"BUl !P °glgl BIPP
~1l"BPIp "B1~P1:ld
rod
.10MOJ oN!Jdn.lolJ1
"B:)~ln:lp "B!1l1:lU:lJPP :lUO~Znll:llU!c1P~P :l ~ZI"Bqs !lll"BP ~:lIOlU:lA :lIPP
PP
~q"BP
~o:)S!P un ns
Il"BP I 0 'O:)SIP OPUO:):lS un
"B :llS:l~:JU
un
roxros
IBp OUOPUgdiP
9
"BUlq:J:J"BUl"Bun
°T1"BPTgp
ussod
Ol"BZ~I"Bg1glgSSg
"B "B!l"BSSg:JgUezuoiod
glgl
!P 19A1gS un
g "BZZgln:J!S "BIPP gU0I1Sgll :llOlj'iliUl
gUgqqgs
!P ~AlloUl 19d :llgl
Ip
19A1gS PP B:)!p':Jgds osscds 9 gUOlzunJ aurnjn.iscnb cs gq:JU"B 'lgA1gS gm "BP 0 l:lAlgS iuud Bp glg'ilun1 ouossod 19A1:lS Ins B1"BSBq gl:ll Bun ~P 19lndUlO:J I rnru ~.Ioll.lJS olif OH:lP 9 uuam U11"BTp Il"BP I gl"BU!ZZ"B'il"BU1U1~ 19d O:JS!P oudord I! ouorztsodsrp "B auotn gq:J aomduroo un anucur '.Ioll.loS JU!.Id OlPP 9 onmdurais nudord "BI gUO!Z!SOdSIP B glPUl gq:J romduroo un 'ordmoso 19d °O!ZIAlgS un OPugm01 glSglq:J!l 0101 gl B1S!PpOS mo U! 0lUgUlOUl pu !UO!Z"B1S :l111"B:ll 19d l:lAlgS
"BP :l1:lllun1
ouszzmm
OUOS !Z!Al:lS II"Bl
ond
-ordun glgl
gl"BHnSIl
BI enos
ond
«lU:lIP»
"B1!uggp "BU!q:J:J"BUl"Bun :lq:JU"B
IT
~ll"Bgl U! :lUOIZU!lSIP gl"BUOlZU:lAUO:Jgl"B..Lo(ao
'oior
onranb
°llg) JUolp
U! '"Bud
glBU~UlOU:lP
'0)0.1 Ip .1oll.lOS gl"BU!UlOU:lP
"BIPP gl"BUOlZ"Blmd ;mollSgll
rpmb
IUlg1SIS OUOP:l!SIl
osn,IIBp
gq:J gU!q:J:J"BUl :ll gllUgUl
ossods
OUOS
19d !Z!AlgS r OU"B1n:JISSBgq:J IUOIZ"BlS:l'1 °glgl !P !101"B11SIUIUlUl"Bmd 0 oun
"BI gl!lSgll
orrorsrxrcdns
-odo
-"B1Sntd 0 oun
gnns
rp
"Bun gl"Bln:J!SS"BIp OPB1'il U! :llgl lp IAll"B1
°l;)Al;)S lljllSllq
Ins ;)j;)~
Li:0tt 0''''
!UOIZ
OU01SISg gAOP '.1oll.1JS Ins
01vsvq !)J.1 gl ::r~"BUouos "BI 1U1gAO'il
oqo
'"BSSglS nrmmns
gl"BllUg:J "Blnllg
BZU:lSS"BU! Bss:JldUlO:J
"BlnumlS
OU"BA!l:lP :lq:J mgnb
mrojqord
'IlBTZUgpIA:l
uiru
I glgAIOS!l
"Bun Ip Bun
!P
~q:Juou 19d
OIl Bp -rpouod dnxoaq
Tgp O:J
IT ;U"Bln:JISS"BOl"B:JljdUlO:J
OU:lUl01U"Bnb "BHnS!l "Bzugnll:lsuo:J
~ll
!P
!lll"BP rnopord !l"BP ! :llU:lUlI"B:JOIBU
-uoin
-IZZ"Bll"BU1U1! :lUOIZ"B1Suunosero glgl
"B:J!lgl!l"Bd
'<_)!:J
"Bun U! glUgUlI"BUl10U
nncjqord
°"Bzzgm:J!s "BlpU !lUgp!Ag UO:J 'gl:ll
"B glHO
uO:J g 1'il"BS!P
"BIPP "BSTAlPUO:J"BS10S!1
170£
Reti locali
11.6.4
305
Connessione di due PC
La connessione di due soli PC su rete Ethernet puo essere realizzata senza bisogno di hub. I computer possono essere connessi a bus, per esempio con una rete lOBase2, oppure con una rete che richiederebbe in teoria un hub, come per esempio lOBaseT 0 lOOBaseT. In quest'ultimo caso e possibile coIlegare direttamente Ie schede di rete deIle due stazioni utilizzando un cavo UTP incrociato, detto anche cavo crossover, in cui i contatti di trasmissione di una macchina sono girati su queIli di ricezione deIl'aitra e viceversa (fig. 11.28). II cavo crossover COS! realizzato puo essere utilizzato anche per potenziare una rete esistente coIIegando tra loro due hub; unendo per esempio due hub da otto porte si ottiene un unico hub da 14 porte (due vanno perse nel coIIegamento). Se le due stazioni dispongono come sistema operativo di Windows 95 0 successive versioni, affinche esse possano dialogare in rete mediante TCP lIP i componenti software strettamente sufficienti sono (fig. 11.29a): -
client per reti Microsoft; driver scheda di rete; protocoIlo TCP/IP.
Selezionando Impostazioni daIIa finestra Rete e possibile assegnare a ciascuna stazione il nome con il quale sara identificata neIla rete e il gruppo di lavoro di appartenenza (fig. 11.29b). L'assegnazione di un gruppo di lavoro ha la funzione di semplificare I'individuazione deIIe risorse neIIe reti pill compiesse; per esempio in Esplora risorse e possibile sfogiiare Ie Risorse di rete per gruppi di lavoro, raggiungendo pill velocemente Ie directory condivise.
TD+
TD+
l~l TD- 2
2 TD-
RD+ 3
3 RD+
RD- 6
6 RD-
Fig. 11.28 Schema di collegamento di un cava crossover.
Fig. 11.29 Finestre di configurazione della rete in Windows 95 e successivi. Le finestre sana raggiungibili can il percorso Pannello di controllo]Rete.
'dI/d::>.L 0llO:JOjOld
FlP
;JUOIZllIMYUO::lIp UljS;JUJ.':[
Ot"n "'!.:I
'J gSSUP Tp ~ZZ~l~pUTU u1un'ilgpU 3lsum 19uqns nun 0 O'~~Z"~~Z"~~Z lInB]gp ~p 3lsum iouqns UI U1UZ -z~ITln arcssc 1i!llOd J gSSUP ~p OUOS ~ZZ~lTpU~q'il ;)S 'otduroso 19d ~TlUZznTln ~ZZ~l~pU~!I'il UO:> ;)lU;)lS~SUO:>crosse gA;)P urazzqnn 3lsuw iouqns UI 'glU;)WIumlUN '>fSVWlauqns g JJ OZZ1.1!PUJ rdurao ! opuotdurcu ;) 'JJ OZZ!.IWUU VJifpads '0£'11 ''ilg lp U11Sgug USS;)lS Ulpu 'OpUUUO~ZgpS gU;)IAAU oqo '(quAud cinourpqucjcrd) dl ~ZZ!l~PU! ~I'il;)P gIunuuw gUO!zuu'ilgSSU,IlU ;)110:>~1 !S C_H:>lgd'OdWg1 [ou otmrqureo ;)wqln oisonb ~p !ZZ!l!PU~ q'il ;)llIOU! ;) 'ourqooeur gIPP O~AAU,I OlUgI ntd gpU;)l sur 'gIUUOTzunj oiuouramaradda ? onuoscp 0POlgW II 'UUo~zun] glgl UI O'O'~~Z:'~~Z: 3lsuw iouqns UO:>O'O'17~Z'691 glgl !P OZZ~l~pu~,I OUUZZ!Iqn ~UO!ZU1SgI onm ~q:>~Od
O'OS~Z:'~~Z: NNN' NNN'17~Z:'691
3lsum 19uqnS dl
OZZ!l!PUI
odn PP dl OZZ!l!PUT un ;)1;)1 ~P Upgq:>s UIlU uu'ilgSSU gUO!ZU1S eunosero OTAAU!l!u'ilo pu OSU:> oisonb uI '(0£'11 ''ilg) JJ OZZ!.I!PU! un aJuaWVJpVuLOJnV !uamo/JJ OZZ!.IIPUI/'r;liJ!.Id -O.lJ/VPiJtpS iJWON +-- JI/JJ.L 'Oll0.l1UOJ IP 0lliJuuvJ PP iJ1iJ~ U11Sgug Ulpu 'uu~:>:>uw nunosuto 19d opUUUO~Z;)PS Ulum:>lssu crosse ond gUO!Z~pUO:>gIUl !UO!SlgA gA!SS;):>:>nsg ~6 SMOPUTM uI 'glUgWU:>quwOlnB 11uu'ilgSSU OUU!S !ZZ!l~P~ II'il gq:> 0PUU!:>SUI ciucurooqdurcs OlIOS!l ;)l;)SSg ond dl rpumb
r.
IZZ!lTPU! II'ilgp eurojqord ':JIN1g1ULIlUP Oluu'ilgSSU OZZ~l!PUT un up U1UIo:>U~Auou g 19U1;)lUI U ciuaurananp USS;)UUo:>uou 'ouopu !UOTSUgW~Plp aouonred ;)1;)1 nun UI
'l;)A1gS Ins u1usuq 0 u:>q;)l!lud UIS ;)lgl uI ;)q:> npnooas U OUO:>S!lgjj~P oqo '!POlgW ~SlgA~P OU01S~Sg ouorztpuoo gIUl glUm;,!SSu 19d 'glgl uI mrm U! ;)lUglSTSUO:>g 01lg110:> opour U! qum'ilguo:> OUUISossouuoo TUOlZU1SgIPP ~ZZll!PUTq'il gq:> gpg!q:>~l dl/d:Jl ns u1usuq glgl Uun
dl !ZZP!PU!!I~ap auotzausassa :dl/ d81 9"9"11 90£
Reti locali
Rete basata sui server
Una rete basata sui server e solitamente pili complessa di una rete paritetica e inoltre e in molti casi connessa direttamente a Internet e quindi vincolata a usare per Ie proprie macchine l'indirizzo di rete a essa assegnato dall'InterNIC. In questo caso la configurazione automatica della rete e inapplicabile, e pertanto rimane come soluzione valida la configurazione manuale di tutte Ie stazioni connesse alia rete. Tale soluzione puo present are pero notevoli fattori di complessita, dovuti a varie circostanze che possono richiedere l'intervento dell'amministratore di rete: ~ aggiornamento dei sistemi operativi; ~ installazione di nuove stazioni; ~ collegamento occasionale di computer (tipicamente portatili). ad
Per semplificare la configurazione dei computer client e ridurre il carico amministrativo complessivo, la IETF ha progettato il protocollo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, protocollo di configurazione dinamica degli host), che risiede sui server di rete ed
e in
grado di distribuire gli indirizzi IP alle stazioni della rete, purche esse siano dotate di client DHCP. I client basati su Windows 95 e successive versioni sono dotati di client DHCP e pertanto possono sfruttare il servizio DHCP, che puo risiedere per esempio su un computer dotato di Windows NTj2000 Server. II funzionamento del DHCP prevede che quando una stazione si collega alla rete, essa richieda al server DHCP un indirizzo IP (e relativa subnet mask), e riceva da esso in «affitto» (lease), per un periodo limitato, l'indirizzo. D'altra parte, in caso di necessita, anche in una rete basata su DHCP e possibile assegnare a determinate stazioni un indirizzo fisso. La richiesta di indirizzo, per i computer basati su Windows 95 e successivi, avviene in fase di avvio della macchina, qual ora nella finestra di configurazione del TCPjIP sia selezionato Ottieni automaticamente un indirizzo IP (vedi fig. 11.30); mentre in assenza di server DHCP il computer si auto configura come sopra descritto, se e presente nella rete un server DHCP il client ottiene da esso un indirizzo appropriato. Nel dettaglio, l'assegnazione di un indirizzo mediante protocollo DHCP avviene con la seguente procedura: ~ richiesta di affitto (lease request): il client invia alla rete, in broadcast, un DHCP discover message, la cui funzione e quella di stabilire se nella rete e presente un server DHCP; ~ offerta di affitto (lease offer): il server 0 i server DHCP presenti nella rete rispondono alIa richiesta del client con un'offerta in cui e indicato l'indirizzo IP·e la subnet mask che il client utilizzera, nonche la durata del periodo di affitto e l'indirizzo IP del server che fa l'offerta; ~ scelta dell'affitto (lease selection): il client accetta la prima offerta di affitto che riceve, inviando in broadcast un messaggio di accettazione in cui e indica to l'indirizzo del server DHCP di cui viene accettata l'offerta; ~ conferma di affitto (lease acknowledgement): il server prescelto assegna l'indirizzo IP e invia un messaggio di conferma al client il quale risulta quindi configurato. La scadenza dell'assegnazione degli indirizzi IP, che viene normalmente impostata a pochi giorni, assolve ad alcune funzioni ben precise: ~ Ie stazioni connesse alla rete possono essere in un secondo momenta eliminate dalla rete stessa (come nel caso di un computer portatile collegato temporaneamente), oppure possono aggiornare il sistema operativo richiedendo un nuovo indirizzo al server DHCP; in questi casi, alIa scadenza del lease l'indirizzo impegnato rna non pili utile diviene nuovamente disponibile per essere assegnato ad altre stazioni; ~ la rete puo subire una ristrutturazione tale da implicare la ridistribuzione di tutti gli indirizzi IP; in questa caso, poiche i vecchi indirizzi hanno una scadenza, in poco tempo la rete sara riconfigurata automaticamente.
307
cosrruuaar l1U!d UlUlU1Ul1Old I!
cnomrcd 'dI/d;)l
-
'
:9U
'lQAJQS
000(:
SMOPU!!\\ U1
d:)HG PP
Quo!zumllyuo:J
!p
llJlSQUl.:{
lE'U ,'.,.
J;MiaS
.h
!UO!zdQ •
O~qweI'JO!zdQ
i
! !
!ZZ!J!llU!~aw"l~l
!!I-i :
!UO!ZI1lOO"Jd
~,£lOOd~...!
~aC@-e i
cOHO_;as OlJqW'o' [o'(rirOifoilW'o' [l'O'Ol'ol)9IC?JordnoJrJltJOM'_
cOHO
uap auotssturssrj
80£
Ie informazioni
sui numero di pacchetti che sono ritornati
e sui tempo impiegato (fig. 11.32a);
in caso contrario alla scadenza di un time-out viene notificata l'irragiungibilita dell'host. Oltre al tipo di utilizzo descritto, e possibile indicare come nome 0 indirizzo IP quello della macchina in cui e eseguito il programma (puo essere utilizzato l'indirizzo IP di loopback 127.0.0.1); in questa caso viene creato un circuito chiuso che verifica il funzionamento della scheda e del software di rete (fig. 11.32b). Windows 95 e Ie successive versioni mettono a disposizione il comando DOS Ping presente nella directory C:\ VVindows, rna esistono innumerevoli programmi di Ping a interfaccia grafica. L'utility lpconfig puc essere eseguita dal prompt di MS-DOS di un qualsiasi client Microsoft e fornisce informazioni sulla configurazione del TCP lIP offrendo la possibilita di rinnovare 0 rinunciare a un affitto DHCP (fig. 11.33). Si puo fare in modo che lpconfig visualizzi informazioni pili dettagliate digitando ipconfig [all. Le possibili opzioni sono visualizzabili mediante il comando ipconfig ?; per esempio per rinnovare 0 rilasciare urr affitto DHCP si utilizzano rispettivamente i comandi ipconfig Ire new e ipconfig [release.
Fig. 11.32 Utilizzo del programma Ping.
Fig. 11.33 Utilizzo di Ipconfig.
~ ~~-~'!I~~:i:I
(v)
~!ifHiUO!~~lQO" ;.~
O;)S!A!PUO::loueijnsu AlOP;)l!POllOS ;)I ouru 'AlOP;)lIP BUn 0 O::lSIP un OS!A!PUO::lBlIOA Bun oqo ;)llIOUl !lOU !S :(p10MSSBd BZU;)S 0 UO::l 'BJnHlDS/Bmn;)I 'BJnH;)I BIOS) ;)UOIS!A!PUO::l!P ~lI{BpOUI ;)Sl;)AIP ;)I 0U!lOU IS O;)l;)l UI ;)lBi5;)IIO::l !UOIZBlS ;)llIB ;)II;)P lJJd.l Ip lJS.los!'8_ ;)II;)U !pqBzZT{BnS!A OUUB1BS ;)SIA!PUO::l;)SlOS!l ;)I oiund ois-onb B :(:Jpt0 II 0i5g) B1lS;)ug BA!ss;)::l::lnsBI opuamfiqnoo ;) (q17£oII °i59) ooolJUO!Sla!puoJ 0PUBUO!Z -;)PS 'BS10S!1 BIIns OllS;)P OlSB1 TTUO::l 0PUB::l::l!P ;)UO!S!A!PUO~ BT ;)lBA!HB 'AlOP;)lIP 0 B::lli5oT ~lmn BUmSB!::l rod '!HBJU! OUBSS;)::l;)U3: °IS!AlpUm B10::lUB OUOS uou I{B::lOI;){g I 'BU!q::l::lBUIBI B1BTAAB!~o(v17£oII 0i5g) IqUIBllU;) Tp 0 niredunns ;)IPP 0 ;)T9 T;)P ;)UO!S!A!PUO::lBT0PUBll{!qB 'lJJlJ¥ B1lS;)ug BIpu omosard =nuoduan« lJ lJ/if lJUO!SW!PUOJ ;)lUBSTnd Ins ;)lB::l::l!P OUBSS;)::l;)U~ O!Z!A1;)S I! olBIlBlSU! BlIOA BUn 0(v6°CII 0i5g !plJa) Jjoso.l:J!W !JlJ.I .IlJd nuodumis lJ lJnI lJuo!s!a!puoJ OlBU!UIOU;)P O!Z!Al;)S oirsoddn un lJJlJ'8. B1lS;)ug BIlBP opurqpnsm BlBAmB ;)l;)SS;) ;)A;)P ;)ITJT;)P ;)UOTS!A!PUO::lBI !UO!Sl;)A ;)A!SS;)::l::lns;) 5;6 SMOPU!M. iuoqo T;)U ';)1;)1 BTPP nuom !Ti5uoo ~::lS!P udord ! ;)l;)P!A!PUO::l rod TlBmi5guO::l BZU;)llBd m pi5 ouos ;)l;)l Tp TA9B};)do !UI;)lS!S ! ;)llU;)W
811JIP 8UOISI!\IPU08
0~1!I T~P ~UOlSTAlpUO:J
BIPP ~UOlZBA1HV
\'t'n .,!.:I
L '9'1:1:
°SMOPU!M A10P;)lTP BIpu BA01l TS lJxlJ02jJd!u!M ;)T!J II 0(q8£oU 0i5g !plJa) 2ifuo:Jd[ !P ~l!pq!ssod ;)SS;)lS ;)I ;) TUOTZBUI10JUI;)SS;)lS ;)1 B::lgBli5 ;)lS;)A UI ;)::lS!UlOJ ;)q::l 'i5j:Jd!U!M All{qn,l ;)q::lUB ;)1U;)S;)ld ~ !A!SS;)::l::lns;) 5;6 SMOPUTM. 1U;)!P I;)N °BSS;)lS BP;)q::lS BIIns OlB::l!PU! olpnb noo ;)l;)P!::lU!O::l;)A;)P ;)q::l 'BP;)q::lS BIPP ;)VW Ozz!l!pm,T THBJUI;)::lSTU10Jmdmo ons :;)l;)l !P BP;)q::lS BIPP ;)UO!ZBIIBlSU! ancrroo Bl ;)1B::l!]!1;)Arod BlBzzl{qn ;)q::lUB ;)1;)SS;) ond 2ifuo:Jd [ AlTIqn,T BlBTli5Bll;)P BUI10] BII;)N
n
uep 8UO!SSlwseJl
O"f£
Reti locali
311
Binding
II collegamento dei componenti di rete su livelli diversi per consent ire la comunicazione tra questi componenti e definito binding. Tramite la configurazione del binding, un componente di rete puo essere 0 meno vincolato a uno 0 pili componenti di rete sopra 0 sotto di esso. Per esempio, in un client Windows 95 e successivi in una rete su TCPjIP, il componente driver della scheda di rete sara in binding con TCPjIP ......Nome scheda, il quale a sua volta sari in binding con il Client per reti Microsoft e con il servizio Condiuisione file e stampanti. II TCPjIP ......Scheda di accessa remota, utilizzato nella connessione a Internet tramite modem, non deve essere invece in binding con il servizio di condivisione (fig. 11.35), perche cio aprirebbe una porta a eventuali intrusioni via Internet. Fig. 11.35 Configurazione del binding per Tep/IP - Scheda di accesso remota.
Percorsi di rete
Analogamente al metodo che si utilizza per individuare la posizione di un file in un file system locale di tipo Windows (per esempio mediante il percorso e nomefile C:\Documenti\Reti.doc), esiste una forma per indicare la posizione di un file in una rete di computer Windows. Tale forma e del tipo \\nomehost\percorso \nomefile Per esempio, se nella rete esiste l'host Docente che ha condiviso la directory Documenti con il nome di condivisione Documenti, la posizione del file Reti.doc presente in tale directory sara identificata dal percorso di rete \\Docente\Documenti\Reti.doc Si noti che Ie unita logiche condivise sono indicate nei percorsi di rete con il nome assegnato in fase di condivisione e senza i due punti che si utilizzano nei percorsi locali. Per esempio, se nella rete esiste l'host Docente che ha condiviso l'unita logica C: con il
-UIU1S;)UIOU\lsm.[;)UIOU\\ ';)1;)1 ~P OS10:)1;)d -UT 0
V1]20!sl"V1.lOd
odn
';)lnud ;)l;)SS;) ;)A;)P ;)lP
Ir ;)lU;)UIpmm~UI
0PUB:)!P
12un122y opueuorzojos
;)1;)1!P ;)lUBdUlB1SBI oranpixrput ;)I!qrssod ,? O.8B:) oison b U! :;)lUBdurB1S BII;)P ~l;)!ldOld ;)lI;)P 1]2VUiJa ;):)OA BlI::m :ns VdUlV1S ;):)OA BI ;)lU;)urBAISS;):):)ns OpUB:)!JrpOUI 'druos !P BUIUlUl'BOldun uoo 0 (":):);)'iJJUVdUlVJS !2un12 -2y) SMOPurM. !P arnpooord ;)IBurl0U UI noo ';)IB:)OI ;)SSOJ;)S ;)UIO:) ;)lUBdurB1S BI ;)lUlIB1S -Ul ;)IIqlssod ? ;)lU;)UIUAllBUl;)HV '(L£'n ''B!J) ;)luudUIU1S BI BnpIArpur ;)lP ;)1;)1 !P OSlO:) -rod II ;)l!UlPP U OU!S ;)1;)1 !P ;)S10S!1 ;)1 rod opuBlI'BOJS ;) ;)UOIZUIIU1SUlrp B11S;)UlJBAi1UI -;)1 Blpu iJJiJ.I1P iJJUVdUlVJS 0PUBUO!Z;)PS '1;)1 -ndrnoo pu ;)UO!ZBI!B1SU!nns BI BUUSS;):);)U? BU!q:):)BUlBIHu,un ~P ;)lUBdUlB1SUI ;)lUZZ!l!ln l;)d 'BSS;)lS ;)lUBdWB1S BIPP cuotsrxtpuoo BI msodun IS (1?JiJ1.1do.lJ0) "'iJU01S11l1puoJ OPUUUO!Z;)PS;) ;)lUBdUIB1SBIIns 011S;)P OlSBl l! UO:) OPUB:):)IP opmb BI odop '(v17£'11 ;) v6Z'11 ''B'BIJ);)m I .rod ulTn'B;)Snmpooord BSS;)lSul ;)l~n'B;)S;) ;)A;)P !S IArSS;):):)ns;) ~6 sMopurM. lU;)!P I;)U ;)lUBdUlB1S nun rp ;)UO!S!A!PUO:)BI ;)lUA!HU l;)d
'a)UlldmBjS Bun Ip aUOlZlllIBjSUl,] lad oicr rp osroorcd pp B:lla:Jr~
Lt'n .,!.:I
'(9£'11
''BT])
;)1;)1 Ip OS10:)1;)d I! ;) ;)luzz!llln Bp Ul;)n;)1 UI B11S;)U!JBAqUpl Blpu OPUB:)!J!:);)ds ;) "'iJJiJ.I 1P 1?1Iun tneuuo.)/pUiJUln.lJS ;):)OA BI iJS.IOS1.1 D.l0Zds'jJ Ul 0PUBUOIZ;)PS U1BZZIIU;)1;)U;)IA';)1 -U;)UBUll;)d 0 B;)UBI0dUl;)1 ;)l;)SS;) ond ;)q:) 'Bl -lU:)S;)P srnpooord B'l 'BS!AlPUO:);)lU;)UlB!AAO (':):);) 'OAO 'WO~OJ 'AIOP;)lIP ';)UO!ZIllBd) B10Ul;)1 USI0SU Bun ;) (7 Bl;)n;)1 BI otdurosc rod) ;)IB:)ol UU!q:):)BUlul!ns ;)l!qIUods!p B:)I'Bol ~llUn tp oAllB:)T]llu;)pr un Bl1 cuorzmoosseun B1B;)1:);)U;)IA !n:) UT 'tumnddmu. 0 2u!ddvUl B1IU!PP ampooord Bun ;)luzz!llln ;)l!qIssod ? ';)IB:)OI ;)SSOJ ;)S ;)UIO:) (":):);) 'OAO 'WO~-OJ 'oosrp) B10Ul;)1 ~l!un,Un ns ;)lBI0AUI l;)d
1U01Zdo
non
iJU01ZVU1JSiJP
A/l/'J{Mq/:)/ \ pd\;)lU;):)0P\\ :B'B!l ;)lU;)n'B;)SUl ;)lU;)U;)lUO:)q:)lUq
;)m
'BlUlllddBm
B]
lad BljSaUld
9t·tt .,!.:I
iJU121.10 0pUVUlOJ *' *\llU;)WmOp\::) Ado:)x
un 01B;)1:) ;)I;)SS;) ond
'(umuuos/ar
-nuo] U! US~A!PUO:)BlS ;) B1SIS;)AI01:);)1~P ;)IBl ;)q:) OSS;)UlUlB)iJJUiJJOa roinduroo PP [JJ mourcr AlOp;)np BI!;)UPUiJUInJOavJ ;)IB:)OIAlOP;)lIP UIPP 0lnU;)lUO:) I;)P ;)IUl'B;)lU!dropnq un ;)lm'B;)S;)rod O!dUl;)S;)l;)d ':):);)'IUlUlBl'BOld ;)lm'B;)S;)';)I!J arerdoo rod ;)lBZZ!lUUI01nBcrnpcoord ;)I!;)P creoro rod (mq ;)UOISU;)lS;))Ip1Bq !;)U llBzzlllln ;)l;)SS;)ouossod ;)1;)1Ip IS10:)1;)d I
;)m
:)0P' q;)~\llu;)UImoO\J\
pUiJUinJOavJ
;)lU;):)OO\\
;)1;)1lp OS10:)1;)d IBP B1B:)!JI1U;)PI~lBS lS0q ;)IB1 !P AlOP;)l!P Blpu ciucsord JOP'!JiJN ;)1T]PP ouorzrsod BI 'J ;)UO!SlAlPUO:)!P ;)UlOU !l8P 8UO!SS!WS8Jl
Reti locali
Stampanti di rete
Se in una rete il carico di lavoro di una stampante connessa a un computer e piuttosto elevato, la stazione che funge da print server e di fatto inutilizzabile per il normale lavoro, in quanta risulta rallentata dal lavoro di stampa dei vari documenti che a essa pervengono tramite la rete. In tale situazione e sicuramente appropriato l'utilizzo di una stampante di rete, e cioe di una stampante dotata di un'interfaccia verso la rete che la rende una stazione indipendente della rete stessa. Per esempio, in una rete Fast Ethernet 100BaseT su TCP/IP la stampante di rete e connessa direttamente all'hub tramite la propria scheda di rete e dispone di un indirizzo IP che puo essere fisso oppure ottenuto mediante DHCP. Poiche ogni stampante di rete possiede caratteristiche e compatibilita con protocolli di rete differenti, non e possibile in questa sede una trattazione pill approfondita dell'argomento.
11.6.9 Condivisione dell'accesso a Internet In una rete locale connessa solo occasionalmente a Internet mediante il modem 0 la scheda ISDN di una sua postazione e possibile accedere contemporaneamente a Internet da tutti i computer della rete, utilizzando un opportuno software di condivisione. I meccanismi di condivisione sono svariati e differiscono tra loro a seconda che la rete sia paritetica 0 basata sui server; in questa trattazione ci limiteremo a considerare un metodo di condivisione per i due casi. Si tenga in ogni caso presente che nell'accesso contemporaneo a Internet da pill postazioni il flusso binario disponibile e frazionato sugli utenti connessi, e pertanto ogni singolo collegamento risulta pill lento del normale in ragione degli utenti collegati in quel momento; a cia si puo ovviare parzialmente escludendo i contributi multimediali dalla navigazione. In particolare tutti i programmi di navigazione possono essere configurati in modo da non caricare Ie immagini, che possono essere visualizzate singolarmente quando necessario cliccando con il tasto destro sui posto vuoto e selezionando una voce del tipo Mostra immagine. Condivisione connessione Internet
In una rete paritetica basata su Windows 95 e successive versioni, e possibile attivare la condivisione della connessione a Internet senza software di terze parti, a patto che il computer dotato di modem 0 di scheda ISDN sia anche dotato di Windows 98 Second Edition (0 successivo), il quale assicura la presenza di un modulo software dedicato allo scopo. Tale modulo e denominato Condivisione connessione Internet (nel seguito CCI), e si installa con il percorso Pannello di Controllollnstallazione applicazioni/lnstallazione di Windows/Accesso a lnternet/Dettagli ..., spuntando la relativa casella e cliccando su OK. Durante I'installazione viene creato un floppy di configurazione che dovra essere utilizzato dai client che vorranno utilizzare CCI, i quali devono disporre di Windows 95 0 successive versioni e di Internet Explorer 0 Netscape Navigator (versione 3 0 superiori). La funzione del floppy e quella di predisporre i programmi di navigazione e di gestione della posta elettronica per connettersi tramite la rete locale; la stessa operazione, in caso di necessita, puo anche essere eseguita manualmente individuando un'apposita finestra di configurazione (dove deve essere presente una voce del tipo «accedi a Internet tramite la rete LAN»). I cambiamenti introdotti da CCI nella rete sono i seguenti: caso rete o lllrete,
-
nel computer in cui e installata CCI, alla scheda di rete viene associato l'indirizzo privato IP di classe C 192.168.0.1 con subnet mask 255.255.255.0; nella stesso PC viene installato un server DHCP che distribuisce gli indirizzi alle altre stazioni della rete; al momenta della connessione a Internet il PC in possesso di CCI attiva il routing IP verso Internet per i PC della LAN (per i quali 10 stesso computer e il «gateway predefinito», e cioe il router IP da utilizzare per colloquiare all'esterno).
313
:l;}Ul;}lUI U otrorssaunoo ulPP osn,l OU!lS;}nU ;}q:) ;}I!J OUOlS!S;} UOU :D;) Ip ossossod ill ;}UO!ZUlSod uIIuP oloS UlUAlllu ;}l;}SS;}ond 'prossssnd Up nnoiord ;}S'u;}uulOdm;}l ;}uorSS;}UUO:)ul cqo oirej I! rod ;}lP ;}UUUll 'l;}Ul;}lUI U TSS;}:):)Uq'ilns 0IIOllUO:) ;}lS!S;}UOU :mO!ZUlIUl!1 !lU;}PIA;} muosard
';}q:)q;}l!lUd
q;}l
;}lo:):)!d .rod unupu
'I;);)
-
-
;}uorznlOS u'1 Jal\.las JixOJd
'(J8£' 11 ''ill]) D;) !P ossossod U! roinduroo pu 'l;}Ul;}lUI U ;}UO!SS;}uuo:)ul odop '3lDOll opuntnoo [I opuezzqun ;} (Q8£'1l ''ill]) lU;}!P T;}U ZjJd!U!M 0puuzz!l!ln '(v8£'1 I ''ill]) I;);) Ip ossossod U! romduroo PP VpiJ1jJS iJUION +- cII/cIJ.L ;}uo!zum'ill]uo:) Ip U1lS;}Ul]ul 0PUUillWUS;} OlU:)lj!l;}A ;}l;}SS;}ond oncp OluunO
"{;:);:) Tp J1l
OlU~WllUOTZUllJ
dATjll(dl dllS~u)d
st"ll "lit:t
1;JUl;J1UI II ;JUOISS;JUUO:> lljl;Jd
AllM;Jlll'Bjll
;J1U;JWll;JDlllOdW;Jl OlllU'B;JSSll
dI OZZP!PUl, j
~90l"89Tn~1 (::»
~~~~~
to':
__ ~O~~G~~9
I
..,..."__.........,,~_...,,,;I~I'I~.s
p
SSZ" 5SZ .
s5zI
l " 0 "99l" Z6l1
~~...;..;;..;...,..:....",,~.J~l
StiOtlOa SOI~N ~I:I
..J 1JlQ~ ff._~-_".--,_~."......_.,...I
dl~1:I
SOI~~I~S
~_..:...;.~_~:,lopou~J. C!SNCI_S ~~~~~~~~1i_~
lJOO!.!-M
nap aUO!SS!WseJl
Reti locali
-
315
non ci sono opzioni di filtro ne a livello di protocolli consentiti, ne a livello di 'utilizzo del singolo protocollo; non esiste controllo suI server DHCP.
Per tali motivi, nei casi in cui e desiderabile un controllo centralizzato dell'uso di Internet (come per esempio in un laboratorio scolastico), e necessario ricorrere a soluzioni evolute, tra Ie quali la pili utilizzata e l'installazione di un proxy server su un computer gestito dall'amministratore di rete (tipicamente il server di rete 0 un computer espressamente dedicato al compito). Come rappresentato in fig. 11.39, un proxy server e un modulo software che intercetta ed esaudisce le richieste verso Internet dei client ai quali e abbinato, conservando tra l'altro per un certo tempo i file caricati da Internet in una cache locale, in modo che siano consultabili immediatamente all'evenienza da tutti gli utenti della LAN.
Proxy server
La maggior parte dei programmi per Internet puo utilizzare un proxy server, purche tale opzione sia abilitata dall'utente in un'apposita finestra; in fig. 11.40 sono mostrate una schermata dell'installazione di Microsoft Proxy Server 2.0 sui server di rete e la relativa finestra di configurazione di Internet Explorer in un PC client.
Client Installahon/Configuratlon
A..::t
~
[==..~.._-~~
lI_auomatic~
OK
(c)
Fig. 11.39 II modello del proxy server per l'accesso a Internet.
Fig. 11.40 (a) Finestra dell'installazione di Microsoft Proxy Server 2.0; (b) configurazione di Internet Explorer in un PC client.
';}WOUOlnu ;}ZU;}:)~I~P OI;}WnU OSS;}lS oIPP OU;}W UlSO:) UZU;}:) -II9Jnw ;}UO~ZU:)IIddu,un :;}q:)IWOUO:);};}q:)UU OUOS ;}l;}1 ~P ~UO~ZU:)IIddu ;}I 91:) U ;}IHO 'I;}AI;}S Ins oIoS UlUUlO~l1l1U;}I;}SS;} ond uluz~IUIlU;}:) ouotzuoqddeun 'OlOAUI !P crrorzaisod eunosmo ns ;}lUMlJOS II ;}IUUlO~l1l1U ;}I;}AOP ~P ;}:);}AU! 'ordrnoso I;}d 'IUorSU;}~P !PUUl13 Ip 9;}1 ;}H;}U onrurerdos ';}WOUOlnu ruotznoqdda ;}IPP ;}lqS;}l1 up II!:)U] nrd OUOS oiar ~P morznoqdda ;}! 'IUO!ZUWlO]U1 ;}IPP OlUZ~IUIlU;}:) OlU;}WUU~ZZUl1Ullilli!,Ired AlOP;}I!P uun 0 osaqerep un OUOP!AIPUO:) usonb um 'lU;}~P ms ;}P;}IS!I cuorzaoqdduj :UW;}lSIS ~P ;}IIJ [;}P ;}UO~S!AlpUO:)~lU;}~P !ns ;}llud ;} I;}AI;}S Ins ;}P;}!SU ;}UO!zu:)IIddu.IPP cired :1;}AI;}S/lU;}~P urnucuqcre ~lU;}~P 0luI JUP cmom U!:):)U]I;}lU~,Un uoo ;}lU;}wu;}uuHnwls un ns nrodo ouorzsoqddej :uluzz~IUIlU;}:) UJnH;}llq:)lU OUO:)SIl1UI;}lUlIA lU;}TP I
rnru ;}I;}AI;}S
:!SI;}A~P OlU;}Wuuorzun] ~P ~pow OUOlSIS;} ;}l;}1 Ip IUOIZU:)IIddu ;}IPP OlIqWU,JPN ';}lU;}wu;}uullnWIs !AI;}P;}:):)UIp nuom ntd U ;}1~lU;}SUO:)rod amouransodda IlUH;}l1Old !AIlU:)IIddu nnuraniord ;}luzTIJpn opqrssod ? ;}Iu:)oI cior nun oirurerj,
'NV! uIpu ;}lUUIlU;}O:)!IJull I! opuanpj o opuezzqerre ezzornots uI ;}:)S9UUIUB ;}q:) '(« o:)on]UIIl1Ul ornur» ;}lU;}U1IUI;}H;}J)7lvl'AiJ./,y OlUU!Ul0U;}P ;}IUMlJOS 0Inpow un ;}lUUIP;}Ul NY! UI;}lID,I ;}1;}l1l1;}lOld Ip ;}H;}UlI;}d I;}AI;}S AXOld un rsao IUmIu u~ ;}q:) OHU] IU ;}IUUU;}:):)UoWIHn up ;}A;}P ~S 'lU;}IP !;}P "?lIAIHu,IPP 1101 !P ;}{g onretpcur o ;}IU;}I odtnoi m orl1l1UlOl~UOW '(prozossed nun Ip ;}UOISS~WW!,IIUOluu~pIoqns ;)lU;}WlunlU;}A;} OSS;}:):)UUO:)) oincm rod 0 (ill OZZ!IIPll!,IIU 0 ;}WOU IU ;}suq ur) UIDl.P:)UW rod UlU~ZU;}I;}J]~P~H~I:)S;}P urdos Ul"[IJ I;}P ouotznmstjuoo ~([dUi ;) diz 'iJXiJ ;}UOISU;}lS;}noo ;}{g !P puoIuMoP J! orrpcdun rod ordtncso rod) IlU:)UU:)S :U;}SS:-Jouossod ;}q:) ;}Ig Ip rdn InS Ollm ~;}FIIqulS;}ld ;}AU!q:) ;}IOIUd ~P oisoi pu UZU;}IIO:):)o,lIu ;}suq UI q;}M, IlnU;}lUO:) I;}P olHY ~(':):);} 'dl.NN
'dl.~
~9UZZ!IOlnu uou q;}M, !Z~I!PU! !P ;}UO!Z!uY;}P 'dl.l.H) rrezzuoine mO:)OlOld I;}P ;}UO!ZUF~PP -
:"?l!Iuuo!zun] nuanfios ;}I ouopnpur '.1iJa.liJS t(xo.ldJ xuutnnduury ;}UlO:) 'Ilu:)9sgos nrd tnopord I 'oluzzTIIln onoqooud I;}P npuoocs U ;}lnloA;} OU;}W 0 nrd Oll{g ~P ;} O~l1l1UIOl~UOUl~P ~uo!zun] OUOlS~S;} '91:) U ;}lllO 'I;}AI;}S AXOld onuran OSS;}:):)u,1rod 0 .romor ;}lIWUIl OluU~WU:)s~U1 OSS;}:):)U,Irod '(':):);} 'ruunje 'o!:)!IJn ';}lU;}:)OP osn U otdurosc rod) OnU] ;}U;}~A;}U ;}q:) oZ~Iqn,lIu ;}suq UI 'I;}lndwo:) un:)SBI:) ;}IUml1Yuo:) ;}I~q!ssod ? osno oisonb UI ~!sav romor oimran iouraiuj U ;}lU;}uuuu;}d ;}UO~SS;}uuo:) aun !P ouodsrp UlU:)!]!Sl;}A!P NVi unn optranb ordmoso rod curoo '!UO!ZUln13 -guo:) !lUIO:)qlud trt ;}Ipn UPA!l IS "?l;}udOld ;}Iuuuq ulS;}no ';}l;}1 !P roxrcs Ins OSS;}lS AXOld I! ;}lUl!l1 OPU;}:)U] UOU aiuaurooqdurcs lU;}II:) curqooeur ;}IIU OlUl1;}U;}I;}SS;}ond ;}q:) 'iourciuj U OSS;}:):)U,I0101 U1 ;}lUlU;}WUIOl1;}l!P 0130nI ounrd UI ;}lU;}SUO:)roxros AXOld un !P ozz~l!ln,i
9it
317
Reti locali
u
Indica gli indirizzi MAC validi:
[AJ 00-20-AF-F8-E7-71-12
20-AF-F8-E7-71-L2 ~ 00-20-AF-F8-E7-71 DO 12-20-AF-F8-E7-71 [TI 20-AF-F8-E7-71
[IJ
Le caratteristiche a livello fisico di una rete 10BaseT sono: [AJ stazioni collegate a bus. [IJ
connettori RJ-45.
~
cavo coassiale thinnet. DO stazioni collegate a stella con hub. [TI cavo UTP.
: I
Completa Ie seguenti frasi. a) Le cinque categorie di cavi UTP sono: cat. 1: comprende cavi adatti unicamente
alIa telefonia cat. 2: comprende cavi idonei alia telefonia analogica e digitale, nonche alIa trasmissione dati a bassa velocita; cat. 3: comprende cavi adatti a essere usati nelle reti .... a 10 Mbit/s e Token Ring a 4 Mbit/s; cat. 4: comprende cavi idonei a essere usati nelle reti a 16 Mbit/s; cat. 5: comprende cavi adatti a essere utilizzati nelle reti Ethernet a .... ......Mbit/s su distanze fino a 100 m. n
.;
b) Per creare reti con architetture complesse 0 per interconnettere tra loro LAN che implementano standard di tipo diverso, e necessario utilizzare dispositivi di interconnessione, indicati genericamente come In base al livello ISO/OSI di competenza, dispositivi di 'interconnessione sono indicati come: bridge (livello router (livello ); gateway (livello n.'
n •••••••••••••••
n
);
.).
c) La connessione di due soli PC su rete Ethernet puo essere realizzata senza bisogno di hub. I computer possono essere connessi , per esempio con una rete lOBase2, oppure con una rete che richiederebbe in teoria un . . come per esempio 10BaseT 0 lOOBaseT. In quest'ultimo caso e possibile collegare direttamente Ie schede di rete delle due stazioni utilizzando un cavo . incrociato, detto anche cavo nn
••••
,
Completa 10 schema in fig. 1 relativo allo standard IEEE 802.3, indicando per ciascun tipo di rete il mezzo trasmissivo utilizzato. 5
Applicazione
4
?
3
Rete
2
?
Fig. 1
? MACIEEE 802.3 I.'
[IEEE, Fisico /802
FOIRL, IOBaseFP. IOBaseFB.IOBaseFL ?
AD
3D
AD
3D
AD
3D
AD
3D
AD
3D
O;)lUBdunqs mrdord Bl ;)l;)P~A!PUO:J;)lU;)UlB!lBS -S;):J;)U;)l;)AOP BZU;)S;)lYudord ~ ;)l;)P!A!PUO:J!P ;)l;)P~:J;)P ond ;)1;)1 U~ OSS;)uuO:J86 SMOPU!M ~P OlBlOP uoo oiucm UD (a
oa
B1qg ;) d..LD ';)IBISSBO:J;)lBZZ~IT1nouossod
°B:J!nO tOlO8 tItItII !1;)1 ;)'1 (p O:)VW OIpA!l
!P OIIO:JOl01d OSS;)lS01 OUOP!AlPUO:JlO8 tItItII 9;)1 ;)1 ;)lln..L (::J -oumd lp IpBUl1B q'il ;)n;)UUO:J O!'il'ilBlqB:JI;}N (q -l;)lU! O~lOSU;)ldUlO:J!P ;)IBS10P BI 01Bmnnl1S
°B1Bl:JUBllqs;)UO!SS~UlSBl1 ~P B:J!U:J;)lBl OUBZZm1nd..LD lAB:J I (v
co;
'li!:I
i. g.lOlPUUO:)
81=£
12.1 Tecniche di routing
F
F F F
Come gia detto nel par. 10.1.7, una rete geografica, 0 WAN (Wide Area Network), e tipicamente costituita da due componenti distinte: gli elaboratori (host 0 end system) e la sottorete di comunicazione che Ii interconnette. Quest'ultima consiste a sua volta di due elementi: Ie Iinee di trasmissione (dorsali), che possono essere di tipo commutato o dedicato, e i sisterni intermedi, e cioe i router. Pili sottoreti, diverse dal punto di vista dei protocolli utilizzati, possono essere poi interconnesse per mezzo di gateway in una internetwork. II compito dei router e quello di gestire la commutazione nell'ambito della WAN di appartenenza; per svolgere tale compito essi devono: - conoscere la topologia della rete; ~ scegliere il cammino dell'informazione (routing); - gestire il flusso dei dati e Ie congestioni (flow control e congestion control). II modo di operare dei router dipende da come e organizzata la sottorete di comunicazione, che puo avere un funzionamento interno orientato alia connessione 0 senza connessione (datagram). Nel primo caso esiste una procedura di setup della connessione, in cui, sulla base di apposite tabelle di instradamento, viene stabilito un cammino (circuito virtuale) tra sorgente e destinatario; i router che appartengono al circuito virtuale memorizzano la linea d'ingresso e quella di uscita assegnate aJ circuito, e quando ricevono i pacchetti dati, contenenti un identificativo del circuito virtuale, Ii instradano di conseguenza (tutti nello stesso modo). Nel secondo caso i router si Iimitano a instradare, consultando Ie proprie tabelle di instradamento, ogni pacchetto che arriva sulla base dell'indirizzo di destinazione contenuto nel pacchetto, decidendo di volta in volta come farlo proseguire. Un algoritmo di routing e quella parte del software residente su un router che decide su quale linea instradare i .dati ricevuti. In una sottorete basata su circuiti virtuali I'algoritmo di routing viene applicato solo nella fase di setup del circuito (session routing); in una sottorete datagram I'algoritmo di routing viene applicato a ciascun pacchetto ricevuto. La scelta di un algoritmo di routing deve essere preceduta dalla definizione di criteri misurabili sui quali basare Ie decisioni relative all'instradamento. Parametri possibili sono: -
il numero di saIti (hop) effettuati, e cioe il numero di router attraversati nel cammino dalla sorgente al destinatario; il costa del cammino, e cioe la somma dei costi di tutte Ie linee attraversate; la lunghezza fisica del cammino; il tempo di transito stimato.
Per esempio, scegliendo come parametro il numero di salti, I'algoritmo di routing instradera ciascun pacchetto in modo da ridurre i router attraversati, compatibilmente con 10 stato della sottorete.
"Ji111(BLU1llO lp
Oldpm1d 2:"2:1 "lJ!.:1
~:JIpUl UO:>Ol~qI1:1un BUllOJ ~UOIZBuqS~premer un U .romor I rum up IIUUl910 ~UIUlUlU:J ~~p ~Ul~~SUI,I~l.p ~l~P~.A ond IS '~lIIuUlIno Ip OId!JU!ld PP uzu~nil~suo:J uncrrp ~UlOJ "~IUUlrnO~UlO:JOlU:JIpU~on~nb Ip ~lOqil~ )[ ~ lUll OUIUlUlU:Jun ~q:Juu ~qq::l1USI:J U10nUUUl '» ~I un ~IuU1Ino oumrurao pp oirad ~lU~:JUJoIpnb Ip ~lOqil!Ul )J o [ un (rn "ily u~ OlU~ilil~null) OUIUlU!B:JOllIB un oqqoras IJ 'ossoj UOU rsoo ~S tzz: "ily) OSlO:Jl~d OSS~lSoI ofiun] ~pu:J )[ ~ [ an ~IUlU~nOOUIUllUU:JE ~q:Juu ulOIlu ')[ remer IU I remer IUP ~IuUl9l0 OU~UlUlU:J Ins ~ [ romor un cs ~q:J ~:JS~Equls~ VmVUl!J1o !P oidrnrud Ip ~UlOU E opucrd ~UOIZUlUl~JJu:1"IS10:Jl~dqUl ns ~IU1~U~il~UO!ZU1~PISUO:J ntrn ~lUJ ~Eq~s -sod ~ '~IuUl~no rsroorod ! ~lUU~Ull~l~Prod 0lUZZII9n OUllllOilIu !P odn IUP oiuouranroptrodrp -u~ ~ '(ollIU 0 OlSO:J'!lIus) O:JY]UllII ~lUZZ~Ul!110 rod 0luzzIEln 01l~UlU1BdI~ BIS~nbunluno
"( tz: "ily) IUll!lOilIU!P ~ssup ~IUl up ~IUUO!ZUlntd OpOUl~ nrezzqnn ~U~~A~q:J U~IiluUlU BIiloIodol Bun ~IUA~ld~AOp'~l~lOnOS nun Ip ~Ul~lU~md nred ~n~u ~:J~AUI~luzzIEln ouos ~:JIUlUUIpIUll!lOilIU qil ~ol~qlu pu u~ilOIOdol uI ~IUA~ld ~AOp '~l~lOnOS nun tp oqouojuod nrd urad ~IPu 0 '(NV! Ol!qUlU~ O!dUl~S~rod) !UO~SU~Ul~P ~I0:J:JIdIp nar ~IPu quzz~Eln ouos tonms rml~loillu !Iil 'omcureotdtj, "IlU~I:Jyp 1)Id ~q:Jl~d ~pUO:J~SI 'romor I~P ~SlOSl1!P IUIlUl~l u~ qU~ilIS~ OU~Ul~ ~:J~IdUl~S ntd oqorcd 'rurud I ~~l~lSIS~!P ~UO~Ul outraq IUll!lOilIUIp tdn I !qUlUllUtI "(~luuoqs~iluo:J 0 ~lsBnil ~~uq 'uriloIodol Ip !UOIZU~lUA'ootjjnn) ~l~l uIPP lUO!Z!puo:J ~n~p ~suq unns ~lU~UlU:J -nauromn ~lUU10!ililu ouos BU~lnol Ip ~n~qul ~I ~n:J UI 'uuunmp» 0 'PIUlVU!p !Ul1!.IoiI/v ~~U1~lS~qU~Al~lUI OAIuSOUU!qUlU:Juou ~ 'remer PP ~UOIZUUlUlUlilOld ~p ~suJ u~ ~l~U~pp ouos iluqnol Ip ~IpqBl ~I !n:J m '!(l11V1WPVuou 0 'FJ11VJS !Ul1!.IoiI/v :qBlu~UlUPUOJ~!loil~lU:J ~np Ul OUOP!A~P!S iluqnOl ~P IUll!lOilIU!ID
lSOH
EJ
O;)lUI1lU1PilUljnOll! ;)JlqBI(ilISUO;) ~ mo Ul BUOZ
"O::JIUIBmp d O;)IIB1S iluljno~
1"n
1I!.:1
0(:£
Reti geogratiche
321 Fig. 12.3 (a) Rete di router e (b) possibile sink tree per iI router A.
(a)
(b)
nella destinazione. Questo albero, illustrato in fig. 12.3, dove la metrica usata e il numero di salti, viene chiamato sink tree (albero a pozzo). Si noti che il sink tree non e necessariamente unico; possono esistere infatti altri alberi con Ie stesse lunghezze dei cammini. L'obiettivo degli algoritmi di routing e determinare i sink tree di tutti i router, per poi utilizzarli per instradarvi i pacchetti.
12.1.2 Algoritmi statici Fixed directory routing
11fixed directory routing prevede che ogni router abbia a bordo una tabella d'instradamento che associa ciascun router da raggiungere a una linea di uscita, e che tale tabella sia scritta manualmente dal gestore della rete trarnite un'operazione di configurazione del router. Questo approccio, spesso utilizzato in TCPjIP nelle parti non mag.Iiate della rete, irnplica un intervento del gestore in caso di guasti e non puo essere utilizzato per reti complesse. Short path routing
L'idea della short path routing, 0 routing a cammino minimo, e semplice: un host di gestione della rete mantiene un grafo della rete dove i nodi rappresentano i router e gli archi le linee punto-punto. All'avvio della rete (0 quando ci sono variazioni nella sua topologia) l'host applica al grafo un algoritmo per il calcolo dei cammini ottirnali tra ogni coppia di nodi e invia le informazioni in suo possesso a tutti i router sotto forma di tabelle di instradamento. Flooding
La tecnica del flooding (letteralmente «inondazione»), concepita per reti militari a prova di sabotaggio, consiste nell'inviare ogni pacchetto su tutte Ie linee tranne quella da cui e arrivato. II flooding puo essere utilizzato nel routing dato che sicuramente ogni pacchetto raggiunge tutti i router e quindi la sua destinazione, ma presenta l'inconveniente di generare un numero enorme (in teoria infinito) di pacchetti. Esistono vari metodi per ridurre il traffico generato: -
-
-
si inserisce in ogni pacchetto un contatore che viene decrementato a ogni saIto; quando il contatore arriva a zero, il pacchetto viene scartato; un valore iniziale appropriato e il massimo numero di salti presenti tra due router della rete; si inserisce nel pacchetto un identificativo del router da cui proviene il pacchetto con un numero progressivo; i router memorizzano tali informazioni e quando vedono 10 stesso pacchetto per la seconda volta 10 scartano; selective flooding: i pacchetti vengono trasmessi solo su linee selezionate che si dirigono nella direzione della destinazione.
Em
6 0
6 ZZ
(q)
PZ
ZZ
6Z
n:
L
H
)J
0 9 6! O£ 8 61 1£ OZ
01 ZZ 61 1£ 01> ZZ VZ 9£ 8Z TZ
vI
IZ
0 OZ 1£ OZ
6
IT
L
a 81 9£ 1>Z
LI
(v)
7 )J
J;)lnO~
(]D
[
J
H D
V
0
II
zr
:J
81 £Z 1>1 01> ~Z
V
d :;]
a
"[ J;)ln01 lBp ;)lnA;):>U
rod
lUOlZBill10jUl (q)
Oplll111f
o
;)1;)~
(v)
to·Zt .,!.:1
un ~ BZUElS~pEI '9IES ~BP ElEp ~ B::JUlmIIBI as o~U~::J~A remer ~BP BZUBlSlP Ens BI B::JSOUO::J remer un::JSE~::Jalp oumssa OUll~IOllIB/l °OllIB 0 0pIBl~1 I~ 'IllBS ~P oroumu I! orossa ond ramer unosmo up EZUElSlP EI al!U~pp lad BlBzzqTln B::JulaUl B'l °Bpallumll:ilBJ lad :l1Bzz~Iqn Bp Bauq BI a ouotzmrnscp ~u:ilo lad anuosouoo BZUBlSlP alOTI:il~UlBT aluaualuO::J (rorocx) EnaqBl Bun B:ilualuBUl .romor UnJSB~::Jalp apaAald '(ZOJ010..lJ 10U..IolUI lJU1mON) dnl aUlOU
E UO::JlaUJalUI U~ OlBZ~Eln '(BZUBlS~p~JOllaA InS OlBSBq :iluqnOl)
lJU11nO..l unoea
oJUV1S1P
)3U!lnOJ Jopa/\
II
a::lU8lS!O
°aWl::Jsap oimsos ~p ouos ~UO!ZBlUaUlaTdUl~ qndroutrd anp aT ~laUJaluI aUlO::Jossojduroo nar anau cssorcnn alO!ll:ilBlII !P ojpnb ~ Ol!nqllls~p :iluqnol II °OluaUlEpEllSU~ !P anaqEl aT aIBUJO!ll -:ilB pB ounssooau !UO!ZEUJIOJU! al ISOpUB~qUlE::JS oUElOqBn0::J ITBnb I 'alaI EIPP .romor ! niru ns Ol!nq!llS!P OpOUl ~ alBZZ!TBalouos ::::O"M,TPP~lqBUO!ZunJ aT :Onnq1.11s1P Sunno: ~lalnOl ullB uoo lUO!ZBUlIOJUI alB!qUlB::JS szuos oiuaurep -BIlSU! Ip anaqBl oudord aT oiuopuodrput OpOUl u~ ETo::JTB::J .romor ~llo :OlVZOS! '3U!mO..l ~lalnol ~E a::JS!nqulS!p aT a olUaUlBpBIlSUl Ip anaqBl aT BTO::JTB:) 'romor !BP ~OTZEUl oururoddo aT opuaAa::Jll B1BUJO!1l1lBauaquBUl BI 'alaI BTPP B!llOTodOl EI oosouoo '3U1mON) :::>:::>"M UTIIp EzualsIsa,I onoddnsord :oJUZZ!1V.i.1UoJ Sunno« -lOJUl
alp
>lU!l
'(..IiJ1UOJ Z0..llUOJ
:ld9 all !P arosso ouossod I::J~mBu~p!Ull~IOllIB~TO °Bssals Bnap oiucureu -O!ZUTIJE aluBmp aq::JuE ntn 'alaI BIPP O!AAE.IIEojos uou lalTIOI mp q!TIllasa opuassa 'alaI BIPP nuourerqureo m aluamE::JIlBUlOlnB OUEllBpE IS aq::J qpnb ouos !::J!UlEU!P!Ull!lOllTBqO
UO::J °aIEUlIllO OU~UlUlB::J E '!llIE qll Ell 'ordures BAOll aq::J OlEP 'IUllUOllIB llllB IIll lad auollBJEd !P 0lUaUlTIllS aUlO::J~aluaUlBaUBlOdUJal -UO::JaSBqBlBp I tnru alBuIOTllllB otressooou EIS Tn::JU! OSB::Jpu 'nmquisrp aSEqElBp !au ~(alal BTPP oired BUTIIp aUOTZTII1S!P !P OSB::JITTal.pUE ~m!qBP!JJB EUlISSBUlBTal]JO) umqrur qal alpu OIOS
:IUOTZBTIllS craunurorcp ~ OlBllTIlJS alas sa ond ossa 'alaI Enns a::JTIpu!aq::J O::J~IE::J I! lad llU9n01 !P E::J!U::JalaUJo::JaIBlauall u~ aI~qBzzqqTI B!S uou llITTPOOUI! auaqqas uap aUO!SS!WSeJl
323
Reti geografiche
conaltri,
della
tutti ag-
solo saito; se la metrica e data dal ritardo, questa puo essere stimato inviando dei pacchetti ECHO e misurando quanta impiega la risposta ad arrivare. L'aggiornamento delle tabelle avviene mediante 10 scambio reciproco di informazioni tra router vicini. II processo di aggiornamento e esemplificato in fig. 12.4, dove sono rappresentate una rete e Ie tabelle di ritardo ricevute dal router J. Si supponga che J abbia misurato i ritardi dai suoi vicini A, I, H e K rispettivamente come 8, 10, 12 e 6 ms. DaIle informazioni ottenute J e in grado di definire il ritardo dagli altri router della rete, come per esempio da G. Sommando il ritardo da ogni vicino con quello tra il vicino e G, si ottiene che la migliore combinazione e J - H - G (ritardo 12 + 6 = 18 ms); pertanto J registra nella sua tabella che il ritardo con G e di 18 ms e che la linea da utilizzare e quella verso H. Link state routing
II link state routing (routing basato sullo stato delle linee), utilizzato in Internet con il nome di OSPF (Open Shortest Path First), e basato sull'idea che ciascun router misuri la distanza (in termini di ritardo, di costo 0 altro) dai router vicini, distribuendo poi in tutta la rete tali informazioni, in modo da rend ere possibile, per ogni router, la ricostruzione della topologia della rete e il calcolo dei cammini ottimali tra se e gli altri router. Ogni router, ad intervalli regolari 0 quando avviene una variazione della topologia della rete, attiva la seguente procedura: 1) scoperta e identificazione dei vicini;
2) 3) 4) 5)
misura della distanza delle relative linee; costruzione di un pacchetto contenente le informazioni raccolte; invio del pacchetto a tutti i router; previa ricezione dei pacchetti inviati dagli altri router, ricostruzione della topologia della rete; 6) calcolo del cammino ottimale verso gli altri router.
Per la distribuzione dei pacchetti in linea di massima si usa il flooding, inserendo nei pacchetti un identificativo del router di provenienza con un. numero progressivo, per eliminare i duplicati. Oltre a cio per eliminare eventuali pacchetti vaganti per errore, si inserisce un contat ore che viene deerementa to a ogni salto, in modo che dopo un certo numero massimo di salti il pacchetto venga scartato.
12.1.4
Routing gerarchico
Quando una rete cresce di dimensioni fino a contenere migliaia di nodi, diventa troppo gra voso applicare gli algoritmi di routing a tutta la rete nel suo complesso (si pensi a Internet con le sue centinaia di milioni di calcolatori collegati e un tasso di crescita altissimo). In questi casi il routing viene impostato in modo gerarchico, secondo il seguente schema (fig. 12.5): -
Fig. 12.5 Routing gerarchico.
la rete viene suddivisa in zone, altrimenti dette aree 0 regioni; per il traffico interno a ciascuna zona, i router, detti router interni, applicano gli algoritmi di routing descritti per raggiungere gli altri router della zona;
/ /
---
---
/
( I I
__
---- __
I
-,
I \
, \
\
\ \
\
,
\ I
/
Zona 2~~.»<
I
I I
/
o
Router interno
•
Router di confine
::JEq!ssod
BUn
!P
·;moqs::JlIuO:) nU01U~S
!UO!ZB ::JIop
-ord
!S
opunnb orrturoddo
I OUB1U::JS
OlU::JWBUO~Z
-U::JPU::J1dB11UI '::Jl::Jl BIPP -unJ
E OlB1OFUOW ::JU::J!A:(::JUOIZB::Jl0l1
-UO:) UO:)
'osnrqo
dooi
0H::JUB)
P()SOP
-
~::JAql::J110:)~UO!ZB OUOS I:) UOU ::JPB:):)B B1S::Jnb ::JSBW '::JuoqS;)lIUO:) BI ;)U1~U::JA
-ord
Bp ;)IB1 opotn
-BUO!ZunJ
E
U~ ::J1::JlBIPP
msodun
-UO:) BZU::JS 'oirode
gjgJ llllgp gplgpi llAISSTUlSllll -----
II
0n011UO:)
oiucurauoduroj
~ ---"-
-1
~11~lldll;)
o o
~
'""'.
0lU::JW
!S :(;)UO!ZB;)1011 0H;)UB)
doo; usdo :;)UO!lS;)lIUO:) BIPP
BUI::JlqOld IB
·OIlB1BUI1S;)P ::J ::J1U;)lI1OSBl1 ;)UO~SS;)UUO:)BlOllUIS BI BplBna~l IBp OSl::JA!P U;)q ~ P;) 'VlIlBqolll BIPP
·;)uoqS;)lIUO:)
rooordds
~uo~zm1IS
qtqtssod
~Eq!ssod
;)np
;):);)AUI ::Jq:) 'ossrqj
EnS BH::JU ::J1;)1 BI ;)lS;)AUI ;)IP !P
~S ~IBnb ::JI ;)lUB~P;)W ::Jq:)IU:);)l Ip
amojqord
;)1::J1I1I;)110:)~P 0
un
OU01SISg
~P 0H011UO:) ~ ;)U0I1S::JlIUO:)
;)l~U;)A;)ld ~P
::JUI;)ISU~.Ipnb 1::p OlBP ~ ()UOl1S()'BUOJ Vl1()P 0l10.lJUOJ
eoroo
.o:JlJJIUj III oruom m glgJ Bun 'P oiueurenoduro j 90z:t O'!.:I
II
·;)UO~lS;)lIUO:) ;)EqIssod
ipumb
~P ouos
;)UO~Z~pUO:) Bun B ntd Ip ISOpUBUD~AAB l::JJjnq rrdord r;)U !{1;)U;)lUBW B ql::J11SO:) qnnb I 'rnpcds OUUBq q ::Jq:) remer m nrd BW1;)jlI0:) ~I uou 'tnoqooed cprod romor E ;)S 'qlBJUI ·ql;)q:):)Bd OUBIAU~ ~11I ;)q:) rU!:)!A .romor I;)U ~SlBlIBdOld B
::JU0I1S::Jnb U~
remer
;)PU;)l
un
Ip ::JUOI1S::JlIUO:)1::1';)lU::JUl{B:)OI q1;)I[:):)Bd ~P B1!Pl;)d
Bl ;)lBUIUI1;)1::JP B ::Jl110
·B1U;)1 oddo.n ~OlU;)1 oddori
B11:)sn Ip B;)U!I -
ramer
PP
~olo:):)!d :UOllBJ
rS1;)A!p up
::Jl0SS;):)01d -
oddo.n
qBUIUI1;)1::JP ;)l::JSS;) ond vmEn1U::JA;) ;)IB1, ·!sl;)d
l::JJjnq OUOllU;)A
OAIl1B UI moqooed !A!Ss::J:):)ns ! ::J orauousosuoo ~ remer E 'ordurou !S l;)JJnq II ;)S ·qB11 -IOU! ::J qBSS::J:)Old ;)lU::JUIBAISS;)ll1Old ;)l;)SS;) .rod l;)Jjnq un UI qBZZUOW;)W OUOllU;)A mcqooad I 'B;)Uq BSS::J1SBnns uanjotn ;)l::JSS::JOUOA;)P ::Jl{:) rncqooad !Sl;)Arp ;)A;):)~l remer un opuBnO 'nrrtsstqood OUB1U::JAlP 11BUlI;)SUO:) rll::JI[:):)"Bd ! ;)q:) oiund IB ours TUOIZB1S;)ld ;)1 oisonb ::J 'qpq:):)Bd ::Jl::JP1::JdB moqoond r::Jp oronmu IB ;)IBnlln ~ ::J1BSSBU0:) OPU;):)BJ ;)UOIZBnlls
remer
oumz~u~
r
'oddori
qBUlI::JSUO:J tuoqooed
BI ;)lBlOllIlI;)d
::J:)S::JD0:)91Bl1
~P 01::JUInu
E
B ::JPU::Jl ossooord
E opusnb
~IFP::Jds
'BAISSIUISB11 ~ll:JBdB:J nns BUB 0pB11l 011::J:Jun U~ ::J1011::JJUI~
;)1;)1 BHns ::J1U::JS::Jld0:J91Bl1 E opUBnO ·()UO!1S()'BUOJ ~P Bl~UlJ::Jp ::Juo~zBnlls
·::JuoqS::JlIUO::l Bun
9·n
::JU;)IAAB;)UIO:J B11snw
·lIlJ
W1
Bun B::Jl:J IS ::JOUBPB111::JPTUOIZB1S::Jld::JI 'BAql;)Jj::J 1::A~SS~WSB11
ouodsu rnoqoocd rddori nuoscrd
V1~:JBdB:JBHB
ouos
'::JllBd tms Bun U~ 0 '::Jl::Jl Bun U~ oPUBnO
·IH::JA~Imd ns BW::Jq:JS OSS::J1S01 B:JllddB IBl UI ~rlU::JI:)91ns OUBIS lIUIln01
Ip ~IPAII ::Jnp ::Jq:J ouop
~ uou
~S OSB:J
'::JPUBlll OllOUI ~ ;)l::J1 BI
·::JUIJUO:JIp 1;)ln01
I tnru
Bl1 lIuqnOl
;)S -
~BUOZ Bun:)SB~:J B OU1::J1U~lIuIln01
-
·;)UO~ZBUqS::Jp ans BI ::JlIun!lIl1Bl O~lIl1BSS::JUIE ::JUlJUI ::JAOP 'B~lB1BUI1S::Jp BUOZ BIPP E '()uYU.OJ BlllB,un
!P
~P
::JuyUO:J rp l::JlnOl
Oll::JP BUOZ Bns
unnoi
remer
un
BIPP
IB qBp
oogrocds romor
::Jl::JlIUmllaBl ::JA::JPBUOZ Bll::J:) Bun
~ BllI0U~ BlIOA uns un
B unp
B ::JIBnb
I ::In;)UISB11 '1::UOZ
romor
!P OU1::Jl~
un
opucnb
-
!1.8P auo!SSIWS8Jl
325
Reti geografiche
i'altra
ine, il infine
12.2.1 Traffic shaping Una delle cause principali delle congestioni e il fatto che il traffico present a spesso picchi improvvisi (burst). L'idea delle tecniche di traffic shaping (normalizzazione del traffico), di tipo open loop, e di fare in modo che gli host della rete trasmettano a un ritmo regolare, rendendo cosi pili improbabile l'eventualita di una congestione. Vedremo ora tre tecniche per implementare il traffic shaping. Algoritmo leaky bucket
in tal
L'algoritmo leaky bucket (secchio che perde) trova un'analogia in un secchio bucato che, sebbene alimentato da un rubinetto con un flusso irregolare, riversa un flusso costante dal foro presente suI fondo. Nella implementazione informatica del concetto esposto viene realizzato, tra l'host e la rete, un leaky bucket che riceve un flusso irregolare dall'host e 10 riversa nella rete a un ritmo costante mantenendo in un buffer i pacchetti da inoltrare (fig. 12.7).
D Flusso irregolare
D D Algoritmo leaky bucket
Algoritmo token bucket
L'algoritmo token bucket (secchio di gettoni) e una tecnica che consente un certo grado di irregolarita nel flusso verso la rete, senza pen'>superare un certo limite prefissato. In pratica e come se l'host disponesse di un secchio in cui, quando non trasmette, si accumulano gettoni, che si creano con una cadenza prefissata (per esempio ogni millisecondo) sino a un massimo predeterminato. Quando l'host deve trasmettere, puo inviare tanti pacchetti quanti sono i gettoni di cui dispone; cosi facendo consuma i1 suo credito di gettoni (uno per pacchetto) e deve attendere poi la creazione di nuovi gettoni per trasmettere il rimanente flusso (fig. 12.8).
D
o o Rete
o o
Flusso regolare
Fig. 12.7 Leaky bucket.
Flow specification
II 'traffic shaping e piu effieace quando. la sorgente, il destinatario e la rete si accordano in merito ai parametri di trasmissione da utilizzare. Tale accordo si chiama flow specification Fig. 12.8 Token bucket: (a) prima e (b) dopo la trasmissione,
o n Gettoni
1Algoritmo , token bucket
o
o Rete
o Pacchetto
Rete
o
Flusso irregolare in modo limitato
OFJ)fJvd o)/01fJ dOLf-tfq-doLf Ip upud rs oseo oisonb u~ 'ossrqj II glUlUgrrUl U 'lg)[:Jud g)[OlP I gAg:J~luucdda uou 'osroorod Ins remer umSU!:J glg'3U~llSO:Jgpq!ssod ;Z OPOlgUl PP UZUgI:J!IP.rglU10~I'3~Ul19d °OUll~l ouord U auoursan odtnanarj pu gq:J 'lsoq,I glg'3un~'3'3Ul U odtnoi oiroo un U'3g!dUlI N)[:Jud g)[oq:J ounrd P gq:J 0lUP 'gUO~ZUgl~P UZZglU::l1UI ;Z Ull!l:JSgp U:JTU:JglUIPP UUlglqOld o:J~un,1. °OlUlugrnnu gUgIA qUgUllllIu 'OlInU~~P crucunoucijn gUg~Aossrqj p 19)[:Jud g)[oq:J ullu OUUAU1Ucs 'OlUSS~Pld odruoi gIUl OSlO:JSUll O!AISSg:J:Jns glUgUlUlU!pgUI -~ 19-,y:Judg)[OlP 0pUUlOU'3~'orassijord oduroi un 19d ossnu E oosmunmp 19)[:Jud g-,yoq:JI~ ::lAg:J!llsoq.r opuma °ossnu E gl~n~~p Ip 0P~llgAAU 19d moqooad Igp gUI'3uO Ip lsoq,rru 19-,y:Judg)[oq:J un UlAU~oxmsod oSU:J u~ g 'gUI1UrrUu~ Ug~I urru rraunsop ouos gS U:JWlgA 'OSSgl'3U~,ptuoqooad ~ UU~UIUSg.romor p '1 U oddori UU~:J~AAU ~s 'ul~:Jsn ~p ggU~I grrgp nun 19d 'opuuna 0:J U 0lUP osod E ;Z Xl - 1 o aressad U~lOlSurru OlUP osod T! ;Z Xl gAOP
ern]
:J
(Xl -
1)
n
+ °rqOO.A nXl = oaonun
cuotssordscj 0puo:JgS n Ip OlUgUlUUlO~'3'3U glUgn'3gSuo:J IT g (1 =:J uluz~I~ln UgU~I'0 =:J :uluz~IIln uou Uguq) Ug~I uIPP :J oorpouod oiuauranotdnrao I! ;Z ~lq~q~ssod nun a ~P oiuanoo glOIUA II crauruuoiop 19d ~UgU~lUIPP ozzqIln,1 UUgUU gq:J 1 g 0 Ull osarduroo glOIUA~P Il gEqU~lUAnun U::lUIIannoseto U oreroossa ,>TIdromor E 'ul~:Jsn ~P gguq gIPP ozz~T!ln,1 glUlOlIUOUl 19d °guoqSg'3uO:J ~P OIO:J!lgd ~P oSU:J UI ossnu I~ gl~nU!UI!p !P rncqooed !gp glUg'3lOSuI OPUgll.gAAU'Ul!:Jsn ~P g::l~I ens gIPP uumsu!:J Ip OZZ!Eln !P 0PU1'3 E IZ~lOl!UOUI.romor !u'3o gq:J ;Z UgP!,1. °UIU1'3ulupIlgl U oqo qunl~A !l!ml~:J ns glUsuq nor U U!S oraoqddn crosse <->TId 'doo] pgSOP odn !P '(glOlUIo'3gl oucqoond) Jo)/Jvd o)/0LfJ OI:J:JOlddu,1.
°OP10:J:JU,IPPoired nns uI glgUglUUUl !P OUOlUgSUO:Jgl gq:J gSlOS~lglPP UAlgS~lglgl ul osno oisonb UI ~Ol!ml!:J PP gUO!ZUgl:JuIPP OUu,rru glgl ul o isoq II'3 an 0P10:J:JU OlBU011S;)Iluo:) l;)lnO~ • un 0PUU!Z0'3gUamuoxard glgSSg ouossod !UOIlSg'3uO:Jgl !lUnll~A Il~m~:J ns glUsuq Ilgl glpU 'onop oiusnb U glllO o(6°n 0'3!]) IlUUOIlSg'3uO:Jromor ~ 0pUU1~'3U !A~lUUlgllU rsroorod ns orod qopuupUllSU! '~lunllIA ~l!ml!:J txonu glqUgSUO:J pu glS~SUO:Jguo~znlos Ulllu,un °usludUlO:JS U~s UOU UlUAglll gUO~lSg'3UO:J nun gq:J 0lUUlug !IUnllIA q!m~:J !AOnUlP gUO~ZUgl:J UI rod opuesou '!UO~lSg'3UO:J gl glUlOl!UOUl IgU glSISUO:Jg '(!UO!SSIUlUIU glPP 0rrOllUO:J) /O.lIUOJ UO~SS~UlpvIp gUlOU I! OUOS UA U1Uzz!l!ln oirratn -u'3luI U:J~U:JglUun °guoqSg'3uo:J nun !P ezuosord ~ cior uIPP OlUgUlUUO!ZUnjE glg'3'3gll0:J !P uUgnb ;Z guo!zunj In:J ul doo] pgSOP odn !P aqoruooi glPP OUOlSISgqunll~A qIn:J1I:J !ns creseq uar glPN
glpu) glUnll~A OlIn:J1I:Jun U
°IIBn1l1A 11m:)11:)ns B1BSBq ;)j;)l mm Ul ;)U0I1S;)Iluo:) Bun Ip Oju;)lliBlIllIlv
6'l:t 'lJ!J
°UlUl'3U1UPodn !P gUOISS!UlSUllnun U 0 (OSSgUUO:Jodn !P nor gl~lgP'l ond !S g 'glgUgUlSUll ~P uurud osord gUgIA OP10:J:JU,1.
t:J:Jg 'glgplgd
g!lgS gnp
:Iluu:J~P~ Ull OssgwOldwo:J un gl!UIUll 0lnUgnO glgSSg
9l:£
Reti geografiche
327
12.3 Reti a commutazione di pacchetto X.2S
(nelle
Con l'esigenza di disporre di reti geografiche dedicate alIa trasmissione dati, venne maturando negli anni settanta l'idea di utilizzare per Ie nuove reti una tecnica di commutazione diversa da quella a commutazione di circuito tipica delle reti telefoniche, ritenuta inefficiente, poiche basata sull'appropriazione di circuiti da parte degli utenti collegati (fig. 12.10a). In particolare, per Ie applicazioni di trasmissione dati che comportano un basso utilizzo del mezzo trasmissivo, appariva vantaggioso utilizzare la commutazione di pacchetto, mediante la quale uno stesso circuito fisico puo essere condiviso da pili connessioni contemporaneamente (fig. 12.1Ob). La tecnologia basata sulla raccomandazione CCITT X.25 e stata il primo esempio di tecnologia standardizzata a livello mondiale per Ie reti geografiche, sia pubbliche sia private, a commutazione di pacchetto. Essa e disponibile da circa 25 anni e in Italia vede la sua implementazione pubblica nella rete Itapac, avviata nel 1984. II principale vantaggio delle reti X.25 e l'elevato grado di standardizzazione a livello mondiale, mentre il loro limite pili evidente e la bassa velocita trasmissiva, che non supera i 64 kbit/s. Lo standard X.25 specifica Ie rnodalita di connessione tra un DTE-X.25 (per esempio un elaboratore) e una rete a commutazione di pacchetto, tramite un DCE-X.25 (per esempio un modem). Nulla e detto in X.25 sui funzionamento interno della sottorete (per esempio sulle tecniche di routing), lasciando liberta alle realizzazioni dei vari costruttori (fig. 12.11). Fig. 12.10 (a) Cornmutazione di circuito e (b) cornmutazione ill pacchetto. ---
•
Destinazione A
(a)
Circuito impegnato dai sistemi B ---
D
Circuito A Circuito B Nodi di commutazione
U una , linea
•
[12.1J Sorgente A
(b)
Destinazione A
"
Sorgente B
.
,
Destinazione B
Circuito condiviso dai sistemi A e B • •
D
Pacchetti A Pacchetti B Nodi di commutazione
'BHIJ1l ~u'i3ons Z O[PAT[ B ~1011;)qBnlU;)A;) ~P ;)UO!Z;)110:)UO:) 'OSS;)UUO:) xojdnp-pnj opom U~ BlrlS;)'i3 ;)U;)TA;)UOTSS;)UUO:) 'ourutn.isonb Tp ;)illB1j T;)P amunrrs BSS;)lS B[ ;)lU;)AB ;)
B'l
ojjoooiord TI BnOpB ~Z"X
HdV'l
;)UOTZBAU;)PTp '(p(JJUV]Vf[
;)'lGH
(JAnP(JJO.lJ SS(JJJV ">fun) )}uq
BlBG 0TPAI[ V ;)[ :A
-UBlS ollB OUUBJ!l !S BT:):)Bp;)lm,TPP ;)q:)9SU;)nBlB:)
p1Bp
'Z£Z-S1J
B ;)q:)UB ;)l;)l BnB OSS;):):)B,Toronourrod Tp BZU;)'i3~S;).T
-roi
B[PP ill;)POill UO:) Br:):)BF;)lU~.T rod TlBn;)'i3Old T[BU~ill
ouos
~T Tp OlB}OP ?
md
opuodsu
-[B
STq
lZ'X
;)UO~ZBpUBillO:):)B1 B'1
BT:):)Bj1;)lU~,P;)10n;)UUO:)
'OU01:)UTS ';)TBT1;)Sodu lp tI;)G-tllG
opoxard [Z'X
;)UOTZBPUBillO:):)B1 B'l
-OTZUnj ';)q:)~ln;)p U~ tI;)G
;)
atrr
rcrzt
5:1
vi
(
El ZI 11 01 6
••••••••
~
'OU1a)UT,[repO)SIA ;UOl)aUUO:l[ll ~Ol:l a 'aJn)llPlllS :JIPP olBl [ll a:lSlla]1l IS utd lap aUOlZll1aUInUll'1
'md 5:1
8L95:v£ZI
II
G
II
a10llauuo:)
£"J"n
"'!.:1
''i3lJ)
I! :x;)Tdnp-llnj
siq IZ'X - IZX
OlU;)illB'i3;)nO::>un 'l!Bmp;):)Old
llUl'llllllQ
HdY'1
;) ![BU
';)q:)lUB:):);)ill ;)q:)9S~1;)nB1B:) lp ~UTill1;)l B1l Bl:):)BP;)lUl.T s~q
1Z'X ;) 1Z'X
-UBillO:):)B1 ;)T;)lUB~P;)ill ;):)SlUTj;)P ~Z'X 'OUl;)lU~ 01O[
TB ~Z"X
'~Z'X
;)UOTZ;):):);)OUUBd
~P BTpnb
01l0dS1l11.
~UO!ZBP
O:)~SlJOTPAI!
OUB1'i3;)lU~;)q:) 'ISO
lp BTpnb ;) dl
TI
':l:Ja '[SO 'dI/d:)l.
ouotzuoqddv
~l;)l ;)T
szx
ISO/OSI
'£ 0ll;)A~[
~P ;)lsnq ;)np Bq onaqoond TI '~Z'X ;)l;)l Bun U~ Bl~SUB1l .n/ao.t. oucqoond un opunnb 'otduroso l;)d .£ OTPAq oudord TB opuarztrnuu UOU 'z OTpA!Tlp qU;)illB'i3;)llO::lomoo ~Z'X qBnll~A ~lYn:)l~:)~ OUBl;)PlSUO:) ;)q:) 'oior lp arnncnqora ;)llBP OlB10U'i3T ;)lU;)UlTBill10U ;)U;)lA ~Z'X lp £ 0TPA~[ T~ l?lTB;)l Ul '(zrn ''i3lJ) £ ;) Z '1 O[PAI! ~P mO:)OlOld lp ctnorstn.] ;):)SlU~PP ~Z'X 'ISO/OSI OlU;)illp;)P1 ~P On;)pOill PP BlS~A Tp oiund [BG ';)TBnll~A ;)UOlSS;)UUO:)BT crouuqqa o ;)l!T~qBls lp ;)uy TB errdord ;) B1;)A ;)UOTzB:)~unillo:) BT ouonacs ;) ouopoocrd ;)q:) ';)UO~ZBTBU'i3;)S~P IH;)q:):)Bd mnuoddo ~P ozzeur rod orqtqeis ;)U;)lA tllG ~ B1l OS10:)1;)d E 'nucpuodsuroo ~Sl;)AlP noo creorunuroo ;)A;)P lq:) B !nBpB ';)AS ormorro nn ornoueuucd opour UT BU'i3;)SSB;)l;)l rpouod ~q'i3unT .tod TS1;)n;)UUO:);)A;)P lq:) B rnBPB q'i3;)U :9B:)~:);)ds
tllG
'O)ll:llJl]dwas
ISO/OSI II a
O[PPOUI
5:Z'X
P1llPUll)S 01
lll) 01U01JUO:)
n"l:"J
"'!.:1
l ;)n;)UUO:) ;)q:) ;)TBnllIA
BTPP ;)10lS;)'i3 I! 'osstj
ciucpuodsuroo
un uoo
';)Ad ~;)N ·(pnJ.J1J ]vnJ.J!A P(JL[Jl!MS :;)AS) ~:)IillBUTp ITBnlllA !l~m1~:) BlS (lznJ.J1J IVn}.J!A lU(JUVUI./(JJ :;)Ad) nuaunmrod ~[Bnl1lA 9Yn:)ll:) nrs qrqrssod ouoS 'lBd !p(Ja) I!Bnll~A
ttss
tunano
;)lBillBrq:) ouos
'oqtuunua
odn
rUO~SS;)Uuo:) ;)[ ;) ossouuoo
odn
:illBmBlBP
~uOTznTos
lp ~ZlA1;)SOUO:)S~1OJ
·~Z·X. rod mdo
lp BUl;)lUI B:)lU:);)l Bun
';)TBnl1lA Ol~m1~:) B BU1;)lU~ atrotzumururoo qBlnH;)llq:J1B
~Z"X
9;)1 ;)'l
9;)1 OUOS OU1;)lS;).T[BP ;)lSTA 'orod :)BdBlBG
;)S;)PBUB:) ;)l;)l BI ;)llU;)ill
lp B:)!U:);)l Bun BHOpB :)BdBH ;)1;)1 B[ ·S;) pB :;)Ul;)lU~
9U;)1;)JJ~P uoo ~Z'X oqoqqqnd ~P1 0pUOill [on OU01S~S;)~nBJUl ';)UOTZBU orairan crosse Bqqgp ouoqooad T~ouroo B:)~:);)ds UOU Bill 'glgl BT [;)P 01Bill10J E ;) tI;)G-tllG B~:):)BJ1;)lU~,[;):)SlUlJ;)P ~Z"X B:)qB1d UI
-IlS;)P BT ;)1;)'i3un~'i3'i3B1 19d UO:) OlB~qillB:)S
onoqooad
'5:Z'X :J)a1 a tDG 'tUG
n"n
"'!.:1
8(';£
Reti geografiche
329
II livello 3 X.25, denominato anche livello pacchetto, definisce le procedure per la formazione dei circuiti virtuali e per il corretto trasferimento dei dati tra gli utenti. Gli indirizzi usati da X.25, detti indirizzi di DTE, servono ad attivare gli SVC. II metodo di indirizzamento prevede che un DTE sia individuato da un indirizzo numerico internazionale, detto IDN (International Data Number), composto da due parti (fig. 12.14): -
-
DNIC (Data Network Identification Code), suddiviso a sua volta in Country, identificativo della nazione, e PSN (Packet Switched Network), identificativo della rete all'interno della nazione; NTN (Network Terminal Number) che identifica il DTE all'interno della rete. In Italia, in Itapac, ogni utente e identificato da un NUA (Network numero di otto cifre COS! compos to:
e un -
User Address), che
la prima cifra e sempre 2 e corrisponde alla PSN Itapac; Ie seguenti una, due 0 tre cifre corrispondono al prefisso di teleselezione del distretto telefonico (per esempio 6 per Roma); Ie rimanenti cifre identificano I'utente.
L'header del pacchetto di livello 3 contiene tre campi principali: -
GFI (General Format Identifier), che identifica il formato genera Ie dell'header; LCI (Logical Channel Identifier), che identifica il circuito virtu ale utilizzato dal pacchetto; PTI (Packet Type Identifier), che identifica i vari tipi di pacchetto X.25 (tab. 12.1).
Oltre a cio, i pacchetti di attivazione e abbattimento di un circuito virtu ale dinamico contengono gli indirizzi numerici del mittente e del destinatario. Tab. 12.1
~
, I.
Tipi di pacchetti X.2S.
PTI
Funzione
PTI
Funzione
CAR
Richiesta di chiamata
INC
Chiamata entrante
CON
Chiamata completata
CAC
Chiamata accettata
CLR
Richiesta di svincolo
CLI
Indicazione di svincolo
CLC
Conferma svincolo
D
Dati
INT
Interrupt
INTC
Conferma di interrupt
Pronto a ricevere
RNR
Non pronto a ricevere
RES
Richiesta di reset
REI
lndicazione di reset
REC
Conferma di reset
RTR
Richiesta di restart
Indicazione di restart
RTC
Conferma di restart
t RR
~RTI
L'utilizzo dei vari pacchetti per creare (fase 1), utilizzare (fase 2) e abbattere (fase 3) un SVC e esemplificato in fig. 12.15. Inizialmente il DTE A invia alla rete un pacchetto CAR (richiesta di chiamata) contenente l'indirizzo del DTE chiamato B; la rete invia al DTE B un pacchetto INC (chiamata entrante) per notificargli la richiesta di SVC. II DTE B puo rifiutare la connessione con un pacchetto CLR (richiesta di svincolo), oppure accettarla inviando alla rete un pacchetto CAC (chiamata accettata); in questa secondo caso la rete
Fig. 12.14 Formato degli indirizzi usati nelle reti X.2S.
S·Zl:
O:J!S!tI
O:JISI.:[ ;)lOJ-'lG
o:JIsH
IO.lluoJ-'lG
IO.llDOJ-'lG
;)JOJ-'lG
;1l0::Y1G
a:!pa-ol-a:!pa ~l!lIlUO!ZUn.>l L-£ !IpAl']
L-£ lIpAl']
uouodns l1l;)Al']
aUO!ZIllnWWOJ!p opoN
',(llP~ ;)Wlll.':! !P OIPAIIIP 01lO:J0101d II lad
z
ailpa pUll aroo Ol:J:JOlddV 91'Zl '''!:I
pUV 0.1.0;)OllmIUIOU::lp ? orooorddn glBl '(9I"Zl 'l1Y) 10.1.Juo'J-7a BlBU~UIOU::lpoirad oiuatraum BI ::l ::l1O;:)-,la E ?o~:) ::l 'oIIo:)OlOld E onru OUBlU::lUI::lldUI!IIBUIJ !UI::llS~S~ armour '0.1.0'J-7a I! ouoosnuusoo ::lq:) ::lSBq !P ~lIIBuo!zunj ::ll ojos 0PU::lU::llUBUIOF1::l1111::lIIE ? ::lUO!ZBlnUIUIo:) !P IpOU tou OIIO:)OlOld II 'JlaH up E ::lUIO:) 'oraxuop '(oJ!Il.1.oSo.1.voqopoU/ oU/V.1...!OJ I! ? ABPlI ::lUIBld U! OlBZZ!l!ln Z OII::lAIIIp opooorord II
.ravt
o.1.npoJo.1.rISSoJJV '1U!7)
.ravr
'(JAS Ip ::lUO!ZB::lj:)~p ~l~l!qlssod
-O~pnB ::lUO!ZBUIlOj~ !P 01l0dsB1l
'aavt
BI oisrsc uou) uuctrerruod !IBnll~A q!TI:Jl~:) ns BlBSBq ::ll::ll ~£ OII::lAII lp IIIO:)OlOld !P EZll::lSSB~TIBUy lUI::llS!S re BlBpUBUI::lp ::l1011::l !P ::lUO~Z::l110:)~::lIB::llodmoi u~ O::lp!A B ouy BA!SS!UISBll ~l!:)0pA !P ~lIIIq!Ssod
uoo 'S/FqW
Z
:OUOS ~Z·X B onodsu ABPlI ::lUIBld !P ::lUO!ZB!ZU::l1::lWP !P qU::lUI::lp !IEd!:)U!ld I 'BA!SS!UISBll B::lU!1 BSS::llS Buns !IBnll!A 9!TI:J1!:) nrd ::ll::lA!AUO:)1Bj !P cnourrsd ::lq:) B!:):)Bjl::llU! !P p1BpUBlS oun 0PU::lSS::l B ::lI!UIIS '(::lUIB1j !P OpUB~l 0 'OllIOU!) t\VPN oU/V.1...!B:):)!ds ::l!l1OIOU:)::lloisonb Bll 'TIBUY!UI::llS~S~B OlBpUEUI::lp ? ::l1011::l !P 0IIOllUO:) I! ::lAOP 'nopA md onoqoosd Ip ::lUO!ZBlllUIUIO:) E ::l!l1OIOU:)::lloraddrq -lAS !P 0PU::llU::lSUO:) '~I!qBP!JJB ntd ::llU::lUIE:)::lSU!llU!!A!SS!UISB1l !ZZ::lUI ouorztsodstp B OSS::lUI OUUEq ::lq:)qlo ::llqy ::lIPP OlU::lAAB.IOpOUI rejoourad ~ ::lE:)!l1Olou:)::ll ::lUO!znIOA::l,l '::lAISS!UISBll ~l!:)0pA ::lliB crouauo !P cosrpodun ::l ::lUO!ZB:)!UnUIO:)BI cosuuesodda cqo BSO:) 'BnBll IUl10 ns Z OII::lA!1E crorra !P 0II01lUO:) I! OlBlU::lUI::lldUI! ? ~Z·X nor ::llpU OAqOUI ::lIBl rod ~!UO!SIOlS!P ::l oromru B !n::ll1l1OS ::llU::lUIBlIB '!IB~SSEQ:) lAB:) ::l ::lq:)~ll::lUIUI!S ::l::luq ::lUIO:) 'nBUO!ZIpBll !ZZ::lUI !P OA!SS!UISBll 0lS::llUO:) un ~ nap ::lUOISS!UIS orau ouos ~Z·X ncr ::ll
soo-aicr
szx
'JAS un Ip oruaunuaqqa a Ozzll!ln
'ouotzucro Ip Oldwast[
Sl'zt '''!:I
-BIl BI ::l1!lU::lSUO:)rod
'(OI0:)U!AS BUI1::ljUO:)) J1J onoqooad un uoo opnodsu opmb I! 'tlla ollIB,UB (010:) -UlAS !P ::lUO!ZB:)!PU!) 11J onoqooad un B!A -U! ::l (ol0:)U!AS BUIl::ljUO:)) J1J onoqooad un uoo opuodsu !111::ll::ll BI ~(olo:)UIAS lp BlS::llq:) -!1) 1I1J onoqooad un ::lP1 BIIB B~AU! otuour -Bl1::lnO:) I! ::ll::lpn!q:) ::lIOnA ::lq:) I! 'qBp ~::lp O!qUIB:)S 01 OlBU~Ul1::ll onoqooed un uoo ::lUOlSS::lUUO:)BIPP ioscr I! ::ll::lp::llq:) ond ::lnp ~::lp oun nucjqord OUB:)y~l::lA!S as 'a tnoqooed ::llUB!P::lW ISU::lS::lnp ron qBp rep O!qUIB:)S 01 BIZ!U! oiund oisonb Y '(BlBl -::lldUIo:) BlBWB!q:)) NOJ onoqooad un uoo ::lUO!SS::lUUO:) Blnu::lAAB,II::lP V I! BUIlOJU!
rurr
'saa
arrr
U) o'3po
nrrr
uap auotsstursaij
Ott
Reti geograflche
331
edge (nucleo e frontiera), in quanto alcune funzionalita, come il recupero dell'errore e il
controllo di flusso, sono implementate solo dai sistemi finali, a margine della rete. Nei nodi di commutazione e mantenuta solo la rivelazione degli errori, dove i frame errati vengono semplicemente scartati; in tal modo i sisterni finali possono decidere se impostare una comunicazione con poco ritardo rna con quaIche perdita (per esempio per comunicazioni vocali), oppure se correggere l'errore ottenendo pili ritardo rna comunicazione affidabile (per esempio nella trasmissione dati).
12.5 ATM 12.5.1 con
B-ISDN
Nell'ambito delle reti cablate, il panorama delle telecomunicazioni e ancora dominato dalle reti dedicate a un servizio, come la rete telefonica, la rete TV via cavo, Ie reti per trasrnissione dati a commutazione di pacchetto. Un primo passo verso l'integrazione dei servizi e stato fatto con ISDN (Integrated Services Digital Network), anche denominata N-ISDN (Narrowband ISDN) e cioe ISDN a banda stretta, che con velocita che vanno da 64 kbit/s a 2 Mbit/s e in grado di veicolare fonia, dati e video a bassa velocita (videotelefono e videoconferenza). Le accresciute potenzialita degli apparecchi terminali (elaboratori e sistemi audio-video digitali) spingono pen'> il mercato verso l'introduzione di servizi sempre pili esigenti in termini di banda (cioe di velocita trasmissiva), sia mirati all'utenza affari (trasmissione dati ad alta velocita, video ad alta qualita, videoconferenza ad alta qualita, interconnessione veloce di LAN, ecc.) che a quella domestica (video on demand, musica Hi-Fi, giochi, ecc.). Per rispondere aIle odierne esigenze gli organismi di standardizzazione hanno discusso e stanno tuttora discutendo sulle tecniche necessarie allo sviluppo e alIa diffusione di reti integrate a larga banda (Broadband ISDN 0 B-ISDN). Tali reti dovranno essere in grado di trasferire l'informazione in tutte le sue possibili forme di trattamento, dove in particolare si evidenzia la seguente distinzione (fig. 12.17): -
l'informazione audio-video digitalizzata e trasmessa in tempo reale puo subire lievi perdite 0 errori, rna non ammette ritardi che frammentino il flusso che giunge ai terminali; la trasmissione dati puo subire ritardi anche consistenti tra i vari pacchetti che costituiscono il flusso, rna non ammette perdite 0 errori.
Sebbene il problema del ritardo nella trasmissione dell'inforrnazione audio-video possa essere risolto dalla commutazione di circuito (si dedica un circuito alla connessione in modo da assicurare il flusso continuo dell'informazione), tale tecnica di trasporto e impraticabile in una rete a larga banda, per il fatto che manca della flessibilita necessaria allo Fig. 12.17 Trattamento dell'informazione (a) audio video e (b) dati.
(a)
1001101010111010001001001001001001001 Flusso continuo, anche se non privo di errori 0 perdite.
(b)
1001101010 0100010010
1001001001
Flusso discontinuo, rna privo di errori 0 perdite.
°(pvoltfvd) uudord :J Bl:JA :JUOIZBUIlO]UI,I1B 817:J 'OlU:JUI -BPB1lSUlJ rod arresscoon ~UOlZBU110JU~ gl ouonuoo :JIP '(.lop -vol1) gUO~BlSglU!,I1BIlmlpgp ouos onbmo InJ Tp ':Jl,{q £~ !P gUOlSUgUl!PBI Bl[ BII:J:llU~O '61°n o~g UJ oreiuoscrddar omoo :0110:Jtreururouop onqureisanb UJ 'mgl[:l:lBd ~gpBIO:l:lldg BSSg :Juo~SUg~P BI ? ,{BPlI gUlB1d 0 gUIO:lonoqooed Ip :JUOlZ -BlnUIUlO:lB glPlU:lgl gIlBP Wl V B!ZUglglJ1Pgl[J 9D ogUO~S -SgUUO:lBIPP onrourureqqa g ouotzaaro Tp !SB]gnBp :JlUgUlBAq -iodsu onnsos g oinpooord ? gUO!ZBUllO]Ul,IlgpOlUgUl~lg]SBll EOSB:loummrsonb u~ ~(~:lIUlBUlp) :)AS 0 (nucueuuod) :)Ad odn Tp crosse ouossod TIBnll!A Tl~ml!:l T u~ gUlO:) °BSSgUUOJ ~lllBporn U! onoqooad Ip gUO!ZBlnUlUlOJBI BZZTI!lllWlV
~ocx
'szx
OWlY BIP:':> 6l·n .,1.:1
°OllIB g mrprod Tp OSSBlI! 'OunSSBUl 0plBl~l l~ 'BlBlgpTSgp (BAIss~rnSBll~l!JOpA BI OlgAAO)BpUBq ~P BZZgl[~lBIBI ouroo uicurar -nd qBu~rnldlgp oror BI UO:l glugrnIB~z~UJglB~ZO~gUond Wl V Bzz~l~ln :JIP ouorzeoqdda BUmSB!:l ~m 19d '(ooJ!a.l0SJo tfmvno 'SOO) 01Z!aJoS ldP 1?111vnb !P ouoouoo I! oonporim :O:JP!A-OlPnu :JUO~ZUUllO]~,1 OpOUl U! 'gUO!ZBUI10JU!Jg:lOPA Blg~UBrn UT mnurmoo 19d ~Aglq !P1BlIl glBlTIJTSSBap
oddnpxs
01 ciuouqerure)
.orejcoured
S/l!qW
ll9
B
~l
:(S/lIqW ~~1 lP \!1I:l0PA BIlns OlBllUg:lUOJ ? Bp OUUBAgl[:l gA!SS~UlSBll~lI:l0pA mroddns
-
u~ g 'osroord Ugq gl[:lqsIlgHB1B:l ~p gUOdSTPoro lB] 19d °llBP gl[J OgPTA-O~pnB
odn !P B!S ';'IBl!~!P
BUllO] UJ lUOIZUUllO]UT Tp ~lI:l0pA BlIB pB
oirodsan
pp ndnooo !S Wl V
°1661 pu ISOlInlIlSO:l 'UInJOil WLJI 0lBU!UlOUgp 'nuom g uounpord Ip O!ZlOSUOJun up oiucuqunna ormrod °Bls:mj:JIl -dns ? Wl V !P oddnpxs 0'] °NV,] ucr gI 19d praptrms :JUIOJ gqJUB gUOlZBIl1lg]]BgIB~ZlBd BAISSIUlSBII I?I!JOpA B]PP Bns BIIB annrod B OU~S'0:l!JB1~0:J~ onqure ~ nptraq B~lBI B !lBlT~!P !UOlzBJ!UnIl1oJ gl ontu BISIA Ip 19d OlU:J~lgJ~l !P uoruoor BI Wl V !P OnB] Bl[ gUO!S!:lgpBlSgno 0(BU01:lU!SB oiuouruojsan oiund ]BP Tp ~lqBpOUI 'opoW JoJSUV.lJ,snouo.ll1:JutfsV) WlV ol~ug:Jp plBpUBlS oun ns 'ouotzmnunnoo lludllJos dlJdP !H:JdsB TI~ BPlun~!l oiuenb 19d 'NaSI-a :J1BSBqIp ostoop Bl[ .r.uoo IT L861 IgN dUOlZBZZTldllBIB:.:>
tp
8l·n .,!.:I
NGSI-g NGSI-N (S/q) BIJIJ rp Rzodnbdld
WOOl
01
WOl
/
OdplA IAllj:JJB dUo1zRllnsuo::> °mupp BIJB Al A.L 1!IIJBnb RIIB UZUdJd]U0JOdPIA 1111:JOjdABl[E IIBG
)j 00]
WI
)j 01
lil!JBnb ussuq XBd uruoPP.L
1111:J0ldAasseq llUG
!_J-!LfIl:JIsnw 111lJlmb usseq UZU"dj"dJuo:JO"dPIA 111!JBnblllJU xUd BlUOPI"dIO"dPIA
°qBp gUO!SS!Il1SB1l BUBP Ogp!A-OJpnB gUOIZ -BUllO]U!,IPP gUOTSSTUISBll Bl 0PUB!ZUglgWP ';'UOlZBilllOJUTJPP oiuouranan pU ~lIl!qTSSgU° :ongl[:l:lUd tp gUO~ZBlTIUlUlOJ BIPP OZZIITll1:(8T"1l 0~!J)glS!Agld ~UOIZBJqddBgl ouru orauoddns 19d 'UAISS!illSB1l~l!:lOpA BlIB :gl[JqSIlgHB1B:l an glUgUIIBlU:JUIBPUO] glgAB oxop NaSI-a glgl nun 'onop gA!SS!rnSBllgSlOSIl gIlgp OlU:JIl1UnnlJs
oitmnb U BZUgn~gSUO:lUI °BSS:JlScior UIIgUglBU~gd~
nep auotssuuserj
333
Reti geografiche Fig. 12.20 Rete ATM.
© Commutatore
W
tipo
Terminale
UNI: User to Network Interface NNI: Network to Network Interface
L'utilizzo di piccoIe celie di dimensione fissa ha una ragione di essere ben precisa. Poiche e pili facile elaborare elementi di lunghezza prefissata, la commutazione ATM puo essere eseguita a livello hardware, e quindi in maniera pili economica e veloce; oltre a cio, la piccola dimensione della cella fa divenire molto piccolo il tempo di latenza della stessa nel commutatore, contribuendo a rend ere basso il ritardo dovuto alIa commutazione. II risultato delle scelte di progetto e che la commutazione ATM e un'operazione molto veloce, essendo richiesta un'operazione di bufferizzazione solo nel caso in cui diversi segnali di entrata del commutatore puntino tutti contemporaneamente alIa stessa linea di uscita. Le reti ATM sono costituite da un insieme di terminali e nodi di commutazione (fig. 12.20). I commutatori sono collegati tra loro con linee punto-punto con una topologia arbitraria, solitamente magliata; i terminali sono connessi ai commutatori con topologia stellare. L'interfaccia tra terminale e commutatore e denominata UNI (User to Network Interface), mentre quella tra commutatore e commutatore e denominata NNI (Network to Network
Interface).
Le celIe ATM sono di due tipi, a seconda dell'interfaccia in cui sono utilizzate (fig. 12.21). II significato dei diversi campi dell'header A e il seguente:
Fig. 12.21 Formati delle celie ATM.
™
-
-
GFC (Generic Flow control): di quattro bit, esiste solo nelle celIe UNI e dovrebbe essere utilizzato per il controllo del traffico e delle congestioni (di fatto la sua funzione e ancora in via di definizione); VPI (Virtual Path Identifier): di 8 012 bit, costituisce una parte dell'identificatore della connessione virtuale; VCI (Virtual Channel Identifier): di 12 bit, costituisce la seconda parte dell'identificatore della connessione virtuale, e identifica un canale virtuale nell'ambito di un percorso virtuale;
Header (S bytes)
Information
lnfonnation
Cella UNI
CellaNNI
Payload (48 bytes)
WJ.Y XflW
JJ-~~~~~~~ El
J
1111111111111111111111
1111111111111111111111
11~~~~J~~~~=:J
(q)
"11;;;;1111;;;;1111;;;;111;;;;1111;;;;1111;;;;1111;;;;111;;;;11111;;;;111;;;;1111;;;:lIIl;;;;W;IlIITmI!ll1lTTI11i1
(V)
"'JElVJElV :----II~I~IIIII~.·.·.··IIIiIIIllI§§·······1
'BU01:JUlSB (q) ;) BU01:JUlS (v) :mo!zB(d!l(nw
~~-~l -)if!.:!
';}Uo~ss;muo:J llIPP onll,llll ;}lllU:5;}SSll OSS;}II IdA/I;)A otddoo ;}llllP Olll:JIPlU;}P~? ;}Illnl1~AOFn:JlI:J I~';)AS,I orecro 1l110Anun ~;)AS un Ip ;}UO~Zll;}l:J llIPP onll.Illl !lllZZI[9n OUO:5U;}A Wl V !ZZ~l~PU!no 'Wl V ;}UO!ZlllSnun II ;}lllIPUOUl1l11l:JS ns O:JOA~unopom U! Olll!:JOSSll';}lu;}mll:J~q:J11l1;}:5 oramunris ';}lAq OZ: ~P ;}lOlll:JgqU;}P~un ? Wl V OZZ!l!PUI/I 'Wl V OZZ!l!PUIun ll!qqll ;}UO!ZlllSllun:JSll!:J oqo O~lllSS;}:J;}U ? IUO!ZlllS ntd 0 ;}np 1l1l ;}lllnll!A ;}UOISS;}UUO:J nun ;}lq!qlllS roiod l;}d 'llU01:JU!SlllllIUg;}P ? ll:J!U:J;}l;}Illl oxnour oisonb rod ~(qz:z:'Zl':5g) 1l1p:J 1liPP llll;}q:Jq;},llllP lll!UIJ;}P ;}Illnl1!A ;}UO!SS;}UUO:J 1l11;}:Juun II llZU;}U;}llllddll.I OPU;}SS;}';}U;}!A01d mo IIp ;}lllUll:Jg ;} orejdnjnm ossnjj pu 1l1l;}:Jnun ndnooo ;}q:J ouotztsod 111an ;}UO~ZllP1 nunoja ;}lSIS;}uou Wl V auotztqdnpun llIPN '(apa W .lofSUV.lL snauo,l1pu"S 'WlS) OU01:JU!S OlU;}UlU;}jS1l1l !P lilmllpOUl nun ? msonb ;)q:J ;):JIP IS 'lOIS ourn onoo un uoo OlllZZ~U01:J -U!S ? ;}lllUll:JIU:50 ;}IP orep ~(vz:n: I ':5g) ;)lllUll:Jun:JSll!:J II llssg BZZ;)q:5unl!P o:J!P~:J01lBA1;)l -U! un OPUllu:5;}SSllanorzunj ~:JIUOPPl !Ul;}lS!S!BP O~dUl;}S;)rod lllllZzq!ln WOl uoruooi WI '« llU01:JUISllOlU;)UlU;}JS1l1l Ip lill!IllPOUl»ll:Jg!u:5~s;}q:J'Wl V OUl!U01:JB.IllA!l;)P On;}:JUO:Joisonb IIp ~OdUl;}l!P ;)UO!S~A!P II auorzrqdnjnur ;}IllUO!ZIPB1l1l1l1lPmrruusoo BUOl:JU!Sll:J!U:J;}l111UO:J cuotzrsoddunuoo U! VUO.lJU!SVlll!ug;}P ? euorzejdnmur ;}Illl ';}UO!zllld~llnUl~P ;)UO~ZB1;}do,un ;)lUBIP;)Ul;}lO~:5:5llml?l~:J0pA II ossrqj oorun un ll! qIUn!l ;)l;)SS;}ouossod Wl V !ssnu I.l~d ';)lOlBlnUlUlO:J PP 0plOq II lllpqlll 1lipU 1l:J1;):Jll 1l10:J:J~deun oloS ;)P;)~q:Ju onmnb U!.BpId1l1 nrd ouorzamunnoo 111;}PU;}l~UO~SU;}Ul~P ;}I0:J:J~d !P ;)n;}q:J9;} ~P OZZ!gln.I '9~:J B ;}lllO 'ol0:J:J!d ? ;}UO!SS!UlS1lllllIpU onoporiur (pval(.lo(lo) 0:J!11l:J:J1l1AOS g llzu;)n:5;)suo:J !P ~rnO:JOl01d I;}P oired ;}lO~:5:5llUl llIIllP qS;}~q:J!l !UOISU;)Ul!P ~pUlll:5!P ~ZZP!Pll!!I:5;}Po:5onl UI 'l~q rqood !P cncqono ;)lllZz~gln ~P ;}lU;)SUO:J OPOPUl OlS;)no 'llSS;)mS1l1l11;)U;)IAlllp:J 111;)q:J llll0A !u:5o lllllZzll~dUl!l oiuouranuuuoo ;)l;)SS;);)A;)P onreuod ;) 'Wl V uoremunnoo ! rod ;)Ill:Jol oiucurextsnpsc ;}lOIBAun llq Bn;}:J1liPP lln;)q:Jq;}.'1 'qllnllIA !UO!SS;)uuO:J;)IPP ;}UO!Zll;}l:JllIPP onll,llll ouo:JS!nl!lso:J IS ;}q:J oplOq II ;}Ipqlll II ;}lU;)Ullll -!un '1l1l;}:J1liPP tnunpn» lll!ug;}P ;)q:JUll o I;)A/IdA ;)Ul;}!Sll!.IPPmtruusoo ';)UO~ZlllS;}lU~,U;)U mnuciuoo ;)UO~ZllUl10JUI,1 oU1lzzqqn 9!:J 11lJl;)d 'llF:Jsn Ip nouq crap sun II OSS;)l:5ll!,Pll;}U!1 nrap nun IIp qU;)!U;)A01d ;}lp:J ;)1 ;)1!1;)JS1l1lIp Ol!dUlO:J g outraq Wl V uormnunnoo I 'lllp:J BIPP ouotzaiscnnjjns orddop ;)1011;} un Ip ;}UO~ZllA;)glBI o 0lo:5u~s ;)1011;) un Ip ;)UOIZ;}110:J111ouourrod ? l;)Pll;}q 1l10SBuns OlllI0:J11l:J;)1I;) I! aiuosorddar 'l!q one ~P :(I0.l1UOJ .10.1.13. .lapvoH) ;)3H ~;}lOllllnUlUlo:JPP ououscsuoo !P OSll:Ju~ lilF10ud nun ;)l;)AB;)A;}P1l1p:J111;)S ll:J!PU~'l!q ojos un ~P :("1!.lOl.lc/ sso-] UO!1SoZU0:J)d1.;) ~;)l;)l 1l1l;)P;)uoqS;}:5111rod 0I~A1;)S Ip !UO!ZllUl10JUl0 amom P1l0IAlld !P odureo II ;}S ll:J!PU! 'lIq an !P :(oML pvol"vC/) ld -
!P O:JUll:Jun mrodsan
!l8P aUO!SS!WS8Jl
Reti geografiche
335
12.5.3 Aspetti di protocollo Dal punto di vista dei protocolli utilizzati ATM segue I'approccio core and edge, dove la parte di rete «core» (commutatori) realizza solo Ie funzioni comuni a tutti i servizi, mentre la parte «edge» (sistemi finali) realizza quelle che dipendono dal servizio e dai protocolli applicativi (per esempio il recupero dell'errore). In particolare il livello 2 e suddiviso nei due strati ATM e AAL (ATM Adaptation Layer, livello di adattamento ATM), quest' ultimo implementato solo sui sistemi finali (fig. 12.23).
End System A Livelli superiori -----------
End SystemB
Nodo di commutazione
Livelli 3-7
Livelli 3-7 Funzionalita edge-to-edge AAL
AAL
Data Link Fisico
ATM
ATM
ATM
Fisico
Fisico
Fisico
ATM non specifica i protocolli di livello fisico, Ie cui funzioni (codifica di linea, sincronismo, ecc.) dipendono completamente dal mezzo fisico utilizzato; da questa punto di vista ATM puo utilizzare una grande varieta di port anti fisici, come fibre ottiche, cavi coassiali, cavi UTP, ecc. II livello ATM multi pia Ie celle in modo asincrono sullo stesso mezzo fisico, traduce Ie etichette delle celle entranti nelle coppie VCIjVPI appropriate per Ie celle in uscita, fornisce un meccanismo per il controllo di flusso nella parte UNI della rete. II livello AAL fornisce il meccanismo per trasportare i diversi tipi di informazione definendo quattro classi di servizio, ciascuna con i parametri appropriati del rispettivo servizio. I parametri che i livelli superiori possono richiedere ai servizi ATM sono:
-
relazione temporale tra sorgente e destinazione: il traffico audio-video in tempo reale deve mantenere la relazione temporale tra sorgente e destinazione (cioe non sono ammessi ritardi rilevanti), mentre nel traffico dati questa condizione non e necessaria; frequenza di cifra costante 0 varia bile: alcuni flussi informativi, detti CBR (Constant Bit Rate), hanno una frequenza di cifra costante, mentre altri, detti VBR (Variable Bit Rate), hanno una frequenza di cifra variabile; per esempio un segnale vocale PCM e determinati flussi MPEG sono CBR, mentre la trasmissione dati, determinati altri flussi MPEG e alcuni formati audio compressi sono VBR; rnodalita di connessione: alcuni servizi, come la trasmissione audio-video in tempo reale, richiedono la connessione; in altri casi la connessione puo non essere richiesta.
In tab. 12.2 sono mostrate le quattro classi di servizio definite dall'ITU; a queste se ne aggiunge una quinta definita dall'ATM Forum. Servizi tipici che utilizzano le quattro classi sono: -
c1asse A: classe B: classe C: classe D:
Tab. 12.2
fonia e video CBR; fonia e video VBR; trasmissione dati orientata alla connessione; trasmissione dati senza connessione.
Classi di servizio AAL. Classe A
Relazione di tempo tra sorgente e destinazione Frequenza di cifra Modalita di connessione
T
Classe B
Classe C
I
Classe D
Non necessaria
Necessaria Cost ante
I
Variabile
Orientamento alia connessione
J
Senza conness.
Fig. 12.23 Approccio core and edge per it protocollo di livello 2 di ATM.
O:JISI::!
;_,
OJISl::!
;_,
1011UO;)-'10
O:JlS!::!
t -)l!.:1 O:JISIt[
;_, [OllUO;)-'10
allpa-ol-allpa
~m(lUO!zunll i, I[[dAl1
i, I[JdAq
13lIUlJ;:JP '13!ldOld '(l;:JP13;:Jq) ;:JUO!Z13lS;:JlUI,II13 Il13:)!P;:JP OUOS
;:J 131;:JA;:JUO~Z13UIlOjU!,II13 ..
H
•
!n:)!p
uouodns l[[;JAl'1
;:J
';:JlAq
V
U! 'TH;:Jq:):)Bd !;:JP BIO:):J!d ;:J BSS!J ;:JUOlSU;:JUl!P BIl13p 13l13ZZU;:JHB113:)~ Wl
oitquraisanb
~P
;:Juo~su;:Jm!p
BI Bq
;:JSS;:J Ip
BUnU~O
:.
!l13~UlOU;:Jp
'(: BI ;:JlS!S;:J UOU) Ip
mO:)OlOld
:ouos
szx
qU;:JUBUl1;:Jd
!IBnlllA
1l!n:Jl!:)
;:JUO!ZBlU;:JUl;:JldUl~ uou
B OH;:JdS!l
ABP~
BlBSBq
un
rod
!H!l:)S;:JP
HI:Jol;:JA
O;:JP~A-o~pnB
;:JUO!ZBUllOjUl
BlloA
B llBP
~ulln01
nns
I! 13
! ;:JH;:JUlSBll un
!P IUIluO~IB
rod
II (v
~U!lnOl
131 airoddns
!P ;:JuO!SS!lliSB1l
"3AS B oug
oIPpoUl
BIS
I : [IJ
JAd 13!S BZZ!ITln [QJ mroddns [TI
;:JAISS!lliSB1l Ji!ll:JBd13:J
PP
!IpA!I
·ongq:J:JBd
B!S gIBnll!A
I (q
!I13dl:Juud Ol~~BSS;:JUl
! B1lloUI un
!P OU1;:JlU! remer
1 'BUOZ BUn:JSBl:J 13 OU1;:JlU~ 0:J!Jj131l IT
;:JU;:J!A;:Jl;:Jl BI :BUl;:Jq:JS ;:Jlu;:Jn~;:Js IT ;:Jn~;:Js
~
(::J
B ;:J1011;:J Ip
llu;:JUI;:JP
BI ;:J~um~~Bl B llBP
1;:Jln01
;:JA;:JP 13UOZ Bll;:J:) Bun
ulY13 !I~ ;:Jl;:J~Un!~~131 lH;:JP '1;:Jln01
oIpA!1 oIpA!I
;:JUOlZ13!ZU;:J1;:JWP !P
O~OIBU13 un
ooqrocds
BIPP
;:Jl;:J:aum~~B1
1;:Jln01 .
;:Jl;:Jl ~...
PP
13 OU!] BA!SS!UlSB1l
c ,
;:JUIBl.::[ !P
13UOZ 13II;:JP 1;:Jln01 OH;:JP 13UOZ ans
!P remer
~13UOZ BIPP ' .
~;:Juoz UI BSIATppns
B:JTU:);:Jl B'1
Ip ;:JUOlZB;:J1:J !P Ji!lTl!q!SSOd ns
!P 13ZU;:JSS13~ISO/OSI oIPpoUl
;:JUOTZ;:J11O:JBIPP
";:JUOlZBUllS;:JP nns ;:JU!JU! ;:JAOP 'B!lBl13~lS;:Jp ;:JIBnb I~ , .... 'BUOZ B1lI13,un
opuanb
!I~ OUB:)!IddB
;:JI 13l;:JldUlOJ
"ISB1J llu;:Jn~;:Js
";:JIB;:J1odmoi
zzs
"S/l!qW
"glAq
"ISO/OSI
£~1
gq~unI
Ol!n:J1I:)
Ji!l!1BpOUl
c:::u
;:JIIg:) Bzz!llln
;:Jnp !~lYn
!I~ Bpl13n~!l
Tp ctrotzamunnoo
"JAd 'lliB1~BlBP
BI 13zzTIlln
qrqrssod
0IoS
OUOS
ond
BI BlS crnzzrpm
[IJ [QJ [TI
c:::u
!l8p aUO!SSIWS8Jl
9££
Reti geografiche
~ I
Indica se Ie seguenti affermazioni sono vere
0
faLse motivando la risposta.
a) II routing dinamico e preferibile nelle parti pili interne di una sottorete. b) Nel routing gerarchico possono esistere non pili di due livelli di routing. c) Nel controllo di congestione open loop si imposta il funzionamento della rete in modo tale da prevenirne la congestione, rna se questa accade non ci sono azioni correttive. d) Le reti X.25 sono tutte basate su circuiti virtuali. e) Le reti ATM supportano capacita trasmissive fino a 155 Mbit/s,
OV
OF
OV
OF
OV OV OV
OF OF OF
Rispondi ai seguenti quesiti in un massimo di dieci righe piu Ie eventuali figure.
u u u
Discuti in termini generali Ie problematiche relative al routing. Descrivi le tecniche di controllo della congestione traffic shaping. Descrivi Ie caratteristiche generali della tecnica ATM.
337
'B:)9IlU:J!:)S~l!UnUlO:) BlIBP :JlU:JUl:JlUdIBA~udBlBZZITIln'Bldqq dldl Bun BlUdA!P l:JU1:JlUI BlUBHO !UUB qll:JU orueirod :J IlB:)ld:)!l BZZ:Jm:)IS !P ntsmbar ~B ouordda apnodsu uou OHdl101d TI dl.{:) dUdll1l BSdJ10 BlIdP OlUdUlIllBdIO I! '!lBl~sl:JA~un nruust B cnrcuqadtouud dlBp!JJB ruorzuiuounrcds ~p ~UUB~umIB odorj "]ouvd.lV ~ OHdllOld pp :JjBU~ll!lOdUlOU I~ ~D~IPq ~q:):)BnB !P OSB:) U~ :Jl.{:)UB~ssnu !dP ~l!nUllUO:) BI 0PU:JlUB1Bll '~lBl~I!Ul ~SBq :J :JAIlBUldAoll dIZU:JllB an ornors d d:)OPA OpOUl m ~UO~ZBrnlOJU~oretqnreos B BHB dl:Jl Bun !P dUOIZBdl:) BI Bld dUl] ~m I~ 'dSU:Jl!UnlBlS BSdJ~O BIPP oiucururedtrj IdP BAllB~L!U~rod 6961 pu :J:)SBUl:JU1:JlUI
t:):):J ':JlTIPlBS ''lSOV) OlHB 0 NOSI 'B:)lUOPPl B:JU~jns IlU:JmBll:JU0:) OPUBHfilJS :J l:JPIAOld ~ ouuran 'B:JUB10dm:Jl Bl:J~UBm U! 0 'l:JU1:JlUI B BSS:JUUO:)l:JlU!NV'l uudord Bj oimran ':JlU:JUl:JlU:JUBUll:Jd:Jl:Jl BUB IlBll:JU0:) 'l:JU1:JlUI !L!Al:JS ~:Jp uonruj TIOllU~S~ OUOS .nusm ~~SS:JlSroprxord I 0 qB~:)l:JUlmO:) ~UOIZBZL!UBlllO'~lIS1:JAIUn 'IAqBU1:JAOllqUd O~dUldS:Jrod :Jl:JSS:Jouossod !L!Al:JS!P 1l0l~UlOJ~ t:):):J ':J1BMljOS 'nuonmoop) :Jldl ~ :Jgq!U :JIB~l:JlBUlg :J ~Z~Al:JS~ OUBl!dSO ~lOlBlOqBp ~m ! ~ld~:)OS OUOS :!Z!(!.liJS lp uomuo] -
-odsrp
~Oll:JA!jourud !P OSSd:):)B!P !lOl!UlOJ ~BP dlldJJO !jBSlOP :JllB '(S/l~qW 01 -i- S/l!q"'l 001 ~) ~lqopA B!PdUl B dd~j dlUB!pdm 'oiucueuuad B!A m IlBlldU0:) OUOS~lolBlOqBp ~jBl ~olHB 0 NOSI 0 B:)!UOPPl :Jldl :Jl!UlB1l ~SS:J:):)BIp oroumu 01l:J:) un ~p ouosuodsrp :JIP IlOlBlOq -BP ~p '(o:JUoso.lJ Jo 1U!OJ) dOd IS1:JA!P u~ 'qBlop ouos ~qudln qllB :Jl:Jl BUB OSS:J:):)B,j OlUdUlBllBd B 0 :JlU:JmBl!nlBlll OUO:)S!UlOJdIp ':JIBUO!ZBU0UdA!j B unarodo ~ldqOS OUOS :(dSI) .l0P!(!O.lJ oJ!(!.l0S 1oU.lo1U/ dlUdUldunmO:) ntd 0 '01JO(I110pUOJoS !P OSSiJJJV !P !.101!U.l0f ~!lVS.l0P 0 ouoq){Jvq dl~U!PP '(S/l!qf) 1-:-S/l!qW 001 ~) dldl Bjpp ~lI:)0pA BllB pB :JUO!SSIUlSBll~p d:JU!1 dl BZUdlOd :JPUBlll ~p remer dlUB~PdUl ouoosnsos dl.{:) :J djBUO!ZBUldl~ 0UdA!J B ouarodo :Jl.{:)~ld!:)OS ouos :ollo(!!l ouiud !p oSSOJJV !P !.l01!U.l0f -
:1" £ i "llg !P BUldl.{:)S0UB ollonl OUUBp oqo !JBlUdUlBPUOJ:Jmllg ounoje orenprxrpm dTIq~ssod ~ auranso :Juo~zB:)g~jdUl:JS Bun UI ~BmHfillS BSSdjdUlO:) nns BI BlS!A ':JjOA:JllBBSO:) ~ uou icuroiuj dldl BI :JlUdmB:)9B1ll :J1BlUdSdlddB~ t:):)d 'llUl~ Ud"'l0l 'l:JUl:Jl.{l3:)NV'l !P tdu !Sl:JA!P UO:) d (":):)d 'xnmq 'X!Ul1 '~6 SMOPU!A\ 'SOO-SW) IS1:JA!P!AIlBl:Jdo !UldlS!S uoo 'romduroo !P odn !SB!SjBnb UO:) dldl BUB qBll:JlIO:) crosse !HBJ~ opqtssod ~ ~BSS:JB dldlldUUO:) djOnA !S dl.{:)dlB:)Oj dl:Jl !P :J romduroo !P odn IBP omapuodtpm :Jl:JSSd Bp oporn u~ BlBddnTIAS 'dI/d;)l Bmlldlnt:)lB,uns BlBSBq «uor Ip oior» Bun ~ rourom] "!Z!AldS !P n:J!lBA BUl~SSqSBABun B :Jl:JPd:):)B dl!q~ssod ~ djBnb BI OSldAB1HB'opuom jdP uoreroqtqa Ip :Jldl dpUBlll nrd BI BlBUll~S:Jp~ !m noo :JUlOU 1oU.loJU/
r. ~
..
II!I!I IiII!I IIli!I == Qua == ~= II U
IiII!I IiII!I IIliI
== == ==
...
Q
- -
. ~.
RI
Rl •
•••••
a ••••••
RI .-
,
i-: l.-. I~
,
IIli!I IIli!I IIli!I
SF
Internet
ij-.
Linee a bassa velocita Linee a media velocita Linee ad alta velocita RI: router dei fornitori di accesso di primo livello R: router SP: server dei provider SF: server fornitore di servizi U: utenti M: modern TA: adattatore ISDN
che ne definisce i protocolli di comunicazione (TCP/IP). Negli anni novanta Internet cessa di essere uno strumento utilizzabile solo da esperti informatici: nascono i programmi di navigazione a interfaccia grafica, che decretano il boom esponenziale dell'utenza.
13.1.3
Principali servizi
I principali servizi utilizzabili mediante l'accesso a Internet sono: WWW (World Wide Web, «ragnatela su scala mondiale»): e il servizio pili noto, che consente la consultazione di milioni di documenti contenenti testo, immagini, suoni e video mediante il protocollo applicativo HTTP (HyperText Transfer Protocol);
Fig. 13.1 Struttura semplificata di Internet.
Ip
'OlU~IdUlu
omaurantmuoo ::lU::l~A9q::l1::ld u~s 'q~un qUlS ~~::lp uonj Ip IU oscad ~u~o rod ::lUOIZUIA::llqqu,un orreuuoo 9q::ll::ld U~S UZZ::lI::llU~nns uI uuru U~ oraiuosarddar crosse ond uou OIl::lAq ::lIUl 'olIu nrd OIl::lA!I IU OIUIUlOP !P !UlOU IUn::>Iu !P OlU::lgImlIS I! aiuosarddar 'qul U'1 '::lI0::lsn!uUl ::l ojoosnunu ::l1::lU::lIan ::lUO~zuqs~p uJ uou SNG ~OU::lUlIU~::lS ::l ~1::lUlnU '::lS::lI~U~Ol::lqU]IU,I{::lPP::lUUIU::l up ojos OlUUllO] arossc oxop icnrciuj anru u~ ::lnqqudUlO::l U!S OU!UlOP !P ::lUlOU un 9q::ll::ld '!I::lUUIU::l £9 O~SSUUl IU crezzqnn arcsso ond SNG ::lUlOU un
ond
OIl::lAII IU~O ::l !1::lnUIU::l
~~z: ~P
OUl~SSUUl un up
rn
0lUUllO]
:UUl::lq::lSOI 0PUO::l::lS 'UllS~U~S OSI::lA UIlS::lP up ::llU::lUIU::l!q::lIUI::l~~lUU!PIO ::l oiund un up nnrados ouos rumroponosj '::lZU::l~!S::lorrdord ::lIIU ::lUO~ZUpI U! ~UOIZUZZIUU~lO ::lIlUP ciuourarcqq tresn crosse ouossod IA~SS::l::l::lns~U~UlOpOHOS ! anuour 'ruotzeoqdnp ::lIUl~A::lIp ::lug IU qUIlS~~::l1 OUOS ::l ;)INI::llULIlUP qUIls~U~UlUlU ouos !UlOU !::lp orznds 0Il::lU qru ntd q{::lAq ::lnp I 'UmUnllS ::lIUl Ip OIl::lAq Un::>SU~::lOlUU~!S::lP ~ O!U!lUOP ~P ::lUIOU I~ UO::l ::lAOP 'O!U!lUOP lp !lUOU lap oiznds ~P ::lUIOU {I opuord ::lq::l U::l!q::lIUI::l~ nmnnns usuq !S mo ns ~UIOU !P UUI::llS~SII '(lUa1sllS alUvN U!VlUOa) SNG OlUU~UIOU -::lP OUISIUU::l::l::lUI un oiuarpam unU::lJp IS dI ~Z~IIpU~ ::l ~::lI~OI ~UlOU an UZU::lpUOdS~llO::l U'1
ann ~ SNG
(U::lIUOlH::lI::ltnsod !P OZZ!I!PU~) l!'Uq@OSUUlUIOl
(isoq un U
Ol~I::lPI) UIO::l'UlS~AUlIU'MMM
.ordurosc rod ::lUIO::l'uonareo ~P U~UUlS nun up oirruusoo 0:>(30/ alUOU un UO::l::lSIOS~1::lI ::lIU::l~lU::lP! ::l{Iq!ssod ~ ::lIunb I! ::llUU!P::lUlUUI::llSISun oreoro 0lUlS ~ ::lUO!~UI ::lIUl rod ~::lI::lP::lIq::lussod !S oorrard nrd tp oiusnb ~ uou dI ozzp~pu~ un 0pUUZZlmn 'U::l!UOlH::l{::lmsod !P oz~npu~ un 0 lsoq un USS::lU!S 'USIOSU uun U ~SI~I::l]~1 '::llU::lUl{umlUN 'UlS!AUlIV UO::l U~::lIlO::lIS !::l ::lUOIZU~!AUU~P UIlS::lU!] UIl::lP orznds onsoddajjou OZ~I~pU~ ::lIUl 0pUUl~~~P '!n::lJp u~ ~8'08r£L'60Z: (orsoi oisonb oirepar ~ ~n::>UI 0lU::lUIOUl IU) ~ ezuoiaduroo ~P lsoq.{{::lP dI OZZ~I~pUI.{ ::lq::l orcdas ::lA::lp ::lUO~ZU~~AUU~p UUlUlUI~Old I~ 'UlS!AUlIV q::lM, {::lu cqorcou .iod Ol!S {I UO::l !SIU~::lIl0::l rod 'ordurcso I::ld 'USlOS~1 uIl::lnb ~p orrodsrp ::lq::lisoqjjop dI OZZIlIpU~,I ::l1::l::lSOUO::l ::lA::lpoAqu::lqddu ::lIUMljOS {I iouroiuj ns USlOS~1 nun U cropooou rod oqo U::l!JIU~ISOlS::lno 'dI/d;)l I{lO::lOlOld ~ uzz~{Iln icruonrj 'OU::lP ::lUlO;)
SNO C;"£'t '::l::l::l'::lq::lIUoP{::ll nor ::lI UO::l IlU::lUlU~::lnO::l'::ll::l1uI ::llIUlUIl XU] Ip OIAUl 'UlOUI::lI UdUIUlS 'OlOUI::lI dropsq 'UZU::lI::lJUO::lO::lP~A '(auolfJ1au.la1u/) IIU::lOA ~q~oIu~P '(;)~I) nuadroaired nrd 0 ::lnp U ~n~I::lS Iq~oIUIp :ollIu ~::lIUlSod ouorzrpcds UA!SS::l::l::lns o oirporo tp UlIU::l UO::l oiuauresed ::llUU~P::lUlUZUUlS~p U Ul~pU::lA:;JU!1O)/.IVlUaza.L ~(/OJ010.lJ 1.1odsuv.I.L SMaN )/.I0M1a N) dlNN oAqu::lqddu OnO::lOlOId I~ 0puuzZTIqn qnq~ll -UO::l udord UO::l ::llU::lUIIUUOSI::ld::lIIU::lAI::llUI::l{IqIssod ~ !n::> UI ::l ~I~qullnsuo::l ::llU::lUIUI::lqq 9U::lUlO~IU ~::lg:!::l::ldsnuaprensu I~~USS::lUI Ip ::llI0::l::lUI :(::lUO~Ssn::>S!P!P tddrufi) dnO.l;JSMaN ~dl..:r OA9U::lqddu OnO::lOlOId OUl!UOUIO,I ::llUmp::lUI q~q~SS::l::l::lU .IaJSUV.I.L aJ1d) d.Lel -
oiuouraraqq «IU~ZZU~UUl» up ::lm Ip OlU::lUl~I::lJSUllIl ojucsuoo :(/0:J010.lJ
~(f /OJ010.lJ a:J!]fo 1S0J) £dOd ::l (/OJ010.lJ .IOfSUV.I.L /!Vw a/dlU!S) dlWS IA!lU::lqddu I{lO::lOlOld I ::llUU~p::lUIonnu oiuoureotrard oduroi UI ::lIU!PUOUI UIU::lSns ~~~USS::lUl::l1::lA::l::lIl ::l ::lIUIAU~!P cnrasuoo :(U::lIUOIn::l{::lUlsod) J1VlU-:;[ !l8P auojssturserj
Internet Tab. 13.1 Domini di livello pill alto. Dominio
a una
Significate
com
Commerciale
edu
Universitario
gOY
Governativo USA
int
Internazionale
mil
Militare USA
net
Relativo alia rete Internet
org
Organizzazioni non commerciali
it
Italia
de
Germania
I nomi di dominio che contengono il livello pili alto e un sottodominio devono essere registrati presso l'InterNIC. Esempi di sottodomini sono: uniromal.it microsoft.com itu:int
Universita di Roma «La Sapienza» Microsoft ITU
I sottodomini successivi al primo appartengono all'ambito privato dell'organizzazione di competenza, come per esempio: dsi.uniromal.it ing.uniromal.it
Universita di Roma «La Sapienza», dipartimento di Scienze dell'lnformazione Universita di Roma «La Sapienza», dipartimento di Ingegneria
All'inizio del nome DNS, prima dei sottodomini, compare il nome assegnato all'host specifieo. Per esempio www.dsi.uniromal.it e il nome dell'host www del sottodominio dsi del domino registrato uniromal.it, mentre ftp.dsi.uniromal.it e il nome dell'host ftp della stesso sottodominio. A ciascun nome logico di tipo DNS corrisponde un indirizzo IP, e il database di corrispondenza e distribuito su server DNS dislocati in tutta Internet. II meccanismo DNS funziona in questa modo: quando un'applicazione deve collegarsi a una risorsa di cui conosce il nome logico (per esempio l'host www.altavista.com). invia una richiesta dell'indirizzo IP corrispondente a un server DNS locale (la procedura utilizzata e detta resolver); se conosce la risposta, il server DNS locale la restituisce direttamente al richiedente, altrimenti interroga a sua volta un server DNS di livello superiore, e COS! via sino ache non viene contattato un server in possesso della eorrispondenza nome logico-indirizzo IP; quando il server locale riceve la risposta la inoltra al richiedente; quando l'applicazione riceve la risposta, erea una eonnessione TCP con la destinazione utilizzando l'indirizzo IP appena reperito.
puo solo ttere alto. rene ente
I server DNS possono essere di tre tipi: -
server primario: server che contiene la copia originale dei dati DNS per una zona
particolare; server secondario: server che riceve i dati per la sua zona mediante periodici trasferimenti
da altri server DNS;
341
°OJ1;)SS;)uou oqqanod (on;)ililo ;)WOU ;) osroorod) oired UpUO:);)S uI anuour ';)Io:)snmw/;)I -mSnUIW UZU;)l;)JJ~P ullu ;)IIq~SU;)SUI~ (o:)~iloI ;)WOU - OP01;)w) 'l~D,IPP ouad cunrd U'l
O;)Io:)sn!uw;) ;)I0:)snu~w ;)1;)11;)1 an UZU;)l;)JJ~POUUU]xnuq ;) x~UD ~(\) ;)lUI:)S;)AOl uou ;) (/) ;)W1P ouos lSOl.LIPP O:)SIPIns (A10P;)1~p) osroorod I! OUO:)SlUY;)P oqo airaq ;)I :qu;)nil;)s ;)1 ouos IIud~:)Ulld ;)ZU;)l;)JJ~P;)'l °SMOPU!M0 soa-sw Ip ;)lOUntd ;)Ipnb uou ;) xnuq/x!uD ~P ~UOIZU;)AUOJ ;)I ;)nil;)s 01)0;3;30 snuou a osiotusd odnreo II oiumrod ;) xnuq 0 x~uD oxuarcdo UW;)lS~Souroo otrezzqun ;)SlOS~l ;)1 OUOP;)~S!lITunb ms isoq !Iil !su:) mom UI ;)q:) 0lUlOU uA '(oiuoumoop 011;):) un u ;)PUOdS!llO:);)q:) ;)rg PP ;)WOUII ordtnoso rod) on;)ililo,II;)P ;)WOUII ;) lsoq,IPP OJS~pIns osroorod II U:)lpU~01)0;3;30tnuou a osunusd odumo I! o '(t't'-171 .red !paa '«OlOU uoq» ;)lOIUA II oumssa !S ;)lUU:)UUWos) ;)luzZlIlln up d;)l nuod uI u:)!PU! truod odureo I! ';)lUnUlUO:) up lsoq.[ SNa ;)WOUun ;)lUU~P;)Wu:)yqU;)P! 1S0lj o:J!gol snuou odumo II '(0:):);) 'olI~uW 'SM;)U 'dU 'dnq ;)l;)IUAond) ;)luzz~IIln up OAllu:)~IdduOIIO:)OlOldII u:)yqU;)P~ 0p01aw odurao II ;)AOP
:UWlOj uI ;)lU;)WIUWlOUotrmssa o(;)SlOS~lIp ;)mlOpUn ;)lOlUnpIAlpm '.I01v:J07 a:JmosaN wowfiun) 'l~D OlU~WOU;)P um;)q:)s oun oraaro 0lUlS ~ ~UO!ZUWlO]utoisanb ;)lOlU:)yqU;)P~oomn un u~ ;)l;)pn!q:):)ul l;)d
'ran vn
°lsoq,II;)P OUl;)lU!,IlUotrorzrsod ens UI 'oranns ~ rno u~ lsoq.[pp dI OZZ~l~PU~,I 0 o:)~~oI ;)WOUI! 'orezzqnn up oAqu:)qddu OIIOJOlOld l~OllUSS;)J;)U~
(0:):);)
';)rg 'nuoumoop)
:;)l;)JSOUOJ ;)l;)l ~ oisod on;)ililo rsntspmb un U ;)l;)P;)JJU oroiod l;)d
lHn £"£"):
rzcr oily)U1UZZ1.JqnOlOW;)lOSS;):):)UIp ;)UO~S -S;)UUO:)UIPP 1?Ja!.Ido.ld UllS;)UYuIIuP ;)IIq!il -un!ililul dI/d:JL tuoiztnsodiu] UllS;)U~]UIpu qu:)y!:);)ds OUUUA;)UO~SS;)UUO:) nun cnmmp ;)luil;)IdulI up SNa l;)Al;)S I;)P dI !ZZ!l~PU~ IIil 'mO!Sl;)Aoxtssooons ;) ~6 SMOPUIMuI O;)lUnUlll?~il;)lS;)!q:)~l;)lU;)WUlU~P;)U1 -~ anpnaso roiod up ;)lUl opom U~ ';)A -ootr oqo dI ~ZZ!l!P~ ~Iilns lUO~ZUU110jm ;)1 ;)q:)u:) nudo.rd nun u~ 0PUUZZIlOW;)W 'lUOIZU:)I[ddu;)IPP SNa ;)lS;)lq:)11;)I rod OllIY up U] ~l;)Ul;)lUI~P euoz uumIu pa OlUI:)OSSU UOUroxrcs :iJtPV:J vlos !P .Iaa.las -
°lUOIS1;)A ;)AISS;):):)ns ;)
~6 Si\>\OpUlA\ UJ SNG 19A1;)S l:lp dI IZZlJlPur lj3gl" auorzmsodun Ip 1l1lS;)U!,:l
Z"£l "JI!:I
nap auoissuussrj
Internet
Tipicamente l'uso di URL e associato all'uso di programmi di navigazione (browser) come Microsoft Internet Explorer 0 Netscape Navigator, che sono dotati di funzionalita multiprotocollo. Se invece si utilizzano programmi specifici (per esempio per la posta elettronica 0 per il trasferimento FTP), viene chiesto di inserire Ie stesse informazioni rna in modo diverso e variabile da programma a programma. In realta, 10 schema dell'URL varia leggermente a second a del protocollo utilizzato, per _cui puo essere utile esaminare alcuni esempi: http://www.petrini.it/telecomunicazioni/marino.htm Questo indirizzo corrisponde al file marino.him posto nella directory telecomunicazioni situata nella directory radice del computer www.petrini.it (ossia nel computer www del dominio petrini. it). In realta si deve osservare che la directory radice di riferimento e una directory relativa all'albero dei documenti Web presenti sull'host, e non e necessariamente la directory radice dell'intero file system dell'host; oltre a cio, il nome e La posizione della sottodirectory telecomunicazioni potrebbe essere virtu ale (il percorso potrebbe cioe rappresentare una directory reaIe di nome e posizione diversi). L'irnmissione dell'indirizzo in un browser produce la visualizzazione del documento marino.htm (htm 0 html e l'estensione dei documenti ipertestuali pubblicati su Internet). http://www.petrini.it/telecom unicazioni/marino, exe Come sopra, rna questa volta, poiche il file e un eseguibile e non un documento, l'irnmissione dell'indirizzo nel browser provoca il trasferirnento del file dal computer remoto al computer locale. http://www.itu.int/itu-t Questo indirizzo, simile ai precedenti, presenta una particolarita: vi e indica to un percorso, rna non un file. Immettendo questo indirizzo ill un browser si possono avere due comportamenti: 1) viene caricato un file di default presente nella directory itu-t dell'host www.itu.int; il nome di tale file e stabilito dal gestore del server HTTP (spesso e index.html, rna non esiste alcuna regola); questo espediente permette di collegarsi a un sito Web senza conoscere il nome del file della pagina principale (per esempio per collegarsi al sito della Pubblica Istruzione e sufficiente immettere http.ftwwwistruztone.it ); 2) se il gestore non ha indicato un file di default da caricare, il browser cerca di visualizzare il contenuto della directory itu-t dell'host www.itu.int; se non vi sono restrizioni vi riesce, altrirnenti restituisce un messaggio di accesso negato. http://www.cartesio.it/~simone/home.htm In questa caso il nome della directory inizia con il carattere speciale « ~» (tasti Alt + 126 tastierino numerico); cio indica che il nome che segue e il nome di un utente del computer, e non un normale percorso su disco. II percorso ~ simone individua per convenzione la directory public_html situata nella directory principale dell'area su disco riservata all'utente simone.
file:j//C:/Documenti/ipertesti.htm L'indirizzo indica che il documento in questione risiede sui computer locale e non su Internet. ftp://ftp.sunet.se/pub/pc/bats.zip Questo indirizzo individua il file bats.zip nella directory [publpc] del computer [tp.sunet.se (ossia del computer ftp del domino sunet.se). L'immissione dell'indirizzo in un browser provoca il trasferirnento del file dal computer remoto a quello locale. ftp://ftp.usr.com/driver/
343
.ouuaqos
ns ;}UOIZBZZ!pmS!A Bl ;}lBZZ!ill!110 Bp 0pOlli
m utdoouoo
;}l;}SS;}
;}:);}AU!OUOA;}P l;}Ul;}lUI ns qU;}llimOp ! ~(1iJD nOA 104M sf iJiJS nOA 1vljM 'DA.M.ISA.M. aonsucnereo) 01BdlliB1S pBS ouroo !SO:) 'oiuoumoop PP OHBS;} OH;}dSB,] ;}lU;}ln,llB ;}l;}P;}A lBj B ;} ;}lBU!llil;}l;}P B ;}PU;}l oirreuod ;} 'ourroqos ns ;}UO!ZBZZIIBnsIA nns BllB uou ;} 'oiuoumoop PP adureis BllB OlBlU;}110 ~ 10SS;}:)01d pIOM un !P 0lU;}lliBUO!ZUnj [! :IAqOlli !lBA rod '\11DBdB:) BSSBq B ;}UO!SSIUlSB11!P ;}IBUB:) un ;}llUTB11 ;}IU;}l oduroi U! 0PBzz!IunS!A !P \11!SS;}:);}UBl uoo !nqqudUlo:)m ouos oiuonmoop ;}]Bl !P ;}lpqsP;}HU1B:) ;}'l o(vn:l 0'3g) OlU;}rnmOp pp Ulnll;}dB,llU oisoi IB ;}Ul;}!SU! oreorreo ;}U;}IA;} ruorzrodord ;}I ;}lU;}rn]OA;}lOUB1U;}rnnB ;}U 'OSS;}!P opqiputosut orrad ;}U;}IA!Poinqtnuoo ;}IBl 'oiuoumoop pu (;}U!'3uU1U11,un ordtncso rod) ;}IB!p;}ill!l]nrn olnqllluo:) un oosuosur !S ;}S O;}lO!'3'3Blli\11BS oiuaumoop ;}U;}quo:) ;}q:) ;}l!J PP ;}UO!SU;}lli!P B] oureuod ;} ';}lB:)g!:);}ds OllBSS;}:);}U \11BS osoo ntd 'H!q!ssod nrorzdo ;}] ouos nrd ~OlU;}llimOp PP onodse OHBS;}.T OlUllS!'3;}l ~ mo trr (":):);}'B;}Ul]1;}lUl ';}1;}HB1U:)!P odn ;}BZZ;}PUB1'3'OA!SlO:J 'OH;}SSB1'3);}UO!ZUHBUl -lOj Ip lUO!ZB1SodlliI !P cuos Bun ;}U;}Y1UO:) oiuournoop 1I °lOSS;}:)Old plOM un uoo OHOPOld oiuoumoop un OlU;}llill;}Pl o;}lliO:) BPU;}ld IS 'lWlH.TPP BgOSOEJ Ul cropucrduroo l;}d °Hmp;}ill!l]nlli qU;}Ul;}P ;}q:)UB !AOpU;}pnpu! 'oisoi ooqdurcs un Ip o]pnb Ip ;}lU;}BlHB ;} ;}IIq!SS;}U md O:)gUl'3 onodse un !P uuoumoop ! crusoxu Ip BZU;}'3IS;}.jUO:) ()[SIP-plUq un np ;}lU;}IU;}AOld qup ossnu IB ;}lO!l;}jU! UZZ;}PUU1'3IP lU!PlO njour rod omcm ;}]BllilOU un rod) icuroru] OlU;}lliBil;}llO:) un !P BA!SS!lliSBl1 \11!:)udB:) B11OP!1 Bl ;}lUH!:)uo:) !P oirsodord [! noo OlB;}P! 0lU1S ~ 'lWlH O!'3'3un'3UTI 1I O;}UO!ZBH BllilOj
n
Bl rod !UO!ZnJ1S! ;}lIB onrourauanp ;}l;}P;}:):)B ;}l!qlssod ~ uou ;} OlBHBUllOJ oredds oisot [! ;}IBnb pu 'lOSS;}:)Old P10M un m ;}U;}!AABoiusnb !P BZU;}l;}J]IP B 'oisoi pu onoqdso 0pOlli tn 9!1;}SUl ouos ;}UOlZBHUllilOJ Bl rod IPUBlliO:) 1 ~q:)l;}d !so:) mumq:) !S iJ'3vn'3uvl dn)[.IvUI °\11!lBUO!Zunj ;}AOnU ordures !P ';}du:)Sl;}N ;} ljOS01:)IW Ip erred Bp 'oiuourtrosmj rsd onnnsrdos ouorzrnoxc Bnuquo:) Ul ~ ;}q:) OSU;}Sl;}U 'Ol!U1j;}P U;}q plBpUB1S oun ~ uou 'lWlH,'l °6L88 OSI plBpUB1S O]PU OllUg;}P '(iJ'3vn'3uv7 dn)[.Ivw PiJz!lV.liJUiJD P.lVpUV1S) 'lWDS O!'3'3un'3uH PP ;}UOIZUZZIIU!:);}dsBun ~ oqo '(qS;}ll;}dT rod umreoreur U or'3'3Bn'3u!1 'iJ'3vn'3uv7 dn)[.Ivw 1XiJJ.,.IiJd -tfH) 'lWlR] ~ iouroiu] ns uucsord nuoumoop T qB;}l:) OUOS ;}IBnb n noo o!'3'3Bn'3u!1 1I 0(<< ;}lOlBH'30jS» ;}lU;}IU]Bl;}H;}V .IiJSMO.lq ciucnrcunuroo md 0 iJ.101v'3!nVU OH;}P ~ iouramj ens un Ip untrcitroo !B ;}mp;}:);}B opqrssod ~ opmb p UO:) ;}lBMljOS 0lU;}lliTI11S o'l °iJ'3vd iJUlOIj B1Bll!lliOU;}P ;}q:)UB 'OlS;}ll;}dqpp ;}lud!:)U!ld BU!llBd B]PP T}lIl.T]UP 0lBnp!A!pu! ~ FJU1;}lUI ens un ~1iJU.liJ1Uf ons 0lBUllliOU;}P ~ 01U;}lli0'31B QSS;}lS01 qUBp1Bn'3!1 ;} lsoq OSS;}lS 0lpu qU;}PTS;}l '010] U11 qB'3;}lIO:) ;}]!J !P ;}lli;}!SU! UIl °iJ1VmSiJ1.liJd! ;}1;}HU1B:)uq l;}Ul;}lUI ns oiuosord d]B!l;}lBlli IT ;}q:) ;}:)!P !S '010] B11 !lU;}lUmOp ! ;}lu'3;}lIo:) !P ~l!pq!ssod U1S;}nb l;}d O;}SnOlUun !P «)[:)H:)) ooqduros p UO:) ol11B.TIB oun,llBp oressad ;}[!q!ssod B!S ;}q:) dlBl 0pOlli U! 010] B11 !lB'3;}nO:) 'O;}PTA ;} !Uons 'lUI'3Ulliill! 'oisoi !lU;}U;}lUO:) 'nucurnoop Ip !UO!l!lU ur dlSTSUO:)OSS3. °B10U ntd l;}Ul;}lUI !P BS10S11 Bl ;}lU;}lUB1m!S ~ q;}.M. ;}P!.M. P]10.M. II
vn
lWlH O!~en~U!l 't7"£t O;}HUP U! dlBI:)S;}AOl ;}l1Bq ;}l ciuoureonauroina OU011dAUO:) !SU:) !llmiB Ul g U/:dnlj ;}lU;}lliB:)qBlliolnB OUO:)S!l -;}Sll! OSB:) oisonb U!) ;}IBTZlU!oired BIPP ;}A!ld T}I[l OUBlld:):)B ;}uorzBil!ABU Bl l;}d !llilliBlil -Old ljBdl:)U11d !;}P 11U;}:);}1\lTd !UOTSldA ;}l ;}q:) ;}l;}'3un!il'3B ;}A;}P !S 'OH;}P OlUBnb B ;}llIO °WU!1 O!ll!lliOP PP olTqlliu,lpu OSVUlUl01 ;}lUdln.TIB OlTP;}ds ;}lU;}lliBA!Ssd:):)ns ;}U;}IAo!ililBSS;}lli 1I °B:)!U01H;}P Blsod !P o!ililBSSdlli un ;}ldA!l:)S d[!q!ssod ~ ;}lBnb Blpu B11S;}UYBun !P BlTIll;}dB,l B:)OAOld OZZ!lTpur ols;}nb !P ;}uorsSTlliUlI,1 'Blsod !P ;}UO!Zlp;}ds B] OUBlloddns ;}q:) l;}SMOlq !ns 110url@OSBUTlliOl:Ol[!BUT °AlOP;}llP B]PP 0lnU;}lUO:) I;}P dUO!ZBZZHBTISTA Bl B:)OA01d l;}SMOlq un U! oZZ!l!pur,l -l;}P ;}UO!SSIlliill!,'l °UIO;r lsn-d1j l;}lndllio:) I;}U .IiJn!.lp AlOP;}lTP BI Bnp!AlpU! OZZIlTpUl OlSgno o
!l8P aUO!SS!WS811
Internet
'@J
_
_
normalmente un word processor permette una grandissima varieta di opzioni di formattazione, molto al di la di quanto sarebbe strettamente necessario per la grande maggioranza dei documenti; questa aumenta le dimensioni dei file che codificano i documenti; gli elementi multimediali che sono inseriti nel testo vengono inglobati nei file provocando un aumento notevole nelle dimensioni di questi ultimi.
La necessita di utilizzare un diverso formato si basato sui seguenti elementi:
e
concretizzata nel linguaggio HTML,
_
il file principale, detto file sorgente (solitamente con estensione htm 0 html), contiene solo il testa del documento, con po chi elementi di formattazione, sufficienti ad ottenere un risultato grafico accettabile; _ una parte dell'aspetto finale del documento rimane indefmita e dipende dalle impostazioni del browser, che adatta automaticamente la visualizzazione del documento alle dimensioni in pixel della finestra di lavoro; _ il browser deve essere in grado di visualizzare il testa anche parzialmente, senza cioe attendere 10 scaricamento completo del file; _ gli elementi multimediali (sfondo del documento, immagini, suoni, video) non sono incorporati nel file sorgente, ma esistono come file separati, richiamati nel documento da collegamenti (link) presenti nel file sorgente (fig. 13.3b); in tal modo viene prima scaricato il file sorgente, il cui contenuto e immediatamente disponibile all'utente, e in secondo luogo i contenuti multimediali; e inoltre possibile configurare il browser in modo tale da ignorare del tutto 0 in parte tali contributi; _ il carattere ipertestuale si ottiene mediante link ad altri documenti HTML, realizzati inserendo nel file di partenza l'URL del documento al quale si vuole puntare (fig. 13.3b).
isario e. Se tale viene
'_
i tale .e un
_
non idere stica ivece
A quanta detto si deve aggiungere che:
_
le immagini sono in formato compresso, GIF (estensione gif) 0 JPEG (estensione jpg); i video sono spesso sostituiti da GIF animate, ovvero immagini GIF dove un numero
- ridotto di fotogrammi si riproduce ad anello; i suoni sono spesso in formato MIDI (Musical Instrument Digital Interface), che non rappresenta un formato per suoni reali registrati, ma codifica solo brevi istruzioni per il riproduttore MIDI del PC; _ i suoni e i video «veri» hanno formati particolari che consentono la riproduzione del file durante 10 scaricamento (modalita streaming). Per rendersi conto dei vantaggi dell'HTML, si pensi che la presente pagina in A4 di questo testo, comprendente la fig. 13.3 e il testo, occupa 50 kB in formato Word 97 (e
345 Fig. 13.3 (a) Un word processor ingloba in un unico file tutti i contributi del documento. (b) Nell'HTML i contributi multimediali sono richiamati tramite link; nuovi documenti sono consultabili grazie a link ipertestuali.
";)l!J;)WOU;) osroorod Bp OlInl~lSOS ;)l;)SS;) ond 'nIh,1 ;)q:) OS;)~UlHOS? l}lIl ouopuordtuoo ;)q:) 'BBl ~;)U ~1llqBuoIZUnj ;)UIIS;)P;)W ;)I !lU;)AB !Sl;)AIP 'BBl OUOlS!S;)~SB:)!lloUl u~ ;)q:) !lOU ~S "OlU;)Ul~:)SOUO:)~l ~P ~A~lOUlrod oloS BUl 'BI0:)sn~BW BW10j U~ orduras BUllOU !P ilBzzIfiln 'lWlH 'BBl IfBdI:)uud !;)P OlB:)g~U'B!SP ol~n'B;)S!P OlBJU;)I;) 3: "~l"BA IIoq~s ';)lBlU;):):)B ;)l;)n;)l '~zBds ;)UlO:) 'nruosouoou ordures UOU ~1;)HB1B:);)l!J I;)P ~UlOU I;)U ;)lBZZIf~ln uou ~P Blpnb ;)l;)SS;);)A;)P BZZ;)110J:)BBwqln,uIl "(xnuq 0 X~UIll;)Al;)S l~s 1l1;)uo~zunj uou BUl 'SMOPU~M u~ BUOIZUn] tuJlf01Fnsv:J ;)m IB tullfon;:nSV;) olu::mm'B;)II0:) un) xnuq 0 x~uIl ns ilBSBq q;)M 1;)A1;)S ~ UOJ nnojqord ;)l;)AB uou ap OpOUl U~ ';)Io:)snu~Ul ;)l;)H;)1 ojos )fUll I;)U ;) ;)IY I;)P ~UlOU~ rod ;)lBzzqqn oururoddo ;)llIOU~ ? ~1;)A1;)SI;)U orendso 1l11;)A~nJ UI ouotztsod BI ;)lU;)UlBHBS;) amtosouoo B~Snou ;)qJ OU;)W B '~AIlBPl )f~l ;)lBZZqiln ;)IBlU;)UlBP ? '
"qU;)UlB'B;)IlOJ~ ilUBUO~ZUn] 0PU;)UBUl~l ouotzrsod tsarsjnnb u~ oreisods ;)l;)SS;) ond ;)IY !P ;)Ul;)~SUIun oqo OI'B'BBluBA;)lU;)P~A;),1rod 'IAIlBp1 )fu~l oUBzzIllln lWlH IlU;)UlmOp ~;)P oirad ;)lO!'B'BBUl Bl "OSlOJ1;)d pu OSOllU B ;)lBPUB rod «/""1» 0PuBzz~Eln ;)lU;)UlIBnlU;)A;)';)lU;)'BlOS ;)rg PP ouorzrsod BIlBP crnrad B OSlOJ1;)d P BJ~p~ !S AlOP;)lIP B1llB,un UI BA01l IS ;)S ';)UlOU P ;)UlBJ~pUI ;)lU;)~:)illns ? ;)lU;)'BlOS PP AlOP;)l!P BSS;)lS Blpu BAOll ~S OlB'B;)IlOJ ;)rg I~ ;)S ~;)lU;)'BlOS;)rg PP ;)UOIZISod BIlB ;)lU;)UlBAqBP1' OlBJIpU~ ;)U;)~AOSlOJ1;)d P .oaume: )/Un ~\Ild OUUB1;)UO~ZUn]UOU ~lU;)UlB'B;)IlOJ~ ')fS!P-plBq,IPP ouotztsod BS1;)A~PBun U~ OlU;)UlmOp un OUO:)SInlqSO:) oqo ;)Ig I;)P ;)Ul;)ISU~,1 0PUBllOdsBl1 ';)lBIOJIllBd UI ~OlBnp~A~pu~ 1l11;)A UOU BlBJ~PU! onorztsod Blpu BA01l ~S uou l;)'B1Bl ;)l!J E ;)S ';)lU;)UlIBlTIlBU ~tullfollalSv;)lv3v.l.dj::J1 Ij:an! odu PP ? omjosse )fUll un ~l;)lndUlo:) PP Ul;)lSAS ;)m pu ;)rg PP ouotztsod BHBS;)J B1BJ!PU~ ;)U;)!A :o}nl0SSV )/Un
;)m
.tdn onp ~P ;)l;)SS;) ouossod )fu~l ~ '(;)m;)UlOU ;) osroorod) Ol!S OSS;)lS 0lpu qU;)UlB'B;)IlO:)~ BplBn'B!l oruanb l;)d t""M/IMtll:dmt) ons OllIB un Ip OZZ~l~PU~,1;)lB:)!Pur ond crnddo 'Ol!S OSS;)lS 0lpu BAOll IS ;)rg l~ ;)S ;)19;)UlOUo OSlOJ1;)d pu ;)l;)lS!SUOJ ond (;)IBn1S;)11;)d!)fU~I) ~l;)d! un !P l}lIl,l '(;)m'BBUlUIIBZZIIBnsIA))fu~p;)dI
o OSlO:)l;)d,,=J}lS
~(OlS;)l BZZIIBnS!A))fuql;)dl ~;)U~'BBUl~ OlU;)~l;)SUI
DWI)Cl}lIl,,=d3}lH ;)UlOUC l}lIl"
C;)m;)UlOU;)
~OPUO]OHOS~P ouong ~OPUO]S!P ;)~'BBUlUlI
= d3:}lH
OSlO:)l;)d,,=J}lS
C ;)rg;)UlOU ;) osroorod,
= J}lS
V) V)
.oWl)
ONIlOSDa)
C ;)rg;)UlOU ;) OSlOJ1;)d" = ONIlO}lD)lJVa
AOOa)
:!UO!ZU;)AUOJqu;)n'B;)s ;)1 ouonsas qBd!:)U~ld )fU!1 I ·oms.l.O;)?
oissnb 'OnassuJ~ ~ oisenb :OpOUl ;)lU;)n'B;)Spu
"OA!SlOJ ? oisonb
';)IBW10U oisoi ? OlS;)no
olBzzqBns~A 1l1BS oisoi
'OH;)SSBl'B ? oisonb
II l;)SMOlq PN
';)IBWlOU oisoi ? OlS;)no
.odn oisonb Ip BW10] Bun 1l1AB OA!SlOJ ;) OH;)S -SBl'B ';)IBWlOU OlBUllO] U! oisoi ;)lU;)U;)lUO:)0lU;)WnJOp un O~dUl;)S;)l;)d ';)uo~zdo ;)lBIOJIl1Bd BI oreoqdda !m B oisoi E OUBl~~PP ;)IP '3m ciuoureudord ntd 0 '!lOlB:)lBW cnratpanr !HOPOllU~ ouos !A ;)UO!ZBHBUllO]Ip qU;)W;)P ~I'B ~(!Sl;)PU;)lU~rod 'sMopu~M ~P siou 0;);)018 E UOJ OUOA~lJS~s ;)qJ !Ipnb rp) oisor Ip ;)rg un ? lWlH OlBUl10] ur ;)rg un 'B:)!lB1d BIPN 'BlTI'Bg BI ;)lBZZIIBns~A rod !puo:);)S :mp ~lHB rod ;)l;)PU;)HB ;)A;)P IS anuour 'On;)1 ;)l;)SS;) oirqns ond lWlH oisci E 'opuooas OIOS un m OlBJUB:)S ;)U;)!A lWlH OlU;)UlnJOp E antrotn 'rpuooos 01 U! OlB:)!lB:'S ;)U;)IA P10 M OlU;)WmOp
II (s/a)f ~) s/l~q)f
017
Ip 1ll!:)OPA BIlB ;)qJ BJ!J!U'B!S OlS;)no
"a)f
01
ndnooo 'dID 0lBWlOj ~ 'BlnU;)lUOJ ? IA ;)qJ ;)U~'BBUlUI!,1 ;) a)f ~ adnooo oiuaumoop OSS;)lS01 muasardder ;)q:) lWlH ;)E] I! ;)llU;)UI '(~'BBUlW~ ;)1 ;)WpdUlOJ L6 plo M :,Jq:)l;)d OHOUI ? uou 9t7£
mta
upa tene
ido; per con otti ~ la ras)
GENERAL! (tag inclusi in tutti i documenti HTML)
Tipo
Testata
(informazioni varie come titolo, autore, ecc.) Titolo
Corpo
(delirnita il contenuto della pagina) SFONDO, COLORI E SUONI
Immagine di sfondo Colore di sfondo Colore Colore Colore Colore Suono
del testo dei link dei link visitati dei link attivi di sottofondo
FORMATTAZIONE E DIVISORI
Grassetto (Bold) Corsivo (Italic) Pedice Apice Grandezza del font Cambio grandezza font Grandezza font di base Colore del font Tipo di font Grandezza del font Grandezza e allineamento Paragrafo Allineamento paragrafo Font pili grande Font pili piccolo Ritorno a capo singolo Riga orizzontale
(1)
(diversi paragrafi sono separati da un doppio ritorno a capo
COLLEGAMENTI
Iperlink
Iperlink a un'ancora
unq jorondco
unqnuam
(1;)SNl01q PP IZZ!lIPUl niraq UlI;)U olezzfJensTA ~ 1110 mo p)
'llUljjlld llJ[;)U nuosord )[UlJ I;)P pjjlllj ;)Ullll] I
ouers
f[llnb
;J
!JllZZTJllnSIA
;)lU;)'BlOS;)J!tI
UllSIUlS U uuour [;)U nuosard )[UlJ f;JP l;)'BlUl
OUllqq;Jp
IA
;JI!J f[llnb
'llUljjlld llJPP
orsunoj
[l
unqrasauraij ;JI!I II 0'1.:1 tOn
·(t'U ':3g !paa) ansop B BU~:3BdBl ormqumo ~p '3IU~l~A9Bl;Jl ~ns optraoorp ';In;JUlI;Jd ;Jq~ 'BllS~U~SBIIns ossg nU;JUl un ;Jl;JU;JlUBmrp onounod 9q~l;Jd onnnnrdos 'Bsn.w.:p OlIOUl B~9Bld BUn :_J ;JUlBl] rp oZZTITln.1 ·(t'£1 ':3g) ;JUlBl] rSl;JA~p~;JU;JlBzzqBns~ABp ;Jm ~ nanptxtpur OUOS~m U! ;J OlU;JUlmOp pp ;JUO!S~A!ppnSBl BlB~!pur :_J mo U! 'l;JSMOlq lBP olBZzqBnS!AUOU iWlH ;Jm un B ;JpUOdSrIlO~ 'l;JSMOlq l;JP rZZ~l!pUlBIlBq BII;JUoraduroo ;Jq~ 'OlBZZ!lB;JI!SO::l omoumoop un !P ;JlU;J:3l0STH[l,i ';Jm !Sl;JA!P rlBzzIlBnsIA ouos rpmb ;JlpU 'euau] ;JlBU~Ul -OU;Jp ';JllS;Jug ntd cp 9S0dUlO::l !lU;JUln~Op ;JlBZZ!lB;Jl ;JEq!ssod ;JpU;Jl iWlH O!:3:3un:3u~lII
~;JA Bl:3B1S'
9
:;JlmB;JW
:_J
:;JABl:3IW :;JABl:3;JW
~;JABl:30W
1!
~;JA Bl:3n1S'
:lonb1S' ~dUlBW
W
<
~l:3W
) OIZBds
~lIW ~dsqu1S'
IlVI03dS 1~31lV~VO
rr> rt>
oroumu !P od!l 0lBl;JUlnU O~U;JltI
Olund ~p odrj, oranmd O::lU;JltI
31SIl (pXId~) Ci,,,=
HlOItIH
"i,,,=HlaIM.
"ill[l,,=;)lIS
-avao.i.txaumorauaa't
NOnV
"ill[l,,=;)lIS C ill[l"
OWl) OWl) OWl)
= ;)lIS OWl) ,,=tIWVN
V)
;Jur:3BUlUlIOlU;JUlB;JU~IIV ;JU~:3BUlm~ OlU;JUlB;J~IIV ;Jur:3BulUliOlU;JUlU;JSUI BlO::lUB,Un!P ;JUO~zIUg;Ja nap auo!SS!WSEJl
817£
Internet
13.4.2
349
Editor grafici
Data la quantita dei tag possibili (e in questa trattazione ne sono stati omessi moltissimi, come per esempio quelli relativi alle tabelle, alle mappe, ai moduli e ai frame), la creazione di un. documento Web potrebbe sembrare un'operazione alquanto complicata; in realta il lavoro e enormemente semplificato dagli editor HTML grafici, dall'interfaccia simile a quella di un word processor, mediante i quali e possibile costruire un documento ipertestuale senza addentrarsi (0 quasi) nei tag del codice HTML. II pili noto di tali programmi e Microsoft Frontpage (fig. 13.5), che oltre a essere un eccellente editor HTML e anche uno strumento per creare e amministrare un sito Web. Entrambe le suite Microsoft Internet Explorer e Netscape Communicator includono un editor HTML grafico (Frontpage Express e Composer), che pen') in entrambi i casi, al momento, non support a i frame. Fig. 13.5 Frontpage 2000.
13.4.3 Visualizzazione II modo in cui viene visualizzata una pagina HTML dagli utenti e difficilmente determinabile (solo con tecniche avanzate basate sugli elementi grafici si riesce a esercitare un relativo controllo), e dipende in particolare dai seguenti elementi: 1) 2) 3) 4) 5)
browser utilizzato (Internet Explorer, Netscape 0, raramente, Opera); impostazione dei font utilizzati e della grandezza del carattere; risoluzione del monitor; grandezza della finestra del browser; dirnensioni delle barre del browser e presenza 0 meno della barra delle applicazioni (che puo essere fissa 0 nascosta) 0 di altri elementi (per esempio barra dell'Office) che riducono Ie dirnensioni della finestra del browser se questa e a schermo pieno.
Le variabili insite nei vari punti evidenziati possono essere almena parzialmente controllate nei seguenti modi: 1) a lavoro finito, e necessario testare Ie pagine con diversi browser (almeno Internet Explorer e Netscape); 2) si deve presumere che l'utente utilizzi Ie impostazioni di default;
°glUHg:):)U ond lUg~P l~ oqo nap ~P rdn I ~lUg~P ~P odn I! ~OpUUWO:)I! glU:)!lddU !n:) U Ong~~O,IPP OZZ~l!PU~.I'osn UI dllH OlIO:)OlOld PP gUO!SlgA !P oroumu II ~gl!n~gSg gAgp 1;)A1gS I! g{P 0PUUUlO:)II -
:!n:) nn 'IUO!ZUUl10jU!gSlgA!P 19A1gS IU ;):)S!U10jUlSg!lI:)!l uun UllIOU! lUg!P l! opuunO 'oirodsan On;)A!I!P ;)UO!SS;)uuo:)uIPP umsmq:) ~UlS;)!q:)!lunu IA!lUp1 IlUP !;)P ;) msodsu uIPP roxros PP oired up O!AU!~OlS;)!q:)!l
On;)~~O,IPP 'TRfl.I u:)!JD;)ds ;)q:) 'iuoqo PP oired up UlS;)Iq:)Il UlO~UIS nun Ip OIAU!-' ~dI/dJl opuusn 'I;)AI;)S ;) lU;)!P an oirodsan On;)A!l Ip ;)UO!SS;)uuo:)mm !P armroda :!SUj nuonsos ;)IpU U~U;)AAU 1;)A1;)S ;) lU;)!P un ;)UO!ZU1;)lU!UIO~U!S!U~O ;)q:) opcxcrd ojjoooiord II o(lOJOW.lJ .loJSUV.lL 1XoL.lodtfH) dllH ojjoooiord Ins 0lusuq ~ q;)M. I;)AI;)S un ;) lU;)!P un nn O~OIU!P II °1;)SMOlq un up ;)lU;)UllumIOu UlUlU;)S;)lddul ';)IUMljOS PP lU;)!P ;)pud Unup ;)nUj oisotqotr ;)I ';)l!q!ssod ;)S ';)lUjS!PPOS !P ulpnb ~ ;)uo!zunj mo ul '(UU~lP:)UUluI U!S 'ossooord IT u~s ~lIU;)l u~ U:)!PUI!S ;)UO!ZUUIUlOU;)P ;)IUl uoo) qoM .lO(!.IOS 0lUU!UlOU;)P 'l;)Al;)S odn !P ;)lUMljOS un ;)IU1!~ ;)A;)P OlOm;)1 romduroo pu oqo u:)!jm~!s OlS;)no °(£°6 .red lpo(!) I;)AI;)S/lU;)!P odn Ip ossooord un ~ q;)M. ;)PIM. pp0M. pu !lunl!S nucurnoop I;)P ouorzennsuoo U'1
o(USSYtuotzaotjdda ;)IPP UllUq uoo 89L x 17Wl ;)UOIznIOS!l) 817L x Z£OI ~(89L x 17WT otrotzrqosu) 9LL x Z£OI ~(ussy IUOIZU:)!Iddu;)IPP UllUq uoo 009 x 008 ouotzrqosu) 08~ x 808 ~(009 x 008 ouorzrqosu) 809 x 808 ;)IPP UllUq uoo 0817x 0179 ouorzrqosrr) 0917x 8179~(0817x 0179 ;)UOIznYOS!I)8817x 8179 ~(ussg morzeoqddn
:OlUgW~lgJ!l !P ornsnn llugn~gs glIUP OlU:)IPU!gWO:) 'U1lSguy uiPP !P10q !;)P oiuoo ;)l;)U;)l rod ';)IU:)!ll;)A u~ oqo ;)IUlUOZZUO~ ats [oxrd 8 ;)l;)~Um~~u oururoddo ~ oroxa] Ip ulpnb U ~lOIl;)jUI IUOIznlos~l ;)I arouauo l;)d °009 x 008 0 0817x 0179 U l;)SMOlq PP U1lS;)UYul ;)lUUOISU;)UlIP~l;)IIq!ssod ~ 89L x 17GOTIp ;)uo!znlosu ulIu 0puUloAuI 'O!dUl;)S;) rod ~OW1;)q:)SOlI;)P ;)UO!znlOSUuI amrqnreo ;)l;)AOP UZU;)S;)lU1;)P~S;)P;)mSIUl ;)lIU ;)llS;)UY;)I ;)lUUOISU;)unP!lIp ouoncurrod ;)q:)
!UlUlU1~Old
OUOlSIS;)'s
;) £
ntmd ! up1un~u oimmb
l;)d
0(U1lS;)U9uYPP ;)IUlUOZ -Z!lO UZZ;)q~IUyunu OAqUpl ;)lU;)UlTU!ZU;)SS;) ~ ;)UOIZuzz!IunsIA Un;)p UUl;)IqOld I! anuour ';)YU:)!ll;)Aotzuds oI ouo:)np!l orruq ;)I UUllOU!P oiunnb UI oramosnn ;)l;)SS;)ond onbunuroo oiund oumtn.isonb) motzaoqdde ;)IPP UllUq unup orednooo orzuds oIPP 0lUO:) ;)1:JU;)l ond IS ~lInupp !P ~O!SU;)Ul!P ;)y oumqqu I;)SMOlq PP ;)llUq ;)I ;)q:) oroumsord ;)A;)P !S (~ 'ouotd ourroqos U ;)luzZ!yunS!Aouars ;)UI~ud ;)I ;)q:) aroumsord ;)A;)P IS (17 ~;)UOIZUZZ!IunS!A ;)lOII~!W uy ;)1;)U;)nOred ;)IUUl!110 onotznjosu uI ;)Iud!:)U!ld Uu!~ud uypu ;)lU:)IP~ oururoddo ~ 'ouotd OWl;)q:)S U ;)llS;)UYuoo '(0817x 0179;)q:)uu nur '89L x 17Wl ;) 009 x 008 OU;)UlTu)nrorznjosu ;)!IUAU I;)SMOlq !Sl;)AIP ! uoo ;)UI~ud ;)I ulloA nun ouotrqe ;)IUlS;)l O!IUSS;):);)U ~ ~!IO!I;)dns ruorznjosu ouuzz!I!ln !S ;)S oiucmpnuozzuo Un;)llSIl nrd UIlS;)UYeun uoo ornddo '009 x 008 ;)uo!znlos~l uI UZZ!l!ln!S;)S ouotd OWl;)q:)S U ~O!:) 'I;)XId 008 Ip UZZ;)q~luI ulIu O:)gUI~ lOl!P;),I uoo ;)IUIOAUI;)U;)!AUO:)(£ !l8P aUO!SS!WS8Jl
05£
Internet
I metodi (comandi) definiti in HTTP sono descritti in tab. 13.2. GET e il metodo che si usa pili spesso. POST ha il suo pili significativo utilizzo nell'invio di dati al server tramite compilazione di form (moduli con spazi da riempire). HEAD si usa quando il client vuole avere delle informazioni per decidere se richiedere 0 no il documento. PUT, DELETE, LINK e UNLINK non sono disponibili nei client per la navigazione, rna sono utilizzati dal software opportuno nel caso in cui l'utente sia abilitato alIa gestione remota del server Web. Tab. 13.2 Metodi HTTP.
I
Metoda
Descrizione Richiesta di ricevere una pagina dal server
• GET
I
HEAD
Richiesta di ricevere solo I'intestazione di una pagina HTML
PUT
Richiesta di inviare al server e memorizzare su questa una pagina
I
, POST
Richiesta di appendere suI server delle informazioni a una pagina (per esernpio integrando con nuove parti un documento gia esistente)
~
~ DELETE
Richiesta di cancellare una pagina dal server
~
H
LINK
Richiesta di stabilire un collegamento tra pagine presenti suI server
UNLINK
Richiesta di eliminare un collegamento tra pagine presenti suI server
I'
(
Per esempio, si supponga che un client visualizzi un documento in cui e presente l'iperlink:
")
e che l'utente cliccando attivi tale collegamento. A questo punto il client chiede al server DNS l'indirizzo IP di www.petrini.it, apre una connessione TCP sulla porta 80 con tale server, e invia la sua richiesta. La richiesta e costituita da un messaggio ASCII che contiene una serie di informazioni su diverse linee di testo, come per esempio: tipo
GET /telecomunicazioni/marino.htm
HTTP/1.0
User-agent: Mozilla/Lf) Host: 151.13.68.106 Accept: text/html Accept: image/gif Accept: application/octet-stream If-modified-since: data e ora La risposta del server
e articolata
Metodo, percorso e nomefile, versione HTTP Tipo di client Indirizzo IP del client Client accetta pagine HTML Client accetta immagini Client accetta file binari Inviare il file solo se e pili recente di
in tre parti, di cui le prime due in formato ASCII, e cioe:
una riga di stato, che descrive l'esito della richiesta; alcune informazioni sull'oggetto che segue; l'oggetto richiesto. La riga di stato, a sua volta, consiste di tre parti: il numero di versione del protocollo HTTP in uso; un codice numerico di stato che descrive l'esito della richiesta (tab. 13.3); la descrizione testuale della stato.
351
Idu::lSISOd
G£
OllllU:l::lS
OIU;)IDn::lOG
;)Jlqrnil:lsa OjEWJI.:I ouons DadI
:lUJilEWWI
.:IID ;)U1illlIDWI 'lWlH
EUJillld OIS:ll
onIlp
odU
JlM· 'jIDlh·
sd IIp· 'sSEF 'gx~:r il:ldw· na il;)dr· 'ildr· Jlil· JWjq· 'unq: Ehllr· 'jX)" onI loP oU01SWnS;;[
jUllh-X!PjlOM-X
iducsisod/troueoqddv Wll;)lIS-I:lPO !UOlIE::lIJddy il;)dw!o:lPIA
otsaq/orpn v il;)df/:lilllUil ]lil!;)ilEWI JWjq!jX:ll UJllJd!IX:ll odtCJqns!iJdl(L
.~.£1 ·qBl U~ ruuosop OUOS tIWIW rdu tsnjjtp nrd ~ ~;)dAlqns tIWIW/;)dAl tIWIW ntddoo BIJBp 0FU!.PP ~ tIWIW odn ·B:)~UOlH:}P msod B1PP ~uo~zunJ ;)1 ;)l;)PU;)lS;) rod ;)lU;)UIB~lBU~~~lOOlBU '(iJ3uVtpx!] l!VW liJU..I.iJlU/iJsod..t.ndmnw) tIWIW prapums 01 opuo:);)S On;)~~O Ip odu 1~ OpUB:)~pUT B:)g~:):}ds ~s iJdtfJ-IUiJIU0:J II
«n
;)lE::lIJddll Ep E::lIJlpO::l:lpIp OdIl ll::lljIpOW llWIljn,lI:lp 1110 :l EIEG
OlllIAUI Oll;)ililo,(pp
... :ilmpo:lU:l jU:ljUOJ
... ...
:p:lljlpOW-ISll'l
... :lqilu;)j-IU;)IUOJ
:lIAq UI IUOISU:lUJIG
::lilEnilullJ-IU:lIUOJ
urezzqnn milun
... ::ldAj-IU:lIUOJ
Olll!hUI Oll:lililo Ip OdIl
...
-msodsu ElI:lP ElO ;) ElllG
::ljllG
... :l:lAl:lS
roxras Ip od'l iJUO.IZ!.L:JSiJa
iJUO!ZVUlJ.0IuI
'd.Ll.H l:lAl:lS JEP oimmsar IUOIZllWlOJuI tr"t,: "qeJ.
·t'£l ·qBl ~ onuosop OUOS ~UOIZBUI10JU~oqotdn :}Un3IV ·BlOnA B~U Bun UO:) OUBUTU11;)l:} OlBlS Ip B;)U~ BIIB :}A~SS;):):)nsorsoi ~p :}:}UHU~ ;)lB:)U:}P ouos 'OSS;)lS on:}~~O,J :}lqS:}~ rod lU:}~p IB OUOA1;)S oqo 'OlB~AU~ On;)~~o,lJns ~UO~ZBU110JU~;)'1
lOP
pannbar jU;)UJAlld
£OP
U;)PpIqlO.:I
I70P
puno] JON
OO~
rorra l;)Al:lS
P:lZlloqlnEUfl
l:lAl:lS pu :llOlla ;)IU;JjSIS:luou oruoumoorj Olll):lIh OSS:l::l::lY oju:lwllillld
10£
APU;)UEW1:ldp:lAOW
Ip EIS;)!q::l!"H
:lUOIZll::lIIU;)lnEIp 1lIS;)lq::l!"H
TOP
OOl
)10 epmise; iJU°!Zl.L:JSiJa
oraisods oiuoumoorj EjlpnES;) EjS;)~::lI"H OJ1S;;[
o:JUiJUinu iJ:J:'P0:J
·OjEjS Ip 1::llpO::l1::lld1l t"t,: "qeJ.
!lBP auojssuusezj
zse
353
Internet
13.5.2
Server Web
Com'e stato detto, un computer connesso permanentemente a Internet e ospitante documentazione Web (macchina server Web) e basato sulla parte server di un software per il dialogo HTTP (processo server Web). Le combinazioni sistema operativo-software server Web effettivamente utilizzate in Internet sono relativamente poche; tra queste si distinguono le coppie Linux-Apache Web Server, gratuita, e Microsoft Windows NT12000 Server-Internet Information Service (lIS). In fig. 13.6 e rappresentata la penetrazione percentuale dei server Web (software) pill diffusi riportata in giugno 2001 dal sito Netcraft (http://www.netcraft.com/survey), nella cui home page (http://www.netcraft.com) e anche possibile digitare un indirizzo Web ottenendo informazioni dettagliate sul software utilizzato dal relativo host. Anche se la penetrazione percentuale di Linux deve essere stimata inferiore a quella di Apache (che gira anche sotto altri sistemi operativi), mentre certamente vale l'associazione tra server Web e sistema operativo Microsoft, la fig. 13.6 e altamente indicativa sulla predominanza della coppia Linux-Apache nelle applicazioni Web.
Sept 1995
i pill
Nov 1996
Ian 1998
Mar 1999
May 2000
Jun 2001
13.6 Posta elettronica Dopo il WWW, la posta eiettronica, 0 e-mail, e certamente il servizio Internet pill utilizzato. Un programma per la gestione della posta elettronica consente, nel suo complesso, le seguenti operazioni: -
comporre un messaggio in formato testa (0 eventualmente, rna e pratica poco diffusa, in HTML); allegare al messaggio uno 0 pill file; spedire il messaggio a un destinatario 0 a pill destinatari contemporaneamente; ricevere, memorizzare, leggere e stampare i messaggi provenienti da altri utenti; salvare su disco gli eventuali file allegati ai messaggi ricevuti.
Il formato di un messaggio di posta elettronica, definito nell'RFC 822, e costituito da un'intestazione (header), che contiene informazioni varie relative al messaggio, e da un corpo (body), che contiene il messaggio vero e proprio. L'intestazione e costituita da una serie di linee, ciascuna relativa a una specifica informazione e caratterizzata da una parola chiave inserita all'inizio della riga. Alcune delle informazioni contenute nell'intestazione sono elencate in tab. 13.6.
Fig. 13.6 Statistica sui software server Web riportata dal sito Netcraft.
lUrB~UIIOdol®odd~d
oqqoras IIBW-::l OZZ~l~pm ons II '( iurmuuodoi OIUTIUOP I::lP dod rsoq) iurmuuodoidod EdOd l::lAl::lS II ossord OlBllSI13::ll oddul ::llU::lln.j ::lSS::llSIS::lcs 'oiduroso l::ld ·O~~UlOp orroo un rod EdOd roxras Bp Bl cqo lsoq,IPP dI oZ~l~pu~,1 ::l oiojdmoo o:)~1301 ::lWOU II oreoqroods ~ mo !II prooor nrruroddo qBZZ~lOW::lW outmq SNQ l::lAl::lS I ·lsoq.jPP O~U~UlOp I~ oloS B:)g~:)::lds IIBUl-::l OZ~l~pU~ un lp OdWB:) opuo:)::lS II '£dOd isoq I113;)PDI1301 ~wou ~;)P ~UO~ZBUBABp nucpuodtpm aomornop msod ~P IZZ~~pU~ I113;)l;)PU::ll rod 'lilHB;)l uI ·lsoq,lI;)nb ossard ;)lU::lln.J OlBllS~13;)l ~ cpmb II uoo ;)UlOU II ~BlBU~lS;)P ~nl B msod BI 'xoopmu OlIUg;)P otznds otrn orezzqnn l;)Ul::llUI ~P lsoq.jpp SNQ O:)~1301;)UlOU II -
UI ';)lBmZZB13BUllUI rod ;)lU;)ln,lIBp
vn
·«oSS::lld» ~OI:) ::l '«lB»
::lWO:) On;)1 oiqos
.tpumb B:)grlU;)PI l!BUl-::l OZZu~pu~ ~P ;)U;)~A(BIOI:):)OIq:)) ® arorarados ;)l;)nBlB:) l! ;)AOP Ed Odlsoq;)WOU®;)lU::lln::lUlOU
:BWlOl BI OUUBq ::l ';)IB~PUOW BIB:)S ns I:)OAIUn OUOS IIBUl-;) ~zz~npu~ lID ·(B~q:):)BUl BSS;)lS BlIBP ;)lIOAS orssso oroqqanod IUo~zunl ;)np ;)1 '::llU::lUlIBlU::lP~:)U~)OA~llB U! ~1313BSS;)Ul ~ ;)lBA::lpld ;)IBnb IBp EdOd l;)Al;)S un ::l 'BZU;)llBd UI ~1313BSS;)Ul ~ ;)lBU13;)SUO:)::lIBnb IB 'dlWS l;)Al;)S un .roxrcs ::lnp uoo ::llI13Bl::llUl ;)A::lP oiucm un 'IIBUl-::l O~ZIAl::lSII ::llBzz~l!ln l;)d ·::ll::ll Blpu ~sTI]EP oood 1?HB::ll u~
nvw
'(9~OT Jd~
nvw
a)
'/OJ010.lJ W
Bp ~1313BSS::lUl ~::lP BU13::lSUO:)BIPP
ezuorred lp ojjonb up ~1313BSS::lW l::lp oirodsan
'vlW pp
ndnooo !S
·::lUO~ZBUqS::lP~P l::lITBUl IB V lW un ~P oirnd dJ!ffO 1S0J) Ed Od ~::lUO~ZBUqS::lP~P ojpnb B oug
tszz:
Jd~
'f lOJ010.lJ
an oirodsun PP ~q:)uou 'v lW un B ::lU~13~lO ~P l::lI~BUl IBp udnooo ~S uzs Jd~ 'lOJOlO.lJ .l
-
:I1BdI:)U~ld mO:)OlOld ::lnp Bzz~IIln OUlS~UB:):)::lW[op oiucureuotzunj II ·~1313BSS::lW IB ::ll::lP::l:):)Brod PlOMSSBd Bun oiucm IU130 B OPU::lP;)Iq:)U 'UBlBuqS::lP ~::lP l;)I!BW !B 'qBIPdl::llU~ optranb 'OUBlHO~ !I BHOA 0101 B !IBTIb ! 'uonror V lW II13B qruojsan 'l::lITBUl IBp ~1313BSS::lUl ~ ::ll::lA::l:)~lIp ::luo~zunl BI Bq V 'oiourar VlW un ap ~1313BSS::lUl trdord I crercdnoor ~P ~q:)UOU '::lUO~SSIUlSBll BI rod VlW un B ~JlBU13;)SUO:)~P o B}!:)sn U~ I1313BSS::lW r orroduroo ~P ::lUOIzunl BI Bq ::llU::lln,IPP l::lIIBUl II
.irc.r
-~l::lJSBll I~ B:)IUOm::lp
tdn
::lnp lp
cuourrod msod
·11313BSS::lW ~::lP 0lU::lW ::lq:) ::ll::ll Bllns ::llU::lPIS::ll::llBMlJOS II ~ :(1U
BIPP
nvw)
nvw) vrrw -
ouonsos
ouotznrodooo
BI ::llUB~P::lWOlBlU;)W::lldw! ::lU::l!AB:)!UOln::lp
oljj"ilIlSS~W PP azuaosouoo
rod
OIjjjjuss~w [I UIAUIIS rpmb III unrarmscp uereunsop
-
:::llBMljOS ~Ul::llS~S!P ~P O~Z~Al::lSII
msod
OjU~wOjjlV
I~p JIIlUl-~ IZZIlIPUI ~ IAJjU:JgljU~pl lWoN I~p JIllUl-a IZZllIPUI o IAJjU:JgljO~PI lWoN
~jU~lllW yap JTIlW-~ OZZ!l!PUl ~ OAlju:J!JIjU~PI ourojq
iJUOlz/DSiJa
:p~[qns
::JJ :01. :UlOld
iJaVllp v/oAvcI
·[IIlUl-~ OIjjjjllSS~w un Ip ~OOlzlljsajUl,Il~u
omuaiuoo
JOOIZUOllOJoI
9·£1: "qel
qep auotssnusarj
Internet
355
Inviando un messaggio a questo utente, il software di trasferimento reperirebbe, tramite il DNS, l'indirizzo IP dell'host pop.topolinia.int, che fa da server POP3 per il dominio topolinia. int. In fig. 13.7 e rappresentato 10 scenario di riferimento per un ipotetico scambio di messaggi e-mail tra gli utenti Pippo e Paperino, registrati rispettivamente presso i server POP3 pop.topolinia.int (con il nome pippo) e pop.paperopoli.int (con il nome paperino). I due utenti utilizzano per la posta in uscita rispettivamente i server SMTP mail.topolinia.int e mail.paperopoli.int. Si supponga ora che Pippo spedisca un messaggio a Paperino. II tutto avviene nelle seguenti fasi:
-
Pippo compone il messaggio, specificando come destinatario [email protected]; Pippo, il cui mailer e configurato per consegnare la posta all'host mail.topolinia.int, clicca sui pulsante «Invia» del mailer; a questa punto il mailer si connette a Internet, interroga il DNS per conoscere l'indirizzo IP di mail.topolinia.ini, apre una connessione TCP con detto host ed effettua con esso una conversazione SMTP per mezzo della quale gli consegna il messaggio; Pippo chiude la connessione a Internet e se ne va per i fatti suoi; il server SMTP mail.topolinia.int analizza la seconda parte dell'indirizzo e-mail del destinatario, chiede al DNS l'indirizzo IP del server POP3 nel dominio paperopoli.int, e ottiene I'indirizzo IP dell'host pop.paperopoli.int; apre una connessione TCP con detto host ed effettua con esso una conversazione SMTP per mezzo della quale gli consegna il messaggio; il server POP3 pop.paperopoli.int analizza la prima parte dell'indirizzo e-mail del destinatario e deposita il messaggio in uno spazio su disco riservato all'utente paperino; il messaggio rimane sui server POP3 per un po' di tempo; Paperino, il cui mailer e configurato per ricevere la posta dall'host pop.paperopoli.int (notificando a questa il nome-utente paperino con relativa password), decide di scaricare la posta, e clicca sul pulsante «Ricevi» del suo mailer; a questo punto il mailer si connette a Internet, interroga il DNS per conoscere l'indirizzo IP di pop.paperopoli.int, apre una connessione TCP con detto host e, previa notifica del nome-utente e della password, effettua con esso una conversazione POP3 per mezzo della quale l'host gli consegna il messaggio; Paperino chiude la connessione a Internet e legge il messaggio ricevuto da parte di Pippo.
Per completezza, si deve specificare che non sempre la gestione della posta elettronica avviene per mezzo di un mailer. Esistono infatti servizi di posta elettronica Web based
Fig. 13.7 Trasferimento di un messaggio e-mail.
III
orru rno
Destinatario (paperino)
une 110.
.int
Trasferimento del messaggio dal rnittente alia mailbox di Paperino
Recupero del messaggio da parte di Paperino
I p.UIUI1l.1aOld
'lljOUl::lJ~UOISS:lUUOJ ';ll:ll 'tnopotu ':lIUlldUllljs 'SMOPUlM.rp urorzeisoduij
'ruopour morzersodtuj
'uropour tuotzmsodrn]
'lljOUl'U :lUOISS~UUOJ ;J dj~l
'U}OUl:ll ;JUOISSJUUOJ ;J ;Jj:ll
£ lltuIU1l.lllO.ld
!A!ssaJ:ms a S6SMOPU!M
'1Alju:Jqddu
'lllOUl;ll JUOlSS;lUUOJ:l :l1:l1
nnuraniord
'uropoui tuotzmsodnq
ISl:lAlP !Up :lS!AlPUO:J ouos
z IlUlUlllJaOld
:lUO!ZB:JlUnUlo:J
ullu oreunsop ::ISIOSll ::II onru
n:sMOpU!M
'JjulldmlllS 'SMOPUIM TIl ruorzmsoduq
IAISS::I:J:Jns::I
!;6 SMOPUlM. Ul S"gt "J!.t
'(8'£1 ''ily) ~UO~ZB~!UmUO~ BIlB ~~lBSS~~~U~SlOS~l ~IPP ~uOlzBm'ilyuo~ ~ ~UO~ZBIlBlSU~,I OA9Bl~do BUl~lSIS!P 0n~Aq B OPUB1'il~lU~ ~lBM.UOSPP ~u09s~'il BI ~lu~UlIOA~lOUBlB~yqdUl~S BlBlS ~ mo U~ 'BAIss~~~ns ~UO~Sl~ABun 0 ~6 SMOPU!M.IZZTIIlnDd II ~q~ cuoddnsord TS oimsos PN 'l~Ul~lUI TZ~Al~S~ ~lBzzq9n rod ~u~q OllIB,ZU~S BA aiorrodns 0 UlnTlU;)d ;)SSBP ~P :Jd un OlUBll~d -ouotssarduroocp BI ouop~~q~u ~ ossorduroo OlBUllO]u~ ~SS~UlSBllOUOS oqo '(O~pTA'mons '~UI'ilBmUlT) qBTp~UlTlInmIlnq~lluo~ ~~P ~UO~ZBlOqBpBIpu oiucuqedtouud BIlU~~UO~rs o 'OSOAB1'iloiuourrqoonred ~ uou ossnu ~IBl ~19s~'il rod romduroo IT ~lB] ;)A~P ~IP OlOABI I~ oiumrod ~(S/~PI91 B ;)loq'il!m OSB~pu BAIllB) oSSBq OHOUl~ NaSI 0 ~IBUlIOU B~!UOPPl B~uq Bun OSl~ABlnB ~A~~U:Jd I! ;)q~ 9BP ~P ossnu II oqo ~lBl~P!SUO~ Bu'iloS!H romduroo
18UOSJ8d
II
'l~PTAOld un ossord ~UO!ZBllsT'il~l ~NaSl arorauepu 0 O~!UO]Ul;)pOm ~olBm'ilyuo~ oiuouraururoddo romduroo IBUOS1~d-
:9u~Ul~P qu~n'i5;)s I~P arrodsrp OTlBSS~~~U ~ NaSI 0 NlSd ~l;)l ns olu~UlB'il~Ilo~~lUB!P~Ulromdmoo 0I0'ilu~s un Bp iourcnq B TSIB'il~Ilo~l~d '~l~l U! ~ss~UUO~l~lU~ruorzmsod ntd Bp ossooouj o 'lSCIV ~UOlSS~UUO~ BI ~l~pIBn'il!l ~UOlZBnBll ~A~lq Bun ~NaSI 0 NlSd ~l~l ~lUB!P~Ul roindmoo oIo'ilUls un uoo iouraiuj B rsrcncuuoo rod ~SBq !P qU~Ul~p II'il ~lBl~P~SUO~OUUBIBSOJB1'ilBIBd oisonb ul
!SJe~aIlO::>awoJ
~"L"£~
!A!~e~!ldde !nadsy L "£'t '(O!'il'ilB!Au~ O~dUl~S~rod) ~OTSB~~O~llIB ~II~u posaq q~M. OlZ!Al~S II ~lBzz~IIln ~ '~IBnlTqBOlOABI !P ~UO!ZBlSodnudord BIlBP l~ImUl II uoo msod BI ~lqS~'il ond IS OSB~oisonb U! ~~uoqs~'il Ip tdn I IqmBllu~ BlU~SUO~;)IP OTZTA1~S un ;)lBZZ!IIln ~ ;)IB~P!,'l 'qnA~~u ;) utpods !'il'ilBss~m!~P ~IB~OI~UOIZBTATq~lB,I OUOlU~SUO~ uou cqo ~ l~IIBUl Ins usseq qpnb B onodsu TUl~lS!S!IBl !P OI'il'ilBluBAS O'l 'Bnnu ~lBm'Byuo~ rcxop BZU;)Sl~Ul~lUI B ~UO!SS~UUO~ !P OlBlOP romdnroo cnbunpmb un Bp msod mrdord BI ~lqS~'i5 ond ~s oiumrcd 'oirsodda aururarsord un Ip ~UO!ZBm'ilyuo~ BI ~l~P~!q~!l uou Ip OT'il'ilBluBA I! OUUBq ~Z~Al~STls~no 'd.Ll.H ojjoooiord IT optmzzqun l~SMOlq un ~P OZZ~Ulrsd ~U~TAAB 'oss~l'ilu~ u~ IfI~nb Tp Bmn;)f BI ~q~uou 'BlT~sn ur T'il'ilBSS~Ul !~P o~AU!,I~ ~UOlZTsodUlO~BI ~AOp '(q~M. Ins nasaq)
Internet
tura TP.
II modem fonico
Attualmente sono in commercio modem in banda fonica che supportano la velocita di downstream di 56 kbit/s (standard V.90 e V.92), ed e molto difficile che tale velocita possa essere superata utilizzando la rete PSNT. Si puo osservare che tutti i modem hanno nominalmente le stesse caratteristiche in termini di velocita, funzioni fax, funzioni Voice (segreteria telefonica), ecc. Nella realta Ie prestazioni sono invece diverse, e in particolare la velocita massima viene da tutti supportata in assenza di rumore sulla linea; nelle situazioni reali la velocita di trasmissione viene negoziata tra i due modem in base alIa quantita di rum ore presente sulla linea, e i modem migliori riescono a supportare velocita superiori rispetto a quelli di qualita inferiore. In generale si puo quindi dire che acquistando un modem di marca, omologato e con 3 anni di garanzia, si otterranno prestazioni migliori e pili stabili nel tempo rispetto a un modello economico. E possibile utilizzare un modem interno (scheda da installare internamente al PC) 0 esterno (si collega a una porta seriale o USB del PC). Non si consiglia I'utilizzo di un modem interno all'utente poco esperto, in quanto in genere e necessario posizionare aIcuni ponticelli presenti sulla scheda per il corretto funzionamento della stessa. L'adattatore
ISDN
La sceita dell'adattatore ISDN (a volte impropriamente denominato «modem ISDN») e meno critica rispetto alIa scelta di un modem fonico. In questa caso infatti si utilizzano canali numerici a 64 kbit/s senza alcun adattamento della velocita allo stato della linea. Anche in questa caso e possibile optare tra modelli interni ed esterni (questi ultimi ormai solo per USB). Alcuni adattatori svolgono anche la funzione di adattatore fonico, presentando in questo caso due prese RJ-ll per telefoni analogici 0 fax di Gruppo 3. Tutti gli adattatori ISDN recenti sono in grado di support are la modalita MLPPP (MultiLink PPP), che permette di collegarsi a Internet a 128 kbit/s utilizzando entrambi i canali B dell'accesso base (naturalmente anche la tariffazione e doppia). Per potere usufruire dell'MLPPP e necessario che I'interfaccia del Provider sia compatibile con tale modalita; cio puo essere determinato sperimentalmente configurando la connessione remota per l'accesso suI doppio canale (come nel seguito descritto), e verificando, una volta.connessi, la velocita del collegamento (doppio clic sull'icona della connessione vicino all'orologio). La scelta del provider
La sceita del provider richiederebbe la conoscenza di aIcuni elementi normalmente reperibili solo tramite la stampa specializzata, e cioe il rapporto modem/utenti e la capacita di connessione tra provider e fornitore di primo liveIlo; di fatto la qualita del servizio offerto si valuta empiricamente utilizzando il servizio stesso. Se si abita in una localita decent rata diventa fondamentale reperire un provider che disponga di un punto di accesso geograficamente vicino, che consenta il collegamento a tariffa urbana. Se si utilizza il collegamento da diverse localita, e utile disporre di servizio di roaming, che consente I'accesso da diversi POP con la stessa password. Di norma un provider fornisce i seguenti servizi: -
accesso ai servizi Internet (WWW, FTP, ecc.); un indirizzo di posta elettronica; uno spazio su un server Web per la pubblicazione personale sul WWW; assistenza telefonica; software di collegamento.
Un utente, una volta registratosi presso un provider, dispone di un nome identificativo personale (definito user-name, userid, login, firma, ecc.) e di una password di accesso. Mediante questi due elementi e possibile accedere a Internet tramite il provider da qualsiasi
357
,1
UJ
iuoizmsoduq OUOPPl
:JIfB :JP;XXlBIS
(%"£1
":By) uxuss
!P iau.
UllS:Jillj BIrBp :('06"£1
Ip OI:JUInu II :JIBddB 0I'O./.ouo[) BIlS:JUY BIPN
OIlS:JP OlSBl II UO:) B:):)IP IS BlB:JI:) BU:JddB :Juo~ss:Juuo:) ~P OlU:JAI:JlU~ unJIB
ruorzmsodurt
OllBSS:J:):JU~ uou
"tJlol.ldO.lJ
":By) Olll:JSU! BU:JddB
BUO~Z:JI:JSIS :J BSS:J ~P ns
BI :JIBm:Byuo:)
I:Jd
OlUB1I:Jd :J 1l10UI:JI :JUOISS:Juum BIpu
:JSI:JAIP :JI 'BZU:JP:J:):Jld u~ :J1U:JUIBU:JIJO:) olUln:Byuo:)
:(:JIJOdUIO:) IIp OUOPPl
":JUOlzBm:Bquo:)
ormrodtm
OlB1S ~~:B~ UI:JpOUI
ouos
IT :JS
"BjOW;)]
;)UOlSS;)UUO:>
Bun Ip ;)UOlZllmllljuo:> Tp ;)]jS;)UT.:[
6"n "'!.:I
~P OI:JUInu :J :JUOlSS:JUUO:):JUIOU) :JlS:JIq:)~I ~UO~ZBUIJOJU!:JI OpU:JI:JSU~:J
oUO!SSoUUOJ 'O(lonu '00.1;) BUO:)I.Ilns 0pUB:):)~P 010U/o.l. O~"SoJJV up B:JD IS BlOW:JI :Juo~ss:Juuo:) WI "(OlU:JWB:B:JTT0:) Ip :JSBj Ul I:JAI:JS IBP ~lBU:B:JSSBOUB~S~ZZUIpUJ qBl ~nJ ill OSB:) I~ :JUUBIl) SNa ::JIBZZlIlln Bp (oJuoso.lJ :I:Jp~AOld I~
ossord
fa
lU!OJ)
qBIlS!:B:JI ~ IS
dOd
I:JAI:JS ~:Jp dI PP
O:)lUOPPl
rpmb ! uoo puoresend
~ZZUIpU~ -
oroumu -
:J OU/'OU-.IOsn -
:lUO!ZBWIOjU! qU:Jn:B:Js :JIPP BZU:JJSOuo:) BI :Jp:J!q:)~I :JSBj BW~Hn,ls:mo 'dld
lU:J~p 'I:JImw
'I:JSMOlq) IWWBI80Jd
B10W:JI :JUO!SS:JUUO:)III :JIBm8yuo:)
nuouoduroo
I :JS
"£:1"6.red
UBA
rep
l:JUI:JlUJ II :JI:JP:J:):)BI:Jd BlBzzqqn
t:):):J
~IBS oqo
:J :JIB:JI:) Bp :JUBW~I 'qBTTBlsUl :J1U:JUIBU:JIJO:)OUOS llPI:)S:JP
IB BpUBUI~I ~s w:Jpow
un ~P :JuOlzBm:Bguo:) BI :J :JUOlZBTTBlSU!,I I:Jd "OlOUI:JI OSS:J:):)B~P BP:Jq:)S ~ dIidJl
-
'(010Ulo.l OSSoJ::W SMOPUlM ~P oiuouoduroo
I!
OlBITB1SU~~ :JS :J1U:JS:Jld ~) 0lOW:JI OSS:J:):)B~P upoqos
:(6Z"1 T ":By lpo(l) (NaSI
:JIOHBPB,l
0) w:Jpow
I!
:Jl:JI !P
nucuoduroo
11BITBlSU!:JI:JSS:J OUOA:JP 1:JUI:J1UI I~AI:JS m
-
nuonsos
I :J
OSS:J:)JBJ I:Jd
Od lap aUO!Z8mJl!JU0881 "(qU:J1S~SUO:)oU:JW 0 :JIBWIOU PP
~llIllpOUI
ntd
llUOJS UOJ) B1B!ZU::lI:JjjIP nTIBpOW
uoo
:UlU::lAAB ond ::lq:) 'oomojopn
"OlBm8quo:)
::lI::lU:J1SOS Bp OlSO:) 0:)lUn:1
:JSS:J1S:Jlpu
osn
0 B:)~UOPPl :Jl:JI BIPP omnsuoo
oiuoureunuoddo Od rserspmb
pu
:J1S!SUO:)
Bp :J B:)!UOPPl
BgUlI
sse
Internet
TCPjIP ... dove e possibile inserire gli indirizzi IP dei server DNS (vedi fig. 13.2). La prima volta che si utilizza la connessione remota appare una finestra in cui sono richiesti user-name e password; dopo il primo inserimento 10 username viene ricordato, e anche la password puo essere salvata spuntando Salva password. Se si utilizza un adattatore ISDN che supporta il MLPPP per la connessione a 128 kbitjs sui doppio canale, e possibile configurare la connessione remota per usare tale modalita. Cio si realizza selezionando nelle proprieta della connessione Collegamento multiplojUtilizza periferiche aggiuntivej Aggiungi e inserendo il medesirno numero utilizzato nella sezione Generale, specificando pero di utilizzare la seconda linea ISDN (fig. 13.10). L'opzione Collegamento multiplo e stat a introdotta con Windows 98 e NT 4; per utilizzare tale opzione in Windows 95 e necessario scaricare l'aggiornamento DUN 1.3 dal sito Web Microsoft.
L' accesso
ADSL
L'accesso a Internet ADSL e stato introdotto in Italia da Telecom Italia nel 1999 e ha visto rapidamente accrescersi il numero di provider che, stipulando un contratto con Telecom Italia, rivendono agli utenti finali la capacita trasmissiva acquisita. Sebbene I'accesso ADSL sia particolarmente diffuso nelle realta aziendali e comunque nei casi di interconnessione di pili postazioni in rete, il basso costa di alcuni abbonamenti ne giustifica l'uso anche da parte del singolo utente che usa intensivamente i servizi Intenet. In quest'ultimo caso e necessario dotarsi di un modem ADSL, che puo essere interno su slot PCI, 0 esterno con interfaccia Ethernet 0 USB. La configurazione di un tale dispositivo esula da questa trattazione per via delle molteplici combinazioni di driver software e modalita di accesso. II modem ADSL ha un costa superiore a quello dei modem fonici e degli adattatori ISDN e per tale motivo viene spesso ceduto in comodato dai fornitori di accesso, tuttavia la standardizzazione della tecnologia rende il suo acquisto un investimento durevole (si noti pero che alcuni operatori riconoscono il supporto per la configurazione solo per alcuni modelli).
359
Fig. 13.10 Configurazione di una connessione remota per l'accesso sul doppio canale.
'ISCIY W;)POUl:VW
°'ISGV nuom nrd IIp llSIAIPUO:l PH V ;)UOISS;)UUO;)
non
0;J!:t
~(;)AISmlU! ;)q:)!U:);)l ;)UBA ;)lBlU;)l pu oduroi !P 9IW!I Bq UOU ;)1OlBloqBS oouoiodt un B!qwB:) UOU dI OZZ!l!pm.r oqorod] turoiso ~:):)BllB pB Bn;)~~OS ;)lU;)WI!:)BJ md ;)lU;)ln.rpp BIT!q:):)BW BI ;)PU;)l '(q;)A\ lQAl;)S un ;)lBAIHB rod orduroso rod) O!~~ElUBA un ;)lBHns!l ond rnodse llIoUl rod ;)q:) ';)lBIO:)91Bd OlS;)no °ossy dI OZZ!l!PUJ un ;)lU;)ln,Ii;)p romduroo IB Q:)smquHB l;)PIAOld II ISB:) 9IoW ut liqQudOld ;)IBl B ;)!ZBl~ ~;)UO!SS;)UUO:)!P ompcoord ;)P;)!q:)!l UOU ;) (<
'z
EUBluoI ~ Wl. V 01131IEp WViSa PP EA~SSIUlSBll~ll:)EdB:) 1319q:)!Od o(II O£l o~g) EpUEq E~lEI 13 Wl. V ;)1;)1 sun oimran icuroiu] OSl;)A ~ssnu !IEl ;)lEPEllSUl pB ;)P;)AAOld ;)q:) '(OlEUOqqE
rtso
lp ~SS;):):)Eq~;)P Wl. V ;)101EId!llnUl '.IiJXiJ/dmnw SSi:1JJY.lJq).lJsqnS W.Ly) WVSV 0 ~SS;):):)BII~;)P crorejdujnur '.lJXJ/d11lnW SSJJJY 7Sa) WViSa ;)UlO:) OlB:JYIlU;)P! crorcmunnoo un OSS;)ld nucm nrd !P iSaV rssnj] ! ;)lJ~O:J:JEl OSS;):):JB,I ;):JS!UlO] ;)q:) ororaradoq O~l!:)0pA auord B ;)lq ;) ;)lBl[-IIn~ prepueis !I~ ousuoddns ;)q:) Ul;)POW BZZ!mn ;)S ;)q:JUB 'S/l!q)j' 8Zl ;) S/l!q)j' 0179 B Q1UQUlBAlllQds!1 !IBd uraansdn ;) WB;)llSUMOP ~P ~ll:J0pA uoo ~U~AE;)P;)lIT! ~llJBpOUl U! (ronqds noo rpumb) ;)lBl[-IIn~ plBpUB1S 01 EHmJs '!AllEU1QllB reprxord ~;)P ;)II;)nb cnru tsenb OUESBq ~s ~m ns 'BlJBli UlOO;)Pl. Tp Bl1;)]]0,I oisci oisonb cuapor ~ ~m U! OlU;)Ul -otn IV o~IIqISS!UlUlB !UlISSBW uOIBA IE onsdsu nnopu ~ BA!SS!UlSB1l ~l!:)BdB:) BI ;) ;)lBZZ!IIln ouos uou ;)PUEq ounoje mo u~ gu!avJ/.lJW! anop ~FIBpow Bun opoxard ;) (61"£ o~y )pJa) ;)I~ln EpUBq EII;)P OlU;)UlBllTIl]S 01 rod l.wa B:)!U:);)l 131Ezz~I9n ;)lEl[-IIn~ 'iscrv.t °lssnu ~SS;)lS II~ rad S/llq)j Zl~ ;) S/l!qW 1 lp ;)Ul!SSBW ~l!:J0pA ;)1 ;)P;)A;)ld OSB:) opUO:);)S IT anuour 'ureansdn Q UlE;)llSUMOP rod ;)lU;)UlEAIH;)dsTl s/llqW ~'T ;) s/llqW 8 ~P ;)UlISSBUl ~ll:)0pA ;)1 cpcxcrd ';)lU;)ln.rpp ;)P;)S BIpu rouqds ~P BZU;)S;)ld BI ;)P;)~:)u ;)q:) 'OSB:) ourud II ~zoZ66°0
fl.Ll 0 'SSJ/.lJJ11/dS ;)UlO:) ;)q:JUB OWU 'JJn 7Say ;) 'rZ66°0 fl.Ll 0 iSaV-l[ curoo ;)q:)UB 0lOU 'iJW~-lln!l ~01:J ;) "rsov lp ;)lBZZ~PlEpUB1S JUOlSl;)A ;)np OU01SIS;) '£0£ °qEl U! onnrodu ;)WO;) °m~oIOm;)l ;)IBl lP E:)~lEld QUOlZE:J~IddB,rr;)p rnodsa !UmIE ;)lBQUI{OnOs ojos OUOlI~OA !S ;)P;)S B1S;)nb u~ ~L"£ .red IE EPUEUlU IS iSaV B!~OIOU:)Ql EIPP II~Bn;)p ! l;)d
'tsav
09£
!l8P 8UO!SS!WS8Jl
Internet
per tale motivo, un utilizzatore di ADSL con indirizzo IP fisso, soprattutto se detiene dati riservati nella memoria del computer, dovrebbe proteggere la propria postazione installando un firewall, e cioe un modulo software che garantisce la sicurezza analizzando e filtrando il traffico entrante. L'accesso da plu postazioni interconnesse
in rete
Sia l'accesso ISDN sia l'accesso ADSL garantiscono flussi tali da permettere la connessione a Internet contemporanea da parte di pill postazioni interconnesse in rete LAN. Per realizzare cia esistono diverse soluzioni tecniche, tra cui in particolare: -
-
per accedere a Internet viene utilizzato un singolo computer dotato di adattatore ISDN o di modem ADSL; le altre postazioni della rete accedono a Internet mediante un meccanismo di condivisione basato in genere suI routing 0 suI proxy server (vedi par. 11.6.9); viene installato un router, interconnesso alIa rete (cioe in genere all'hub) mediante la propria interfaccia di rete.
II primo metoda e pill adatto a reti di piccoIe dirnensioni dove la continuita del servizro non e essenziale, mentre il secondo metodo e pill adatto aIle reti di maggiore complessita in cui da tutte 0 da alcune postazioni si desidera accedere a Internet senza dipendere da un altro computer. Si noti che la presenza di un router non comport a necessariamente per tutte le macchine l'accesso indiscriminato a Internet; e sempre possibile infatti configurare un certo numero di postazioni per dipendere da un proxy server. L'installazione di un router ISDN e un'operazione relativamente semplice, a meno di non volere configurare una serie di filtri (ove presenti) per regolamentare l'uso della connessione. Un router ISDN di norma e preconfigurato con un indirizzo IP privato verso la rete del tipo 198.168.0.1 con subnet mask 255.255.255.0; tale indirizzo puo essere cambiato per uniformarlo alIa rete, 0 in caso contrario si adatteranno gli indirizzi della rete al router. Oltre a tale aspetto gli interventi di configurazione del router si limitano all'irnpostazione della connessione remota (specificando numero telefonico, .user-name, password ed eventuali indirizzi dei server DNS), alIa opzionale attivazione del MLPPP e del server DHCP (ove presente), nonche all'impostazione di un time-out di disconnessione (necessario perche altrirnenti la linea rimarrebbe sempre attiva). Naturalmente si dovranno anche configurare le postazioni della rete per accedere a Internet mediante la LAN (Opzioni Internet del Pannello di control/o) irnmettendo I'indirizzo IP del router nella sezione Gateway delle· proprieta del TCP / I P ---+ N omescheda. I meccanismi di configurazione di un router ISDN dipendono da caso a caso, rna sono particolarmente diffusi due metodi: -
si connette il router a una porta seriale di un computer e 10 si programma utilizzando una emulazione di terminale, come per esempio HyperTerminal (vedi esempio 9.6); si adatta l'indirizzo IP di un computer a quello predefinito del router, in modo che i due si vedano in rete, e si immette in un browser l'indirizzo del router (per esempio http://198.168.0.1); cia provoca la visualizzazione di una pagma HTML dalla quale e possibile accedere aIle opzioni di configurazione.
L'installazione di un router ADSL ha un certo livello di complessita, rna in quasi tutti i casi e inclusa nel contratto e pertanto e a carico del provider ADSL, che di norma si occupa anche di configurare un certo numero di postazioni della rete. II router ADSL dispone di un indirizzo IP fisso verso Internet, per mezzo del quale dialoga con i router e gli host remoti; dallato LAN e solitamente preconfigurato con un indirizzo privato del tipo 198.168.0.1 con subnet mask 255.255.255.0 (vale quanta detto sopra per ISDN). Anche in questo caso Ie postazioni che devono utilizzare direttamente il router devono essere configurate per accedere a Internet mediante la LAN (Opzioni Internet del Pannello di control/o) configurando anche appropriatarnente le proprieta del TCP/IP ---+ Nomescheda (gateway, server DNS, ecc.).
361
ip )S
III
[1
'1)
!lO!I'3!W 9nU;)l!l 9!S !;)P !ZZII!PU! q'3B ormpuoo
!P ';my uonq B BA;)S '0!'3'3BlUBA11Bl.{'BJl;)Jl1 Ip
;)lOlOW un !P oZZ!Eln,I1Bonodsu BlBFwll nrd ;)lU;)WU!lUSS;)J;)U 'AlOP;)l!P q;)M. ns UJl;)Jl1 wI °J!ul;)do;) ;)lU;)WUlnJIS ? IpqUA ntd !;)P oun nsonb an ~;)lU;)lll,IPP ;)d pu UJl;)J!l Un;)p OlUnnS!l E opuaqns o rod 0PUBZZ!UU'310'!lOlOW md U Al;)nb ul ouatxm ;)l.{J ';)luJol romduroo pu qU;)PIS;)l 'IJ!p'J;)ds ;)lBMljOS;)lnOUl OUOlSIStI °qunnS!l ! ;)UOPUuzzlUU'3lO'UJl;)J!l !P !lOlOW ntd U Al;)nb ul oiuauraouarodmorcoo U!AUl ;)l.{J oirs :VJ.lJJ!.l !p J.l0JOUlVJJUI~uzu;)u!l1;)d crotmn 0 ;)lOI'3'3UW!P !l;)l!lJ ns olusuq 'dUJ)/UV.lun opuooos qUU!PIO 'UlS;)!IP!l BUB IlU;)uqlU q;)M. !ZZ!l!PUl Ip ;)U;)Seun ;)JS!nlllS;)l ;)lOlOW p '(xoq J1PJ) UlpSUJ nun UI ;)lUlI'3!P ;)AU!qJ ;)101Ud md 0 nun Ul ;)lS!SUOJooqduros nrd OSUJ pu ;)l.{J '(tf.lcmb) BlS;)!l.{Jpaun opUUAmU :VJ.lJJl.l lp J.lOJOUI~;)lUl;)PIS;)P!UO!ZUWIOjU!;)1 ;)l;)'3un!'3'3Bl ;)pq!ssod ? qnnb ;)1 OSl;)AUlHU!SOpU;)AOnW';)Uo'3;)lUJ .rod qBZZ!UU'310q;)M. 9!S !P oJU;)P :tf.lO]Jo.l1p qJM U!
'UJl;)J!l
:!ZIAl;)SIlU;)n'3;)S! 'omorsrn 0 ;)lU;)WIUI0llU!S'!AlnU ;)1;)SS;)ouossod InJ ulpu quzzllmJ;)ds ll!S U 0luPlliB ? q;)M. pu oorpoods ;)IB!I;)lUrn!P oiuomucdor 11
'lfUlp;)Wmnw Ilnq!lluoJ !;)P OlU;)WUJ!lUJS01 ;)IUAqlUS!P!P lill!pqlssod lJJ;) 'OpUOjS olPP OlU;)W!U;)lUUW'OI;)U UI oisci I;)P UdWB1S)ndurms!P mdmojjns ;)I!U;)AI;)l~ !P lill!pq!ssod ~B!llO[OUOlJ !P lUIO!ll !P orctnnu ouorzmsodun 'rouarodurai ;)yg I;)P AIOP;)lIP Un;)p ;)UOlSU;)WIPUn;)p ;)UO!ZUlsodU1!-
~;)1UIZ!Ul u~llud
U[PP qpJs
-
:(lUIWUIllOld ! ruru Ul IEqmods!p ouos tuorzdo ;)1 onru uou) nucnsos ;)1 OWU!IUUB;)S'l;)SMOlq 1;)P IUOlZBlnllYUOJ Ip ruotzdo ;)1 Ull °Ol!S PP Ulnlnj lill!pq!l;)d;)l Ul uramotssa ? opour lUl U! :("JJ;) ')/.lVUI)/ooq 0 l.lq1Jvu'dJS '1J!.lJ!J.ld ;)WOJ 'OSI;)AIP ;)WOUun uOJ IZZ!I!PU! nsonb BWU!l.{JUWWBl'30Id umSUIJ) l;)SMOlq I;)P OUl;)lUl.IIU OZZ!l!PU~.1;)UlUZZUOW;)rn;)[U1U;)WUPUOj? 'ossaronrt Ip ons un ;)llUnIll'3UI IS opuuna '(UlOJUB OU01S!S;)I;)UUIodW;)l !AllUl;)l I os) oiuods w;)porn B ;)l.{JUUqUl!S!AU ;)1;)SS;) ouossod ;) V!'do/OUO.l:J ouotzdoj omrran Ipql'3un!ll'3Ul QUOS !UIO!'3 U !W!nn 11'3;)U qUFS!A !ZZUIPU!qf) ';)lU;)ln,HUp ;)pq!U!PP U rurorf !P Ol;)WnU un red U!lOW;)WUl OUOllUUW -rad ;) 'I;)SMOlq lUP ;)lU;)WUJ!lUWOlnuqUZZ!lOW;)Wouos qUFSIA !ZZ!l!PUl TIll ;)UO!ZUl;)do ;)lq ;)lU1TI!JUjrod ~)[S'P-PIUl.{,IPP ouorzrsod USl;)AIPnun U! opmdoo 0 0lnU;)lUOJ 11ouraurarqou ;)pqlssod ? rouaroduroi ! Ull ormtnrod trn ;)l.{J 01UU1Uld o(U!IOrn;)rnUl OUOS9l.{Jl;)d ;)EJ ! ;)IUJl1UJU OUUSS;)J;)U? UOU) Oll;)TP~-!lUUAU TSUj;)lpU onnnurdos ';)UO!ZU'3!AUUBl ;)IUI;)I;)JJB !P BH;)nb ? ;)l.{JUJ U[PP lUOlZUnj;)IPP UUfl O!AOnU!UP unuusos ouos qU;)J;)1 OU;)W ;)EJ T opmb Ul ulum'3'3BI ';)lU;)ln,[[Up ;)1!q~U!PP BW!SSUW;)UOISU;)W!PBun Ul.{AIOP;)ITP ;)1Ul ~OJ!jIJ;)ds ;)IUMJOSIBP ;)PU;)dIP ouotzrsod !nJ Bl 'otPVJ !P Ul!U!PP AlOP;)I!P eun U! OJUV.lOdUloJ onf ;)WOJ ;)d pu 0lUZZUOW;)WBAOll IS ;)llj ;)IUl '(O;)PTA ouons ;)S onopordu ';)U!llUW -W! 0 'lW.lH ';)S orezzqunsrx) I;)SMOlq [UP Ol!n'3;)S;);)lU;)WUI;)lUl 0lU1S ? omxoou un ;)l.{J UnOA BUfl 'OZZ!IIPU! OAI1UPI P lill;)BUn!llllUI !S ;)lunlS;)l1;)d! OlU;)WUll;)HOJun ns opUUJ -oqo ~TZZU!PUlurraq UH;)UC',//:dntt) Td Fl OAllUPl P ;)IUl!'3IP pAOp !S 'OlU;)WmOp OSI;)A!P un ;)1;)'3umllllul l;)d °Oll0.lJUOJ !P 0lloUUVJ PP JoU.iJJUI !UO!zdO ;)lpU UFU!j;)P;)ld u[pnb UlUZZTplnliln;)A 'uun !P ntd ouos ;)lOm;)1 IUOlSS;)UUOJ;)1;)S ~;)lU;)ln,uUp 0lU!qlllUJ ;)1;)SS;)ond ;)l.{J 'oraisodunord OZZll!PUl un B BAllUpI q;)M. UUl'3Bd Bun !P 0lU;)rnBJ!IUJ I! ;) UlOW;)1 ;)UO!SS;)UUOJ!P ampooord U1PP uJllurnOlnu ;)UO!ZUAqlu,1;)IUlOU ond !S 'UnOA uunrd Ul l;)SMOlq un opUUZZTI!Hl °OAqUJllddu onoqooad pnb 0 oisonb Ip ly'ilun;)p I;)U ;)IUIlU;) BZU;)S ';)1UI;)U;)llU! I;)SMOlq un nuotzunj ;)WOJ ;)lU;)W;)A;)lq ;)1;)AllJS;)P ;)lonA OjUI'3UIud OlS;)na
;)m
;)m
;)m
°
;)m
.J8SMO.Jq
lie:'
L '£1
Internet
dai selezionatori. Un sistema rnisto e quello proposto da Yahoo! (http://www.yahoo.eom).in cui si inoltra una query come in un motore di ricerca; se esistono siti catalogati attinenti alIa richiesta, ne viene visualizzato l'elenco, altrimenti la query viene automaticamente girata ad Altavista (http://www.altavista.eom, ritenuto il pill potente motore di ricerca presente in Internet). In generale, un motore di ricerca e basato sull'attivita di programmi che scandagliano incessantemente il WWW, seguendo i link casualmente 0 su richiesta; il contenuto delle pagine visitate viene «indicizzato », ovvero ridotto a un insieme di parole-chiave caratterizzanti, sulle quali si basa la ricerca dell'utente. Fa eccezione Altavista, che dispone di un database indicizzato di tipo full-text, ovvero contenente l'intero testa dei documenti Web. Data l'enorme mole di documenti esistente, e importante individuare il maggiore numero di parole-chiave che presumibilmente caratterizzano I'oggetto della ricerca. II metodo pill semplice di strutturare la query consiste nel digitare le parole chiave sequenzialmente in minuscolo, separandole con uno spazio (equivalente a!l'operatore logico OR); poiche in questa caso saranno individuati i documenti (non di rado milioni) caratterizzati da uno o pill di tali termini, si dovra sperare nel ranking per concludere la ricerca. Per restringere il campo e possibile utilizzare regole sintattiche avanzate, come le seguenti, valide per Altavista, rna riconosciute in genere anche dagli altri motori: -
inserimento tra doppi apici (per esempio "pink floyd "): saranno individuati solo i documenti attinenti all'intero testa presente tra i doppi apici; unione antecedendo Ie parole con +, equivalente alI'operatore logico AND (es. + beatles + lyrics): saranno individuati solo i documenti attinenti a tutti i termini indicati; utilizzo anche di lettere maiuscole (per esempio Pascoli): si attiva nel motore la distinzione tra maiuscole e minuscole; utilizzo del carattere jolly * (per esempio dinosaur*), che, come in DOS, sostituisce una stringa di caratteri qualsiasi (su Altavista il carattere * deve essere preceduto da almeno tre caratteri e sostituisce fino a un massimo di cinque caratteri).
Altavista dispone inoltre di specifiche opzioni, tra Ie quali: o
in Ie
-
image:parigijpg - trova Ie pagine che contengono l'immagine parigijpg; link:pkzip.exe - trova le pagine che contengono un iperlink avente pkzip.exe nel suo URL; title:ministero - trova Ie pagine nel cui titolo e contenuta la parola ministero; url:cnr - trova Ie pagine contenenti enr nel proprio URL; hostwww.w3.org - trova Ie pagine residenti sull'host www.w3.org.
II mancato esito di una ricerca su Altavista non deve fare ritenere che non S1 possano ottenere risultati migliori utilizzando altri motori; per approfondire tale tema si consiglia di visitare l'indirizzo http.www.motoridiricerca.it, ricco di statistiche e comparazioni. Anche i metamotori, sia on-line sia locali, possono essere utilizzati con successo, anche se si deve evidenziare che la query non puo utilizzare sintassi avanzate, dato che queste ultime variano da motore a motore. Oltre a cio, si ricorda che per la ricerca nel Web italiano possono essere utilizzati motori localizzati come Altavista Italia (http://it.altavista.eom),Arianna (http://www.arianna.it) 0 Virgilio (http://www.virgilio.it).
13.7.4
Scaricare «un po' di Internet» nel proprio PC
Una volta raggiunto un sito di interesse puo essere utile scaricarne definitivamente le pagine nel proprio PC, in modo tale da poterne consultare il contenuto in qualsiasi momenta e, soprattutto, off-line, ovvero a modem spento. II salvataggio puo essere eseguito direttamente dal browser se l'oggetto consiste nel solo testo di una pagina Web, in un'immagine (cliccare con il tasto destro sull'immagine e selezionare Salva immagine con nome ...), 0 anche in una pagina completa di immagini (quest' ultima opzione non e pero disponibile in tutti i browser).
363
ns
(q)
ruroisa )[UTjup)[Ull i,U oug Q[!JlUlQ)S::l)[W[ I isarduroo onbunxo ... UOOOUBIZIU!::ll[OIZZlJ!PUT... UOOOUlllZ1U!Ql[OIZZllTpUl :QJl[O uou Bill 'OZZ!JlpUl U )[W[
Z
oiscnb
up
crumd
U oWJ QU13Bd BlO[dS3:
'Old
uodojoj,
lp
Ql)SQUld
n"el"'!.:1
:OHgllOld PP nrorzmsodnn gl l?Z~lOUIgUI gIP dd; gUO~SUglSg uO:J gm un o:JS!P Ins ouorzrsod uun U! l?AIl?SIS g (qZr£l 'llY) J.1V1S oiuasmd Ins l?:J:J!Prs :(moIzdo gllll? g mOISUglSgoraurtnrorop uO:J gm lP gUOISnpSg) Pl?OIUMOPIp oncsord I~19d gAI1Un!1l -lll? ~lgIldOld ounmfiquoo !S g setusdosd pa(o.1J oiuasmd Ins l?:J:J~p!S 'glUgllIll?nlUgAg 'opnrqo !S l?1 g (gAqun~ll'3l? morzdo o cuorzarojdsc Ip mgAq !P oroumu 'OIOl!l) vzru ''3y ~P l?llSguy l?1l?lTI'3yuo:J!S :(vn'u ''3y) TNfl orzads 0lpu szuoired !P OZZIlIPUI,1(A + ].11:»)l?lIO:JU! IS oqorpodop 'sstupp» 'JU1J.1V1S PPV oiuasjnd Ins l?:J:J!P IS :Old llodglgl l? l?10 assud IS (:)+ ].1JJ) OZ~l~PU!,1mdoo IS g ezuoired !P l?UI'3l?dl?IPP 'TMil,1 19SMOlq pu l?UOIZgpSIS :Pl?OIUMOPIp ouotzaradojjou gl!n'3gS l?p !IPAq Ip OlgUInU II 'gUO!Zl?'3IA l?U gAglq ann UO:J'oosqrqais !S o nzuoired Ip l?u!'3l?d l?1 l?np!AIpll! !S
:glUgn'3gSl?1~ crmfios l?p umpooord WI 'old 110dgPllpMXl?W UOSAUUgl!P ozzImn,1 oummod -ord OIdUIgSg!P olom Y '!SOlgUInU QUOSqgM Il?P gll?Ilg1l?UIoreotreos 19d IUIUIl?l'3OldI 'glUgUIIl?:J01qUl?UOIZUnJOUl?~Sgq:J gll?l OpOUI UI iWlH »m !gp qUgUIl?'3gllo:JI g:JSmygpIl :glUgln,lIl?p 0l!uygp qPA!1 !P oroumu un 19d :>YU!!lgdI II'3 opuonsos g OZZI1IPll!un l?p opuoirad 'OlIS un 1p 0lnUglUO:J II A10P:urp nun UI l?:JIll?:JS'ar.ur OnO:JOlOldPP ozzom 19d :q~dUIO:Jgnp g'310ASqgM IlnUglUO:J gll?:JIll?:JS19d gll?MljOS un glUgUIIl?lUgUIl?PUOd ·t_lIdoroqqaicuoizunj
uou '~lIlIql?qOld l?Unl UO:J '!lUgUIl?'3gn0:J! 'oduroi !P :lIOA:l10Umrprod -
:!lU:l!U:lAUO:Jll! gnp 9ll?JUI orcqqarxu IS ossaraim Ip gUI'3l?d gl cnru «OUl?UIn» 0PUl?AIl?S:o:JY!:J:lds :lll?MljOS un gll?Zzqqn OIll?SSg:J:lU~ '(011S oroitn un gl!llI!1 Il?) oro] l?ll Ill?'3gll0:J 9ugmTI:J0P Ip cues ntm UI :llSISUO:J:lll?AIl?Sl?p OlnUglUO:J II gs !Wp auotssuuserj
179£
Internet
-
a questo punto il programma scarica i contenuti del sito secondo Ie impostazioni indicate, richiedendo e trasferendo sino a 10 file contemporaneamente; i file sono memorizzati in una directory che ha 10 stesso nome del file tpp e si trova nella stessa directory di quest'ultimo.
13.7.5
Come e dove scaricare il software
In generale, il software e classificabile nelle seguenti categorie: -
-
-
-
pubblico dominio: software per il quale non esiste protezione da copyright. Puo essere
liberamente utilizzato, disassemblato e distribuito; freeware: software protetto da copyright funzionante senza limitazioni e gratuitamente disponibile. Puo essere liberamente distribuito, rna solo nella forma prevista dall'autore; shareware: software liberamente distribuibile, rna solo nella forma prevista dall'autore, e utilizzabile per un periodo di prova. Si tratta di programmi funzionanti a volte senza lirnitazioni (rna dopo un certo periodo per essere usati legalmente richiedono la registrazione), a volte solo per un tempo limitato; betaware: versioni preliminari, denominate «beta», distribuite gratuitamente (rna a volte con limitazioni di tempo), che presentano piccoli malfunzionamenti 0 in cui sono assenti alcune funzionalita rispetto ai programmi definitivi; demo: sono, di solito, versioni dimostrative di programmi a pagamento, aventi funzionalita limitate quanta basta per impedirne l'utilizzo produttivo da parte dell'utente; a volte vengono denominate nella stesso modo versioni funzionanti aventi caratteristiche del tipo shareware; altre forme pill amene, come postcard ware (per utilizzare il software bisogna mandare una cartolina all'autore) o. careware (si deve fare uu'offerta a un istituto benefico).
La quantita e varieta del software disponibile su Internet tra i siti di catalogazione pill noti sono: -
e pressoche
illimitata. Alcuni
Download.com (http://download.cnet.com); Shareware.com (http://shareware.cnet.com); Tucows (uno dei mirror italiani e all'indirizzo http)/tucows.iol.it).
Normalmente un programma viene scaricato in un unico file, semplicemente cliccando su un collegamento presente in una pagina Web. Una volta attivato il collegamento, si apre una finestra in cui il browser chiede all'utente se desidera salvare il file su disco; dopo risposta affermativa e indicazione della posizione in cui scaricare, si attiva il trasferimento. Se si scaricano spesso file di grandi dimensioni, puo essere opportuno utilizzare un download manager specializzato (come GetRight), che intercetta Ie richieste del browser e gestisce autonomamente i download, essendo dotato in particolare della funzione «resume», che 10 rende capace cioe, in caso di interruzione, di riprendere il trasferimento dal punto in cui era stato lasciato (se il server remoto 10 consente, cioe quasi sempre). Oltre a quanta detto un tale programma puo essere in grado di scaricare un file in pill segmenti, presentandosi al server remoto come un certo numero di utenti diversi; questa proprieta puo essere utile se si dispone di un collegamento veloce, perche in molti casi i gestori dei server HTTP 0 FTP definiscono un flusso massimo in uscita per ciascun utente collegato. I file scaricati possono essere di tre tipi: -
-
file compressi autoestraenti, con estensione exe; eseguendo un file di questa tipo si apre una finestra di estrazione dei file veri e propri del programma, che puo richiedere procedura di installazione (esecuzione del file setup.exe) oppure no; se si esegue una procedura di installazione i file estratti possono essere cancellati, mentre e sempre opportuno conservare il file di origine; file con estensione exe, che, eseguiti, attivano direttamente la procedura di installazione del programma;
365
OrB:JlpU~ gBll-:}
OZZI1~pU~un
B 9B11I0UI ouos
ntd
I~BUl-:} lunO:J:JB
pB IlBIAU~ ~'il'ilBSS:}UII
rum B
0 ~mlB
0 oun
ojjcmred
un
B P10MSSBd Bun
nrdos
:}lu:}ln,IPP
OIUTIIIOP PP
gBll-:}
:(2UW.lVM.l.Od nVUI-tl) B:JIU01H:}I:} Blsod ~nooUlOU01.1dO.ld®xxx
roxros udord
ms BA9lB :}lOlS:}B P :B:J~UOln:}p 'SNa
Ip
Ip ~IHIl:JS:}P
Bn:}llO:J BI SNa
nrotzmsodun
:} crmnr-rcsn oun omnan rod dl OZZ~l~pU~:}
IZIA1:}S ~ :}lBm:J~SSB
o:}lU:}ln.rrBp IZZ~l~pU~ ll'il BIPP
olllOUI
-
OZZ~l~pU~ UO:J
msod
:}I :}lB:J!1IPOll
.rod
Ip :}n:}SB:J 0nOllUO:J
:}l:}P:}:J:JB ond :}lU:}lnJ ntnrou an :}UOIZB~:JOSSB
O:J~BOI ourou
l:}Al:}S udord ~ns :}U:}9UBUl :}lOlS:}'il I~ :(U013nlOSo}lSNa) SNa :}uOIznIOS!l ~1I"oUlOUO!.IdO.ldoMMMjj:dntt OZZ~l~pm omoo orduros oraduroo l:}SMOlq :}lP :}UUBll 'Bldos :}UlO:J :(2uP/vO]:J 7}ln) 'l"}l[UPP :}uo~zBlnunss~p
-
[on
:}IP OnB] I~
rod
-
-
~(:}lu:}lnJPp ol~nlBl'il q:}M. OIZBds 01 ossord OIdUl:}S:} red) :}AOllIB 0lBZZUlPUI:}l :}U:}~Aoisonb l:}SMOlq un tn nOoUlOUO!oldo.ldoMMMj j:dmt ozzurpmj OSS:}UIUlI:}U:}IAonmnb ~(UOPJoollpo}l 7}l n) 'l"}ln.,IPP OlU:}UlBZZI~pUI:}l
odn
I:}P
~BmUB1BB BA!SS~llSBll ~ll:JBdB:J BI o ~q!UOdSIP q:}M.
orznds
01 OUB~lBA tno
~OIUIllOp PP Bun
lSOLJ
oudord
un
U! !IgOld
aroruaicp qooord
IIBUl-:} :}IPSB:J :}IPP
oronmu
II ':}UO~~SOdSIP B
~Sl:}A!P OPUO:J:}S OlU:}UIBBBd B BU~SnBLJ 0 BU~lSOLJ-
Ins ~UOIZBlllO]U~ :}umlB
ns :}U:}9UBll :}lOlS:}'il P
:(IZZ:}lddB1AOS
B:J:}l :}LJ:Jq:}M BmBBd
:(2UD/.lVJ U!VUloa)
UO:J :}lIOA B :} !lInlBl'il
OIU~llOp
PP
BIOBUIS
0~B:}LJ:J1Bd -
:}lIOA B) !ZIA1:}S nuaniios
I :}l:}U:}'ilU~
:}lJJO 'orururop PP OlU:}UlIU:}lUBll PP :} :}UO!ZBllSI'il:}l BII:}P tsrednooo B :}lllO 'l:}UIBlU~BW un. 0q:}M. OIZBds 01 rod oimrerf OIZ~Al:}Sun orazzqnn :}gq~ssod ;_l 'OlBAUd :}1:}HB1B:JB 9!S ~ rod oimnnrdos ':}lU:}llBAIlBUl:}lIB ~(:}lOlS:}'ilPP TIB:JOII OSS;l1d iourcnq B OSS:}UUO:Jl:}l~ :} oraudso ;_l :}lU:}ln,n:}p ~l:}!ldOld Ip romduroo un) 2u!snotj !P 0 (:}lOlS:}'il I:}P lSOLJ un ossord :}lBl!dso ouos :}lu:}ln,IPP q:}M. :}u!'ilBd :}I) 2u!lSOtj rp !~Al:}S ! B:JSIU10] :}LJ:J:}lOlS:}'il O'il0IBUB un osscrd ossord OAqUnIB'ilB oisoo un uoo OlBlS!nb:JB mnrou Ip :}l:}SS:}:}A:}POIZIA1:}S
°
l:}~BlUIBW
OSS:}lS01
OllllIn,ls:}no
°l:}Ul:}lUI Ip lSOLJ un
BZU:}S:}ld BI :}lU:}UlB:J!lBUIOlnB
roxrcs
I
ossord dl
rod
!ssy]ns
'ov d
B
ororom
oundnooo
IU!UlOP 1 opuooos
rod
ap
omqH
OIZBds ounopi
;_l
llP:},lpu
'.IoUlV1UlVW
OImllop
uou
nuodor
cuorzunsrsor
IZZ!l!pm
«OIU~llOp
mcdss
:}LJ:JOlBP 'q:}M. Ins BI :}LJ:J!lOU IS °SNa
«ru.o o n
~lBA I OUBHBll :}LJ:J
~IB 0PUBlISIA
:}UO!ZBllS!'il:}l»
°AlOP:}lIP
opuensrp
q:}M.
°
qBI:J:JBllUIl
:}H:}P '!UO!ZBZZ!UB'illO IJBl !P q:}M. lZZ!llPU~ lID °O~U!llOP BI
rod
:}LJ:J!lBld :}I :}l:}'illoAs !P :}lu:}IBAInb:} ISBnb OlSO:J
!~Al:}S IloA:}l:}llnuUI UO!lB1lSI'il:}"}lBI
IJ'il qBzzHIln
OUO'ilU:}AB:JIlBld
Bipu
'(3!
ordurosa rod) onro OA!lBpl I! ossord OIUIllOP 'g.lo 'lOU 'l! Cl'Ll. oss!JJns UO:J olpAH
B!S :}u:}qq:}S °UlOJ
nrorzuisar
un
pB OHU~P ~P uou
O!U!llOP un !P
:}UlOU :}UO!ZB!:JOSSB,IPP OlU:}UIIU:}lUBUI II :}
:}10'il:}1:}I :}UIO:J OlU:}llO'illBJPP :}gqIssod
!SBISIBnb un !P xoq
cuotzansrsar
IS :}LJ:J:}~I-uo
BUBIJBH AlIlOLJlnv
Ul :}lB1lS!'il:}1 :}pq!ssod
Ip
ns
mroduroo
OZ~llPU!-O:J!BOl
:}Sl:}A~p) oranodsu
:}IPP :}m'ilBd :}I :}lBlInsuo:J
B:Jl:}:J!l ~P
:}lU:}UIJ!:JB]:}l:}SS:}ouossod I:}P :}IBnuuB OAOUU~l g :} un
oudord
un
BZU:}S :}mllsI'il:}l
ond
OUBIIBll OUIPBW:J
«n
o(n B~IBlU rod] mO!ZBU :}I0'ilU!S :}IIB ~lBA1:}S!1 OIpA!1 ourud Ip !UIllOP ! ouos :(urVULOa loao7 dOL opo:] t\.Iluno:]) o ~(npo) :}AqB:Jnp:} amuruis :} (lU!) !IBUOIZBUl:}lU~ !lu:} B :} :}UB:J!l:}llB (aog) :}AqBUl:}AO'il 0 (nUl) ~lBlIPll lUOIZBZZIUBBlO B IlBA1:}SU !U~UIOP ouos :(U!VUlOa loao7 dOL ]vpodS) Cl'Ll.S ~(U!VUlOa IVUOPVU.lolUI IH:}P :}IBl rod] !UO~~llS:}l BZU:}S OpUOUI [ou onbunrqo up !lB1lS!'il:}1 :}l:}SS:} 20LO'loU oss!JJns UO:J !IPhb ouos :(U!VUlOa /oao7 dOL J!.louo!)) a'llD -
uoo
:}LJ:JUBOUOS oxnour ouossod
:} UlOJ :}
'odn
.tno Ell
(U!VUlOa loao7 dOL
OUBA !P ouos
'a'll)
0IPAIJ
OUI!ld
!P !U!llOP
I
°OlBddIZ :}JI] II :}lBA1:}SUO:Joumroddo ;_l
criuctn
'9Blp:JUB:J
:}S 'OSB:J
oisonb
:}l:}SS:}ouossod
:}m ~ :}UOIZBnBlSU! ~P Bmp:}:Jold
IHBllS:}
UI :}LJ:JUV o:}oUOIZBllS:},1 :}lm'il:}s:} !P 0PEl'il
OUBSS:}:J:}U;_l OSB:J ols:}nb
°d!z
uI
Bun :}n'il:}s:}IS
U! BUlUlBl'ilOld
:}UOISU:}lS:}UO:J '«OlBdd!z»
un
OlBUI10] m
!P :}llOdslP
ISS:}ldUIO:J
:}m -
!l8P aUO!SS!WS8Jl
99£
367
Internet
13.7.7
Come pubblicare su Internet
Se non si dispone di un computer permanentemente connesso a Internet e dotato di indirizzo IP statico, possibile pubblicare su Internet con una delle seguenti modalita:
e
-
-
-
-
se si e registrati presso un provider per l'accesso a Internet, si puo utilizzare 10 spazio gratuito quasi sempre fornito dal provider stesso, che perc, se si escludono gli abbonamenti a pagamento, e vincolato al carattere no-profit del sito pubblicato; se si dispone di un dominio registrato (per esempio proprionome.it), e quasi sempre possibile fare in modo che immettendo in un browser l'indirizzo http://www.prQprionome.itl·utente venga reindirizzato allo spazio Web gratuito; si puo comprare uno spazio presso un provider 0 un maintainer 0 un fornitore di servizi; in questo caso il gestore garantisce un certo numero di servizi supplementari e una capacita trasmissiva adeguata al traffico previsto, ed e possibile, 0 meglio praticamente obbligatorio per ovvi motivi, registrare un domino e associare il proprio sito a un indirizzo del tipo hup.Hwww.propnonome.it; per Ie scuole, esiste l'opportunita di utilizzare, per pubblicazioni didattiche 0 di presentazione dell'istituto, uno spazio gratuito reso disponibile dalla Biblioteca di Documentazione Pedagogica (http://www.bdp.it); e possibile, infine, utilizzare uno spazio gratuito su uno degli innumerevoli siti che rendono disponibile tale servizio, di norma vincolato al carattere no-profit del sito pubblicato; poiche tali siti sono basati sulle inserzioni pubblicitarie, puo capitare che contemporaneamente all'accesso alla propria home page appaia una finestra con un messaggio pubblicitario; anche in questo caso se si dispone di un dominio registrato e in genere possibile il reindirizzamento.
II metodo generalmente utilizzato per trasferire materialmente i file dal PC locale alla propria locazione suI server Web e I'FTP, che, analogamente all'HTTP, e un protocollo applicativo che utilizza il modello client/server. Un client FTP, come il diffusissirno WS_FTP, present a generalmente due alberi di directory, uno locale e uno remoto; la propria locazione remota puo essere raggiunta inserendo in un'apposita finestra il nome DNS dell'host in cui risiede il server FTP con il quale si vuole dialogare, unitamente a uno user-name di identificazione e a una password che conferisce il privilegio di modificare il contenuto remoto (fig. 13.13).
Fig. 13.13 Schermata di utilizzo di un client FTP.
l;}Ul;}lUl £ ;}UO!SS;}UUO:J!P odu I! ;}1£:J!Jl1;}ATp ;}uy 1£ "'vJqUlv'J/auo!ssauu0'Jl"!uozzdo/z1uaUi -n..l1S OS1O:J1;}d I! ;}l!n'3;}S ;}l!q£!I'3ISUO:J ~ ;}UOTZ£l;}do ;}I£l odop ~!UO!Z£W101U! oururoddo ;}I OPU;}l;}SUl 1unO:J:J£ nrd 0 otrn ;}1£;}1:J;}gq!ssod ~ '''1uno:xTf! /!1UaUln..l1S t;tU;}W1£0 '£:Jl1qnll £II;}U ql1;}SU! TU£lUO:J ! nuoscrd ouos £llS!U!S £ oss£q ul 'Ol£UOlZ;}PS O!'3'3£SS;}W PP 0lnU;}lUO:J I! £zZ!I£nsIA orouopn ojjonb arrnaur '£l£UOlZ;}PS £U;}ll£:J £Ipu nnuoiuoo 1'3'3£SS;}UlI ;}l£zzq£ns -!A Ip ;}UOlZUnj £1 £l.j crouodns OII;}nb ~!lp£nbll ;}np nuosord ouos nnscp £IIns '!'3'3£SS;}W I ;}l£ZZ!U£'31O Oq'3;}Ul rod ;}IPll£:JOllOS 0 ;}IPll£:J ;}AOnU ;}1£;}1:J!P rod Ol;}q!I ~ ;}lU;}ln:l
udord
'!l£UOlZ;}p;}d ;}l;}SS;}OUOA;}P 9l.j:Jl;}d ordurcso rod 'OlU;}UlOUl opuooos un U! ;}l£!AU! OUOq'30A !S ;}l.j:J!'3'3£SS;}Ul! ~U;}I1UO:J:ozzofl ~;}lU;}Ul;}lU;}U£Ull;}d IIl£UlWq;} Ip ;}PI:J;}P IS UOU In:J Ul 0lU;}UlOW 1£ oms £IP11£:J £111£ !'3'3£SS;}W ! ouonuoo ;} OUllS;}:J !P ;}UOIZUnj £1 £l.j :mVU!UI!la V1S0J ~q£!AUl 1'3'3£SS;}Ul! ;}U;}qUO:J :V1V!aUZV1S0J -
rsarspmb £p q£U!UlIP
~;}l£!AIT! £p T'3'3£SS;}WI ;}U;}qUO:J :v1!Jsn U! V1S0J -
~qnA;}:Jl1 I'3'3£SS;}W ! ;}U;}qUO:J :oa!..I..1VU! V1S0J .motzunj qu;}n'3;}s ;}I llU;}A£ ;}IPll£:J !P o:JU;}P un ciuosord ~ £llSTU!S £IIns 'pro ''3y Ul £l£llOd!l ~ 'oa1..l..lvU! msod £II;}ll£:J £1 Ol£UO!Z;}I;}SOPU;}A£ 'SS;}ldx3 )[OOpnO lP ;}I£dl:Juud £l£Wl;}l.j:JS £'1 'l;}Ul;}Wl £ q£'3;}IIo:J ;}l;}SS;}£ZU;}S ;}l!n'3;}S;} ;}l;}SS;}ouossod 'T'3'3£SS;}Ul!P OlU;}UlIA;}:J!l I! ;} OlAU!,I omran 'nrorzaiado ;}l onru ;}l.j:JlloU !S ~q!UlIS OUOS l;}g£Ul ! mru !I£!ZU;}SS;}oqonsuanarao ;}II;}Untu '5; ssordxq )[OOpnO ljOS01:JIW ~ OlU;}Ul!l;}Jll !P eurnrersord II ·l;}r.£Ul un Ip ;}S£q Ip nq£uOlZUnj ;}I oransour £10 ouoII'3oA !S '(dlWS ouoddns OH£jj£ OUO:JSlU10j UOU am '(dOd roxrcs un ns 1unO:J:J£ un OUO:JSlU10l ;}l.j:J q;}M Ins I1U;}S;}ld q!nl£l'3 !ZIA1;}S !un:JI£ rod ;}l.j:Ju£ ;}1£A oisonb) rcuroiuj £ ;}P;}:J:J£ IS opmb g uO:J 1;}P!A01d I£P osn IT! OSS;}:JuO:JdlWS l;}Al;}S I! 'xoqpnm tsmspmb rod 'orezzqun ond IS :;}lU£lo:JUlA ~ uou dlWS 1;}A1;}S01l;}:J un !P oZZTI!ln,I oqo onbunuroo T10U !S 'l;}I!£W PP OlU;}UT£UOlZUnjl£U1 !P nuonborj nrd !lUOj ;}IPP mm ~ orejoonred oisonb Ip £ZU£:JI1U;}UTIP £'1 'Ull ap Ol!U1Oj O!Z!Al;}S g oPu£zzqlln iourcitq £ ;}P;}:J:J£ !S ;}S 1rJau!lVJSlrd1U1S dlWS l;}Al;}S g ;}l£ZZ!l!ln ond IS uou ordurcso rod ~ISS;}cirumn 1;}U1;}lUl £ 1l£'3;}1I0:J ~ !S ;}S ojos dlWS 1;}A1;}S PP osn.I OUOP;}:Juo:J 1;}P!A01d ! 'Ol!nl£l'3 ~ rourcnrj £ OSS;}:J:J£.I opunnb £0 'l;}Ul;}lUI £ OSS;}:J:J£,ll;}d q£zZTI!ln ISS;}lS!['3 £UllOU !P ouos P1OMSS£d o ;}UT£U-l;}Sn';}UOlZ£llsI'3 .ropixcrd I£P £l!UlOj £lpnb ~ ;}UOdSIP !S In:J Ip xoqjmm £1 ;}S -;}1 £1I£ onrourrerusaiuoo
'(£lsod £1 £:J!l£:JS IS ;}l.j:J£lIOA !u'3o £lS;}Tl.j:Jl1\,!l£S OS£:J 1£1 U! ;) £SS;}UlO ;}l;}SS;}ond) Ed Od l;}Al;}S IT ossord ll£llS!'3;}l ~ IS ;}l£nb £1 uO:J P10MSS£d ~1!£UT-;}OZZ!lIPIT!,IPP oirnd £UTI1d £1 ~ £UllOU !P :(odd!d ·S;}) EdOd 1;}A1;}S I! OSS;}ld I1£11S!'3;}1~ !S ;}I£nb g UO:J ;}UT£U-l;}Sn ~(1UZ'V1Unodorl!vUl ·S;}) £l!:Jsn U! msod £1 rod dlWS 1;}A1;}S I;}P SNO 0:J!'301 ;}UlOU ~(1UZ-V1Ullodordod ·S;}) OAll1£ U! msod £1 rod 1;}A1;}S PP SNO 0:J!'301 ;}UlOU ~(0111£ 0 dVWI '(dOd) OAll1£ U! msod £1 rod 1;}A1;}S !P odn ~(1u!"V!U!IOdo1®odd1d ·S;}) £:J!UOm;}p msod Tp OZZ!l!PUl .ouareunsop I£P ornaaou ;}U;}IAoreuur O!'3'3£SS;}W OdUT£:J I;}U 0l£zzTI£nsIA ;}U;}!Acqo ;}WOU I! ~ :(odd!d ·S;}) oiucm ;}UlOU un opunnb
<<:£0»
:ouos 'ssordxq )[OOnno ljOS01:J!W up cisorqou OUOS In:J IT! ;}U!P10,lpu 'lUOlZ£UllOjU! !I£l 'ruorzurodo ;}l1£A ;}II;}P OlU;}Ul!'3loAs 01I£ ;}l1£SS;}:J;}UlUO!Z£UllOjU! ;}l onm OpU£:JIPU! 'l;}g£Ul PP OUl;}lU!.II£ £:J!UOlll;}P tnsod !P (Ol!P;}l:J:J£) 1UnOJJV un ;}1£;}1:J Ol1£SS;}:J;}U~ £lsod ;}l;}A;}:JU;} ;}l£!AUl l;}d 'Ed Od rcxras un ns nun !P ;) iouroiu] £ OSS;}:J:J£,IPP orrodsrp ;}lU;}W£IAAO;}A;}P!S l;}g£Ul un ;}l£zZTllln l;}d xoqlwUl
r.
oretmnroi Ollsodd£
'd.Ld
pvoldn,I
un ns opu£:J:J!P
'01£U10I'3'3£ ;}lU;}Ul£:Jq£U101n£ £lIns!l q;}M 0lnU;}lUO:J I! ;}I£nb Ol£!AA£ ;}U;}!A(OlU;}Ul£U!:JS£ll I! 0PU£ZZ!I!ln os£:J ;}l.j:JI£nb Ul 0) ;}lU£slnd ;} ;}l!l;}jS£ll £p A1OP;}l!P ;}I 0 ! ;}1£:JoI Ol;}ql£.!pu 0PU£UO!Z;}PS
;}m
!+8P aUO!SS!WS8Jl
89t
369
Internet
utilizzata dal programma. I messaggi e i contatti sono memorizzati di norma in una sottodirectory di Windows (per conoscere l'esatta locazione e sufficiente utilizzare Trova file dal Menu avvio inserendo rispettivamente nel campo Nome «folders.dbx » e «*.wab»). Per comporre un messaggio da inviare si clicca sui pulsante Nuovo messaggio (fig. 13.14) ottenendo la finestra rappresentata in fig. 13.15a. Nel campo Da: e presente sin dall'inizio l'indirizzo del mittente (se sono stati creati pili account viene inserito quello predefinito e poi 10 si puo cambiare), nel campo A: deve essere inserito l'indirizzo del destinatario (se i destinatari sono due 0 pili gli indirizzi vanno separati con un punto e virgola), nel campo Cc: si inseriscono eventualmente gli indirizzi ai quali si vuole inviare il messaggio per conoscenza, nel campo Oggetto: si inserisce l'argomento del messaggio e nel riquadro inferiore si inserisce il contenuto del messaggio; quest' ultimo puo essere in formato testa o HTML, a seconda di come e configurato il mailer. Si noti che gli indirizzi dei destinatari possono essere inseriti pili comodamente cliccando sui simbolo di rubrica e selezionandoli dai contatti presenti nella rubrica stessa (fig. 13.15b); alternativamente si puo fare un doppio clic direttamente su un contatto della rubrica nella schermata principale. Per allegare uno o pili file al messaggio si clicca sui pulsante Allega oppure pili comodamente si selezionano i file in Esplora risorse e si trascinano con il mouse all'interno della finestra del messaggio rilasciandoli quando compare il simbolo +. Una volta composto il messaggio 10 si puo inviare cliccando sui pulsante Invia. A questo punto il messaggio viene inserito nella cartella Posta in uscita dalla quale passa alla cartella Posta inviata dopo l'effettivo invio tramite Internet; quest' ultimo puo avvenire immediatamente (se si e connessi a Internet) 0 in un secondo momento, a seconda di come e configurato il mailer. Se sono presenti messaggi non inviati nella cartella Posta in usc ita, per inviarli e sufficiente cliccare sui pulsante Invia/Ricevi della schermata principale di Outlook; mediante 10 stesso comando sara avviata la procedura di download dei messaggi presenti nella propria mailbox presso il server POP3. Naturalmente le operazioni di invio e ricezione richiedono l'accesso a Internet e pertanto se il PC non e connesso sara avviata l'opportuna procedura (avvio della connessione remota se non si utilizza una condivisione in rete locale). I messaggi ricevuti sono visualizzati nella finestra principale del programma; possono essere aperti (doppio clic sui messaggio), stampati (pulsante Stampa) 0 salvati (File/Salva con nome ...). Gli eventuali allegati possono essere salvati 0 aperti direttamente cliccando sui simbolo di attache presente nell'intestazione del riquadro di anteprima nella finestra principale (fig. 13.16). Per rispondere ad un messaggio ricevuto e sufficiente selezionarlo e cliccare sui pulsante Rispondi: si aprira
Fig. 13.14 Schermata principale di Outlook Express 5.
'nnxoou IllllBSS:lUlI:lU "
"
utrasord ljBlldl1B llll:lp :lUOljSdD
9t"tt "'1:1
"UBjBUljSdP lap :lUOlZ:lPS (q)
(v)
ouotzrsoduro-j
rp
~OlllllBSS:lruun
StOtt "'1:1
(q)
(v)
!j8P auo!SS!WS8Jl
OLt
Internet
una finestra di composizione messaggio gia configurata per inserire la risposta al messaggio selezionato. Il pulsante Rispondi a... (che starebbe per Rispondi a tutti) inserisce come destinatari della risposta tutti. gli indirizzi a cui era stato inviato originariamente il messaggio selezionato (e pertanto e da usare con molta cautela), mentre il pulsante Inoltra replica 10 stesso messaggio lasciando vuoto il campo del destinatario. Oltre a quanta detto, Outlook Express offre innumerevoli opzioni di configurazione, tra le quali le pill importanti sono: -
importazione e esportazione dei messaggi 0 della rubrica (File/Importa 0 Esporta); modifica della posizione dei messaggi (Strumenti/Opzioni/Manutenzione/Archivia cartel-
-
rilevazione della posta in arrivo automaticamente ad intervalli regolari (Strumenti/Op-
la...); zioni .../ Generale);
-
-
formato di composizione in testa normale 0 HTML (Strumenti/Opzioni .../Invio); utilizzo di una firma (informazioni varie in formato testo) da aggiungere in coda at messaggi in uscita (Strumenti/Opzioni .../Firma); possibilita di usare un ID digitale per assicurare al destinatario la propria identita 0 per crittografare i messaggi in uscita (Strumenti/Opzioni .../ Protezione); impostazione di regole per gestire i messaggi in arrivo in maniera differenziata a seconda del mittente 0 del contenuto (Strumenti/Regole messaggi .../Posta elettronica); blocco del mittente iMessaggiojbtocca mittente ... ); impostazione del timeout per il server POP3 e possibilita di scaricare la posta conservandone la copia sul server (Strumenti/Account .../Selezione account di posta/Proprietallmpostasioni avanzate). importazione e esportazione degli account (Strumenti/Account ... /Selezione account di posta/Importa
-
0
Esporta);
possibilita di accedere al programma con identita diverse avendo un ambiente personalizzato (File/ I dentitajGestione identita ...) e).
13.7.9
Ping, Traceroute e Whois
Esistono svariati programmi aventi la funzione di monitorare il comportamento della rete Internet 0 di recuperare informazioni per la gestione della stessa; alcuni di questi, come Ping, Traceroute e Whois, hanno un meccanismo piuttosto semplice e possono essere utilizzati dall'utente comune per necessita 0 per curiosita personale. Ping
Il programma Ping (Packet INternet Groper, da to grope = and are a tentoni), gia introdotto nell'ambito delle reti LAN, permette di inviare uno 0 pill pacchetti di prova (di solito 3 0 4) a un host Internet, indicato dall'utente mediante il nome logico DNS 0 l'indirizzo IP, per verificarne la raggiungibilita, Se i pacchetti di test raggiungono l'host, vengono da questa rispediti indietro e il programma Ping restituisce le informazioni sul numero di pacchetti che sono ritornati e sul tempo impiegato (fig. 13.17a); in caso contrario alla scadenza di un time-out viene notificata l'irraggiungibilita dell'host. Windows 95 e le successive versioni mettono a disposizione il comando DOS Ping presente nella directory C:\Wzndows, rna esistono innumerevoli programmi di Ping a interfaccia grafica.
(') E
possibile anche impostare una password di accesso al programma per .ciascuna identita. Questo metodo dovrebbe offrire una privacy per i propri messaggi, rna ha due difetti: primo, bisogna sempre uscire dal programma dal menu Filell dentitallrisconneui, altrimenti la password, nella stessa sessione di Windows, non viene pili richiesta; secondo, e possibile per chiunque individuare i file dei messaggi, copiarli, sostituirli ai propri e leggere il loro contenuto da un'altra identita di Outlook.
371
':llno~pmsIA lp OZZllllfl 8~'&~ 1f!:l
(q)
(v)
'll:Y.lllll o llUJd SOG AJI[IJn =t
Ll'&~ 'JJ!:I
!WP auotssnusaij
Traceroute
Traceroute (ctraccia-cammino») ha 10 scopo di individuare il percorso compiuto dai pacchetti di dati per giungere dal computer locale a un host remoto, indicato dall'utente mediante il suo nome logico DNS 0 il suo indirizzo IP. Traceroute invia all'host remoto un particolare pacchetto IP, sfruttando la flessibilita del campo Options (cfr. par. 10.4.1), che provoca la spedizione di un messaggio di risposta da ciascuno dei router incontrati lungo il percorso, in modo tale che sia possibile collezionare una serie di informazioni riguardanti i nodi e i tempi di percorrenza. Windows 95 e le successive versioni mettono a disposizione il comando DOS Tracert presente nella directory C:\Windows (fig. 13.17b), rna esistono innumerevoli programmi analoghi a interfaccia grafica, tra cui VisualRoute, dotato di una mappa in cui sono rappresentati i nodi incontrati lungo il percorso dal computer locale all'host remoto (fig. 13.18). II programma
Whois Whois e un programma che ricerca informazioni su un determinato sottodominio di secondo livello (come per esempio altavista.com 0 petrini.it), interrogando un determinato database indica to dall'utente (fig. 13.19).I nomi di alcuni database che possono essere interrogati sono: whois.internic.net whois.ripe.net whois.nis.garr.it
Database mondiale Database europeo Database italiano Fig. 13.19 Utilizzo di Whois.
Company (AlTAVISTAls-DOM) 529 Bryant sr Palo Alto. CA 94301 , US Domain Name: ALTAVlSTA.COM AOniriolrative Uriact. Technical Contact. Zone Contact. Billing Cclntact AltaVista Search Operlllions (AOll1-ORGJ dm-tec::[email protected] AltaVISta Company 529 Bf)'Mlt SI. Palo Alto. CA 94301 US 650-295·2508 Fax· 650-617·3200 Record u.s! updated on lJ.JuI·2000. Record expires on 10-Feb·2002. Record Cleated on 10-Feb-2000. Database last updated on 13-Aug-2000 22:tn36 EDT. Damain servers in isted ordel:
AD AD
"l;)U1;)lUI up msod BI ;)lB:JUB:JSrod ojjoooiord II ~ dlWS/I (a "OlU;)Wn:J0p pu ;)lU;)lllOS;)T!J un (p
;)lBzZ!IBnsIA!U!llBUIUl!;)1 ;)U;)!lUO:Juou '1WlH
AD
A
D
AD
";)IB:JoIojpnb B OlQW;)l romduroo IBP OlB:J!PU!;)T!J PP 0lU;)WB:JUB:JS01 B!AABwlq"dIZU!M/WO:J";)lBM;)lBqS" MMM/j:dnq T~n.l l;)SMOlq un !P !ZZ!l!PU! arreq BIpu ;)UO!SSIWWI,'1(::1 "lsoq.lPP ;)WOUII ;)lBUllIS;)PB ;)Al;)S BlS!ABllB"MMMorrad BI IDO:J"BlS!ABHB"MMM o:J!~OI ;)IDOUPN (q "/tA/tA/tA PP ;)UO!ZBHnsuo:JBI rod ojjoooiord I! ~
"BlSodSIl BI opuexnour
.u.ut.t (v
»sto] 0 a.laa ouos !UO!ZBW1;)lJBnuonsos ;)1 ;)S B:JlpuI
roxras !;)P dI IZZ!l!PU! ~;)lBZZ!IIlnBp .......... PP o:J!UOPPl Ol;)WnU ~l;)PIAOld II ossard IlBllS!~;)l ~ !S IIBnb ! UO:J .. ;) :ruO!ZBUllOjU!qu;)n~;)s ;)IPP BZU;):JSOUO:J BI ;)P;)!q:J1l l;)U1;)lUIB ;)l;)P;):J:JBrod BlOW;)l ;)UO!SS;)UUO:J Bun !P ;)UOlzBm~guO:J o ;)UO!ZB;)l:JB'1 (::1 onrotncuruuoo md 0 ;)lOlB~!ABUouap ~ qnU;)lUO:J!ons !B ;)l;)P;):J:JBopqtssod ~ ;)IBnb I! UO:J;)lBMljOS OlU;)IDnJlS0'1 " . . BlBU!WOU;)P'OlS;)ll;)d!.lPP ;)IBd!:Julld BU!~Bd BIPP T~n,nBp OlBnp!AlpU! ~ OSS;)~. OlBUIIDOU;)P~ 0lU;)W -O~lB OSS;)lS0nns lsoq OSS;)lSOn;)U qU;)P!S;)l 'OJOI an !lB~;)nO:J ;)I!J !P ;)W;)!SUIun (q ·!IIq!SS;):J:JB ;)lU;)WB1;)qq«IU!ZZB~BW»Bp ;)I!J !P 0lU;)W!l;)jSBll I! ;)lU;)SUO:J: .. ~oIInu ;)lU;)WB:JqBld oduroi U! ;)IBIPUOWBIB:JSns !~~BS -S;)W;)l;)A;):JU;) ;)lB!AU!!P ;)lU;)SUO:J:(B:JIU01H;)Paisod) . OAqB:JlIddB oIIO:JOlOld II ;)lUB!P;)W O;)P!A ;) mons '!U!~BWW! 'oisoi qU;)U;)lUO:J !lU;)Uln:JOP !P !uoq!W !P orrotzmjnsuoo BI oiuosnoo ;)q:J 'OlQU ntd O!Z!Al;)S II ~ :ouos l;)U1;)lUI B OSS;):J:JB,Icnrerpom !IIqBzzqqn IZ!Al;)S!;)P !un:JIV (v "!SB1Jnuonfios ;)1 Bl;)Idwo:) "l;)IIBUl
IB mrosn U! msod BIPP
l;)Al;)S
IBP !~~BSS;)ID! orauodsan
"qlp;)ds ;)l;)SS;)OUOA;)P;)q:J !~~BSS;)W! areoro ";)UO!ZBU!lS;)P roxrcs IB OUI] icurciuj UI !~~BSS;)W! ;)lB!~~B!A;)lBJ "l;)IIBUl
IB OA!llB U! msod BIPP roxros IBP !~~BSS;)m ! ;)lB:JUB:JS
"Bl!:Jsn U! msod BIPP roxrcs IB ;)U!~!l0 !P
l;)IIBUl
IBP !~~BSS;)W! orauodsan
:!P ndnooo !S dlWS
ojjoooicrd
n
"l;)U1;)lUIns uou o ;)IB:JoI romduroo pu oiuosard OlU;)Wn:J0P un OlBzz!IBns!A ;)U;)!A "Iwlq"X;)PU! ;)l;)U;)~ UI 'lInEPP Ip OlU;)Wn:J0P un olBzzqBnS!A ;)U;)!A "'1~n.lpu ";)IB:JoIoIpnb
BlB:J!PU!A10P;)lIP BIPP- 0lnU;)lUO:J II olBzZIIBns!A ;)U;)!A
B OlOW;)l romduroo IBP 0lB:JUB:JS;)U;)!AT~n,n;)U "T~n,n;)U
OlB:J!PU!OlU;)Wn:J0P
u
OlB:J!PUI;)I!J II
OlBZZqBnS!A;)U;)!A
:;)X;)" P:JUIM/WO:J";)lUU!M" MMM/j:dn q :'1~n
oiuonsos PP
l;)SMOlq
nn !P !ZZ!l!Pll! BllBq Bipu OlU;)Ul!l;)SUUPP OH;)]P.l B:J!PUI
r"'i I ~
uap aUO!SS!WSeJl
l1L€
Unita 141 Impianti TV satellitari Unita 151 ISDN Unita 161 Telefonia mobile
Prerequisiti Fisica Forza gravitazionale terrestre e. forza centrifuga.
Telecomunicazioni Vol. 1, Unita 1, 2, 3, 4, 11, 12 Vol. 2, Voita 2, 3, 5, 7
Obiettivi Conoscenze F I
F I
F
IF IF
Caratteristiche generali dei sistemi satellitari. Compooenti di base degli impianti TV di tipo satellitare. Aspetti teorici della tecnologia ISDN coo particolare riferimento all'accesso base. Caratteristiche della borchia ISDN NTl plus. Concetto di copertura cellulare e procedure generali oei sistemi di telefonia mobile. Caratteristiche di base dei sistemi di telefonia mobile antecedenti al GSM. Caratteristiche dei sistemi GSM.
Capactta Dimensionamento di un impianto TV satellitare monoutente. Utilizzo della borchia ISDN NTl Plus.
s
glU:lA:l;)ll gUO!ZlllS
onrcnrursau
I gUOIZlllS : I I I I I I I I _I
1
I I I I I I :
':lllllljj:ljIlS :lUOlZll3lUnUJ03lp
J
llW:ljSIS
".,," ·'IJ .(OpmmIOJ ~ tlPl~UI~Pl 'tlnOl tl1PP OlU~UItl~Umtl 'pUVUlUlO:J pUV tf.l1oUlo]oJ_ "3UPPV.lJ_) :JWll anop '~llS~l1~l 0IIOllUO:l ~p ~UO~ZtllSnun tlp O~Ptll tlJA oraroimonr ~ OltlII01lUO:l ~ ~lTIPltlS PP OlU~UItlUO~zunJII .rcpuodstran ntd 0 oun ~P oraiop ~l~SS~ ond ~ll1PltlS un ~(~l1odstlll 'esodsutui np) sspuods -UV.lJ onop ~ ~ItlU~~Sun Ip ollIoUI,1 ~ ~UO~Z~:l~l tl1 OUOlPUI1~d ~q:l ~ll1PltlS 1~P ~mltl~q:l:l~l -uddu ~II~P ~UI~ISU~.'1',>/U!lUMOP Ip on~p OlU~UItl~~II0:lun UOJ ~llS~l1~l ouotzms tl1lltl,un tl tlpUtlUI~l 01 'ornxcou ~ltlU~~S E oraroqtqo oiuouraumroddo ~l~Atl odop '~lI1PltlS E ~,>/ulldn ~p onop OlU~mtl~~IIO:lun UO:l O~Ptll ~ItlU~~Sun ~lI1PltlS Itl oncursan anscrroi ~UOIZtllStlUfl '~ltllm~ltlS ~UOIZtl:l~UnUIO:l ~p tlUI~lS~Sootdn un ~p uuouoduroo ~Sl~AIPI ansour T"17l'~!J tl'1 '~A~SIA~I~lO~Ptll ~ ~:l~UOPPl I1pnb orejoonred ~ ~m an '~1tl~:ll~UImO:lIUOIZtl:l~UnUIO:l~I~l Ip TUI~lSISrap oqoun rrezzqrm OUom] IlIIPltlS ~ ~lU~UItlA -rssooons ~tl:l~lU~~:lSnorcou ~p ~ O:lI~0101O~l~UI'~ltllIl~UI odu ~p ttrorzaoqdde UO:l nnrassos nnre I1~~UOI~U~ OlnAtl tlq ~ltlJ:l!JIlltl IlTIPltlS ~~p oZ~IIln,'1 'IlUtll~q1O tllIOA 0101 tl 0 ~llS~l1~l ~~:lgl~dns tlIIns oisod ruotzms OSl~A ~ tlp I:lIl~U~tlUIOln~p IItlU~~S ~l~n~UIStlll ~ ~l~A~:lp !P Optll~ Ul tll1~l tllItl OU1OlUl onranq.ro oomorucp oraredde un ~ o]v!:J!fi1.1v ;n!ll01Vs Ufl
ttt
Impianti TV satellitari
Un transponder assolve principalmente due compiti: -
-
amplifica il segnale ricevuto per poterlo ritrasmettere con la potenza necessaria; la potenza del segnale d'ingresso e dell'ordine di 100 pW-1 nW, mentre quella in uscita e dell'ordine di 10-100 W; cambia la frequenza della port ante in modo da evitare che il segnale di uscita sia in parte rilevato dal ricevitore del transponder stesso; la frequenza di uplink e pili elevata di quella di downlink, in quanta nelle stazioni di terra e possibile trasmettere con una potenza di uscita maggiore, compensando cosi l'attenuazione del percorso, che aumenta all'aumentare della frequenza.
II servizio offerto da un satellite puo essere di tre tipi, a seconda delle modalita di connessione degli utilizzatori: -
-
connessione punto-punto, quando le stazioni interessate dal collegamento sono solo due, come per esempio due centrali telefoniche 0 due stazioni radiotelevisive; connessione punto-multipunto, quando l'informazione viene trasferita da una stazione sorgente a pili destinatari, come nella diffusione di programmi televisivi (in questa caso si parla di satellite broadcasting); connessione multipunto-punto, quando viene creata una rete a stella in cui pili stazioni di origine comunicano con una sola stazione destinazione, come avviene per esempio nella raccolta di informazioni da un centro di elaborazione dati.
Un satellite artificiale consiste in un carico (payload) e in una piattaforma (platform). II carico consiste nelle ante nne riceventi e trasmittenti e nei transponder. La piattaforma consiste in tutti i sottosistemi che permettono al carico di operare; tali sottosistemi includono: .-
la struttura meccanica del satellite; il sistema di alimentazione, basato su pannelli solari e accumulatori; il sistema di controllo dell'altezza e dell'orbita e gli apparati di propulsione necessari al mantenimento dell'orbita prestabilita; il sistema di comunicazione con la stazione di controllo.
14.1.2 Dinamica dei satelliti L'orbita descritta da un satellite artificiale puo essere di tipo circolare 0 ellittico, dove in quest' ultimo caso la Terra coincide con uno dei due fuochi dell'ellisse descritta dal satellite. Lo studio che segue si riferisce a un satellite orbitante intorno alla Terra con orbita circolare (fig. 14.2). Affinche un satellite descriva un'orbita circolare di raggio r intorno alla Terra e necessario che esso abbia una velocita angolare w tale che la forza centrifuga che ne deriva compensi la forza gravitazionale con la quale la. Terra attrae il satellite. Con riferimento alla fig. 14.2, si puo scrivere quindi 2 GmM mw r=-r2
[14.1J
dove G e la costante di gravitazione universale. Poiche vale l'uguaglianza GM = gR}, dove g = 9,81 m/s2 e l'accelerazione di gravita e RT
= 6370 '103
per un corpo sulla superficie terrestre si ha Gm~ nelle due forme RT
m
= gm),
e il raggio
della Terra (infatti
la [14.1J puo essere riscritta
[14.2J
377
zt
";)10 !P ::lUO!ZnlOA!l !P opouod noo 'Y AN -'JOW OSSnl !l!IPlBS !P UUl::llS!S lUP UlUnOpU mtqro.] UllSOUl V£"PI "l19 ul ~!lUUO!ZUlSO::ll1 !l!lPlUS UO:) !UO!l1::l1 ossors ::ll1::lU::ll!q!U::lnO uou ::lUO!ZUA::lP !P 0I0l1UU OlUA::lP un UO:) '::lIUl!qlO oporrod ons PP !Zl::ll ::lnp U:)lI:) rod ::lU!pnl!lUl ullu pu !UO~::ll ardoo ::ll!ll::llUS I! ::lIp !S U] UUl::lUlO::ll1msonb :::lIU!lOlUnb::l oumd lU onodsu oP9 !P UlUU!pm u:)!H!IP Ul!qlO :ouos !IOA::lIOAU]ntd ::lHqlO ::l'J "UlU::lUlTIUUll::ll u11uP UZUUlS!P ul nrd oinanb auouoran ans ulpu ::llU::lUlUlU::llnrd ::lAOnUl !S ::ll!IPlUS l! ::lllIOU! ~o::ll1!l::ld::l 0::ll10du cmouraxtncdsu Il!U9::lP nund ::lnp U! Ull::ll ulluP UZUUlS!P ::l UUl!SSUm ul uq ::ll!lPlUS osao ourujn.isonb ur "::lq:)!H!IP 0 !lUlo:)lP ouonoren 'Ul!qlO !P !d!l !Sl::lA!P n!q!ssod ouos ::ll!IPlUS un Ip oZZ!I!ln !P odn lU ::lUOTZUPl ur
UUl!U!Ul
u
noo
"!UUU OZ-OI ms Ul!l1l1U IS ::l 'oproq U ::l1!q!U -odsrp ::llU::llpdOld PP OlU::lUl!lTIUS::l,l1UP'::lSO:) ::llHU ::ll an 'opuodtp ::llnplUS un !P U!P::lUl Ul!A U'J "::lllS::lll::ll 0IlOllUO:) !P ::lUO!ZUlS UllUP Olu:)9!pom ::l orejjonuoo crosse ond ::lllIPlUS PP OlOUl I! '~lISS::l:)::lU::lSSO]en ::lA nropmb 'oro U ::llllO "Ul!qlO,IPP oonuurorna 0l10llUO:) l! 'op -lOq U uosjndord !U ::l!ZUll1'ouoncurrod ::lq:) !A!l!sodSIP nrruroddo nl1::lp OlSIAAOld ~ ::ll!IPlUS l! nrorznqrrurcd !IUl ornsuoduroo croiod l::ld "::lluunl ::lUOTZUlnU,1'osoruuom susreo !P ezuosord Ul 'Ull::ll UIPP ~H:)U::l]S UlP]l::ld uou Ul OUOS !A oisonb an ~UUOn::l!Ull Ul ::lUlU:)!]!POUl ouossod ::lq:) tuorzaqrrurod !P rdu !lUA up OlUZU::lnuU! ~ ::ll!IPlUS un !P oiotn l! U:)!lUld UIPN "(OTpUl OI:)SU] PP UA!SS::l:):)::l ::lUO!ZUU!PU! !P nuojqord oroqqorofiros ::lAOP 'nod! rod ouorzoooa UnU]) ansarroi ::ll:)!]l::ldns Ul::llU!J anrdoo U ::llU::lpllins ::lqq::llUS olOl an ntrarsrpmbo !lUUO!ZUlS -0::ll1 !l!ll::llUS !IOS cri !P UUl::llS!S un oiuairod ~::lllS::lll::ll ::lI:)!]l::ldns UIPP % OP I! U:)l!:) ::llS::lAU! ::lq:) ,0£ oLI U uad armroda !P ouoo un oriuc ::ll!ll::llUS lUP UlSIA ~ Ull::ll ul UZZ::lllU ::lIUl ua
lUP UZZ::llIU,1cuotno
!S
.IN
uUUUOTZUlSO::ll1UlIqlO,IPP ""
"
Ull::ll
uIPP
O!l1l1Ul l! ~lquunb
OTl1l1Ul [I cuomo """"
IS S/pUl
:O!lUUO!ZUlSO::ll1::llqplus I::lP If olons ::lIUl U 0PU::lUIHOS ~m)[ OOZ ZP = oo~.l
009£" ~ PZ
= OUIOIl1/pUl UZ = (f) [Z"PI] "
::l1l::lPupuo:)::lS Ull::lU 0PU::lUOd "::l10 PZ !Ul10 oiojdmoo 01!l1 un Ip ::lUO!ZUlOl !P ~l!:)0pA nun ::llUU!Ull::ll::lPup ::lIUl crosse ::lA::lp::lUO!ZUlOl!P O!l1l1Ulons II ::l (ansorrai ::lIU!lOlunb::l oumd Ins ~O!:) ::llU::l:)U!l1)::lIUUOlUnb::l mtqro.nn ut oiuosm crosse ::lA::lp ::ll!ll::llUS II ::ll!q!ssod U!S ::lUO!Z!PUO:) ::lIUl ;;>q:)U!J]Y "::lllS::lll::ll ::l10lUA1::lSSOun U OUll::l] anradde O[lU] up ::lIUl ::lUO!ZUlOl !P OlOUl un ::llU::lAU'ouocnnsoss 0 'O!.lVUO!zvJsOiJ3 ::ll!IPlUS PP OSU:) I! cumssn UZUUllodm! ::llUI0:)!llUd
";Jllll°:>ll:> BllqJO m QI'II;JlllS
l:""l "lJ!.I
:".3
;J[IlUOIZBlIAlllii'llZJOJ
:'.J
Bii'njlljU;J:> BZlOJ
;Jj~Il;JlllS[op ;JJlll0ii'ull ~l!:>O[;JA:m llJJ;J.LllIIQP OnUQ:>[1 Q Qjl[!QjllSIlllll szmnstp
:.1
QljS;JJJQlojons JllP ;J11l[dlllSJQP llZZQlIll :1f llJJ;J.Lll[PP O!ii'ii'lll : LN ;J1IIl;JlllSPP IlSSIlW :lU llJJQ.LlllJQP usseur :W
---
~~~-----------d
~(
-
d"--
~ .• ~~
m
8LE
Impianti TV satellitari
379 Fig. 14.3 (a) Orbita di un satellite MOLNYA; (b) orbit a LEO.
Perigeo (b)
(a)
-
-
orbita circolare a bassa quota, 0 LEO (Low Earth Orbit): la distanza del satellite dalla Terra e costante e pari a un valore compreso tra qualche centinaia di kilometri e 2000 km; il periodo di rivoluzione puo essere calcolato daIIa prima delle [14.2J; utilizzando per I'altezza un valore di 1000 km si ottiene una velocita angolare co ~ 1.10-3 rad/s e un periodo 2n pari a T= - ~ 2 ore; con un'inclinazione di 90° rispetto al piano equatoriale (fig. 14.3b), w . questa tipo di orbita garantisce che il satellite copra ciclicamente tutta la superficie terrestre; i sistemi LEO sono utilizzati tipicamente per la telefonia mobile satellitare, in quanto la bassa altezza del satellite fa diminuire la potenza richiesta al terminale a terra; con una costellazione di qualche decina di satelliti LEO e possibile coprire l'intera superficie terrestre; orbit a circolare a media quota, 0 MEO (Medium Earth Orbit), anche denominata reo (Intermediate Circular Orbit): queste orbite hanno una distanza dalla Terra di circa 10000 km e un'inclinazione di circa 50°, con periodo di rivoluzione pari a circa sei ore; sono utilizzate anch'esse dai sistemi a copertura globale in virtu del fatto che con una costeIIazione di solo 10-15 sateIIiti e possibile coprire I'intera superficie terrestre.
con .nna
illite nta. che tale, elliti OL-
"
'-- Siatsionar 12 Intelsat 510/705
Fig. 14.4 Mappa dei satelliti geostazionari commerciali visti dall'Italia.
;)lUB~P;)UI oodornc
Ol~qUIB ~
iJmzo.L VS SUo!JvJlunulliloJiJT3J_
udord ~;) .tvsta.txr
S:J;)JBW 91IIglBS ~ 0puBz~{lln
Ol
Ip
·VS'tLIIBP IA~SIA;)P1OTpBJ;) ~:J~UOPl;)l ~~AJ;)S ;)J~UJol
-O:J ;)UO~ZBZZ~UB'BIO :(u01Jvzluv2.1O ~l VSlIVWNI -PP
ntd
~lrrplBS ~ '(VStI)
qBzZTIB;)J Il~IP1BS
rod £861
pu
mrruus
vsnuna
uViJdo.1n:;J) .i, lbug'BV
g:JBdS UBgdoIn'tLI
'~gJ;)B g I{BABU '~J1S;)JIgl I{IqOUI ~ZZ;)UI .rod ;)JB1~IP1BS
;)UO~zB:JIUnmo:J ~P ~Z~AJgSIgqIUOdsIp
gJ;)PU;)J ~P
-BUJglU~ gUO~ZBZZIUB'BJO:(uO!JVz!uv2.1o Ip
odoos
01 uO:J
iJJ!11iJJ_ VS iJUI.11!}IVW
~~S;)Bd OL 1 B:JJ~:JB OUO:JSIUJOJgIl" IlIIP1BS
nap
l861
pu
B1Inl~lSO:J ;)IBUO~Z
IVUO!JVU.1iJ1NI)
.LVSlIVWNI
gUOTSS~UJSBJl~P g ~A~SIAgPl '~:JruoPPl
onodsrp ;) 'BI{BHJ
IA ~;)IB~puOUJ OIlgA!I B ~JB1~IP1BS ~Z~AJ;)S;)J~UJol gUO~ZBZ~UB'BIO :(um!1.10SuOJ iJmliJJ_ VS
In:J BJl '~SgBd
rod P961
pu
001
Ip
nrd
red
·~UJ;ns~s Ingppns
I;)P ;)uOTznIoA;)JIgU
'IlUgU~lUO:J ~J;)lm 0
oqopi
;)JBJ;)doo:J ~gp
n
~P Ol~dUJo:J
oddrqrxs
oIPP
-
~~AJ;)S
ouo:JS~JgPB
B1In19S0:J gIBUO~zBUJ;)lm
IVU01JVU.1iJJNI) LVSitilNI
SUOIJvJ!UnUlUloJiJ7:;JJ_
:OUOS ~UO~ZBZ~B'BlO ~IBd~:Ju~Jd ;)1 ;)umIV
~UO~ZBZZ~UB'BIO gl10S OUB~S ~JB1I{P1BS ~glSIS In:J
-
an
qU;)AB I{BUOTZBUJglU~
OTZ~UI,IIBPms
OJglU~,I g'BIoAu~o:J ;)lTIP1BS
ciuerpour
oqo
?
gIBInlBU
;)UO~zB:J~unUJo:J Bi
·jillldjOOj
rp
ordmosq 9·trl .,1.:1
·(~·Pl
.'By) ;)IBu'BgS I~ ;)I~qBng:J:JB
1i!lqBnb UO:J ;)JgAg:JIJ B OIJBSS;):J;)U BIoqBJBd BIPP
OJ1;)UJB~P I~ 'O:JYBJ'B PP
rod 'oreotpm
~
B;)JB BumSBl:J
~m u~ lU~JdlOOJ IlBzz~I9n
ou
-os glUgUJBAIlBUJglIV . Mgp u~ BZU;)lOd gIBn'Bn ~P O~:JSBJI;)P
up
;);)uI{
nund
9~n19so:J
-lgI) JU!.1dl00 -9n
1 ~n;)p
oinucno
I opu;)un
'((B1UOJdm~»
ntd ~
~P OSB:J PN
rod
'~JBU
·gq:JIJ;)l~Jgd ou OIlgp OJ1Ug:J
rod rod rods uou
OlBP
gsmq:J
;)lugmIBJgl
~:JgBJ'B ~JBIO:JIlJBd OUBz~I
IS ruO~ZBuBA I{Bl ;)JB:JYIluBnb
-0~ZB1SOg'BqmglBS
BZU;)lOd BI
O~pBJ BPU0.IPP
-oz ;)IpU gJg:JS;)J:Jgp IB BSUglUJ
BIn11gdo:J
-SgJ;)lU~ ;)uo~'B;)J BIPP
oqo
'omrojmn
~
OI:JSBl un Bp B1BS
gq:JgBJ'BOg'B ~UOI'B;)JOUOJdo:J
oqo
Bi
·glBl~mrI
'lads
~lBUJm
-OU;)P 'IIBUOIZgJ~p ~:JSBJBZZTIB;)J'gUUglUB uO:J 0
B1BUJo'BBs
oiusureumroddo
nrd
B:JI{OqBl
-nd BUUglUB BIOS Bun UO:J 'opunnb 'opsvj!J -lnUl 0 'glI{P1BS IBP BlS~AgJ1S;)JIgl ;)~:JYJ;)dns BI
ardoo ;)q:J OI:JSBJ 0IoS un oistsc opunnb tunusdo: V crosse ond ;)1I{P1BS un
unru
'iJlvqo12
·B~IBH,IIBP IlS~A I{B~:JJgUJmo:J qI{P1BS ~gp
'L661
IB B1BUJOr'B'BB'BddBm
-glO~pBJ ~mglS~S ~;)U B1Bzz~IIln ~ ~l1IP1BS ~gp
orred
Buonq
'ooz
~()[urIuMoP
P·Pl
BI BJ1Som
.'By BI ~~A~snJJ~pIA~SIA;)I
B:JJI:J B OUB1UOUJUJB~'B'Bo,nnl B
o )[illldn
Ip ;)nBJl
gnp
;)IIgU S
oqo
sz'o
'~JBUO~ZB1SO;)'B
B:JJ~:J)~IBU'BgS~;)P
gUO~ZB'BBdOJd ~p oduroi IB oinxop ';)UOTZBSJ;)AUO:JBlpu opuooos ozzotn B:JJI:J ~p OPJB1IJ un ouo:JnpOJ1U~ (gA~S~AgplO~pBJ 0 gq:JIUOPPl ordrnosc rod) ;)ArnBJglU~ IUo~zB:JIUnmo:J ~pOSB:J ouoradda g BZZgljB Ip m)[ 008 ~£ B:JJ!:J B BJIgl
pu
~~J1SgJIgl ~UOIZB1SgIlBP
~ssy gUJO:J
BI UO:J B~UOJ:JUIS UJ OUB10nJ BIJBUO~ZB1SOg'BBllqIO 'B~JBUOIZB1SOg'BBIpnb
~ BsnJJ~p
ntd
UJ 11IIP1BS !
OSB:J oisonb
Bl!qIOJ
:03:0 uuop
U! :gIB!101Bnbg
qU;)~JlIB
;)JBIO:JJ~:JB1IqIO -
08£
Impianti TV satellitari
381
Va citato inoltre il sistema satellitare statunitense GPS (Global Position System), che con 24 satelliti permette a chiunque sia dotato di un apposito strumento di determinare le proprie coordinate sulla superficie terrestre. 11 programma satellitare italiano ITALSAT e gestito dall'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) con la guida della Alenia Spazio; in quest' ambito sono stati lanciati rispettivamente nel 1991 e nel 1996 i due satelliti ITALSAT Fl e ITALSAT F2 destinati ai servizi telefonici suI territorio nazionale.
14.1.6 Satelliti per diffusione televisiva Le bande di frequenza impiegate, in generale, dai satelliti per comunicazioni commerciali rientrano nel campo delle microonde e interessano un intervallo di frequenze compreso tra 1 e 40 GHz (fig. 14.6). I satelliti per diffusione televisiva utilizzano una parte delle bande see, indicata comunemente come banda C e compresa tra 3,6 e 4,2 GHz, e una parte delle bande X e Ku, indicata comunemente come banda Ku e compresa tra da 10,7 a 12,75 GHz. AlI'interno della banda Ku si distingue ulteriormente tra banda bassa (10,7-11,7 GHz) e banda alta (11,7-12,75 GHz). I satelliti per diffusione televisiva trasmettono can ali radio e TV sia analogici che digitali. I can ali TV analogici utilizzano la modulazione di frequenza, con indice di modulazione mf ~ 2. Poiche la frequenza massima della spettro del segnale in banda base e pari a fmax = 5,5 MHz (vedi fig. 4.18), utilizzando la formula di Carson si ottiene la seguente valutazione della banda occupata da un canale rnodulato: BWs
= 2fmax im, + 1) = 33 MHz
[14.4J
Nella pratica a ciascun canale analogico e spesso assegnata una banda di 36 MHz. I can ali radio- TV digitali sono trasmessi utilizzando la modulazione 4PSK che associa ciascuno dei quattro stati della portante a una coppia di bit (vedi par. 3.4.2). Poiche I'efficienza spettrale e pari all'incirca a E = 1,3 bps/Hz (il valore esatto dipende dal formatore utilizzato per sagomare 10 spettro in banda base), con una larghezza di banda di 36 MHz e possibile trasmettere un segnale numerico a circa 50 Mbit/s, comprendente fino a otto canali TV digitali codificati in MPEG-2 e piu di dieci can ali radio digitali multiplati con tecnica TDM. Per raddoppiare il numero di canali che si possono trasmettere nelle bande utilizzate, e possibile polarizzare opportunamente segnali che occupano la medesima banda, in modo tale che possano essere discriminati dall'impianto di ricezione; in particolare, in banda Ku vengono utilizzate le polarizzazioni orizzontale e verticale.
14.2 Impianti TV Un impianto monoutente per la ricezione di canali televisivi satellitari seguenti eIementi fondamentali (fig. 14.7): -
e
composto dai
antenna parabolica, la cui funzione e quella di captare il segnale; LNB (Low Noise Block, blocco a basso rumore); e un circuito, fissato all'illuminatore della parabola, la cui funzione e quella di amplificare il segnale proveniente dall'antenna traslandolo a piu bassa frequenza in modo che possa essere trasmesso su cavo;
Fig. 14.6 Intervallo eli frequenze utilizzato dai satelliti commerciali.
'(ojdnpun
'UlUZZUOlOUI ;UOllHI"!UInm) poojmnUi ussy ::lIU:lOjOUOUIUSSU-
:Idq en ~P arosso ond soqoqared UUU:llUU.T:lUO"!Z:l:l~lUIPP BlSIA "!P Olund IBG 'o"!:lou~q1J~P :lUO~ZUUllOjuI 0PUUI0:lUlSO :l :lA:lUuIPP :lUO~zBu"!~P,I 0PU:llOAUj 'ooonj ourud UUU:lluu.Tlu onodsu :lIB:lql:lA ntd ouorzrsod ntm 'OlU:lUIUlUnd ~P :lUO~Z:ll"!P"!P ~l~lUd U ':lUInSSB l:lSjjO BUU:llUU,I ':llOI1J1JUUI oU1Jupun1J un :llquB1B1J U :lllIO '(Q8'Pl '1JY)o:lonj ounrd UUU:llUU,Unu~ orqooods 01 oosnuqsoo :lq:l :lP~OIOqU1Ud PP U:l~H!IP U:ll"!:lll"!,Uu:lUOIZ10d nun :llU:ln:lm1 orqooods :lUIO:l UnOpB !S OSB:l oisonb UI 'JosfJo UUU:llUB,I 0pUUZZ!{B:ll 'UIOqU1Ud uIPP ornroo IB onodsu :llOlUU!UInm.T -PP ouotztsod uI ormsods !P orasuod ~ !S :llU:l!U:lAUO:lll"!oisonb araiodns l:ld 'ou1Jupun1J P :ll~nu"!~p :lUOPU:l:lUjBloqUlud uIPP :l!:lUl:ldns uuns «UlqUIO» Uj aNi-:llOlull"!UInm-OU1J:llSOS '1JU) orruoo IU :llOlUU!UInm.T :l :lIB1lU:l:l :lSSU,IIU onodsu OOTll:lUIUIIS:llOn:lm1 II UO:l UUU:llUU:lIUUIlOUnun ~ 'oumuud ooonfo 0 'ooonf ounui UUU:llUB,i
oooojq P OSU:l oisonb UI '(v8'Pl
:o:lonj
'l:lSJJO UUU:llUB UUU:llUB -
ounrd
:UUU:llUU!P tdn :lnp ouonstrnsrp !S (poJI) :llOlUU!UInw.TPP ouorzrsod ullu :l orqooods oIPP :lUO!ZUUIlOjUO:lUUB osaq UJ ':ll:lA:l:l"!l :lpU:llIII !S :lq:l !lIIPlBS I:lp nnrdiooj ~B osaq III 0lUUO!SU:lUI!P crosse :lA:lp UUU:llUU,II:lPOll:lUIB"!PI! ::lllS:lll:ll :l!:lyl:ldns uI oisoxtn O!lUUO"!ZUlS -0:l1J :llI{PlBS un up :llU:lIU:lAOld :lIBU1J:lSI! opmb uI UO:l szuoiod USSBq uI UlS!A 'ou1Jupun1J 0lUA:lP U rpumb :l 'ooqoqnred odn "!P crosse :lA:lp :llUlI{PlBS AL OlUU!dUI! un !P UUU:llUU,i
'uucm md U :lIUU1J:lSOSS:llS oT !pqun:l:l:lU :llOUITIl :l ouorzenucue UO:l :llUlS!UIS 0PU:lAOP !SS:lTdUIO:lntd UlO:lUU OUOS nnzzqanrrao nuerdun lTD ':l:l:l 'l:lX!UI 'uoramm -UIO:l :lUIO:l uossoooa qU:lUOdUIO:l ouazzrpm 'OTdmnUI aNi UO:l 0 'US:l:lS!P lp U:lll"!IUSS:llS BT UZZ!pln :lq:l ansorrci o :llUlI{PlUS :lTBU1J:lSUO:l O!dUI:lS:l rod '"!SS:lIdUIo:l nrd nuerdun !ID
'(DIVJS UlI:lSn ns 0 szucnbaqotpar U Bl!OSn ns) :llOS!A:lPl IUP 0lUH:lO:lB :ll:lSS:l ond :lqo :lTBU1J:lS un mdmo :lUIO:l 0pU:lAB '(uaiduo I{UU1J:lS rod) :lUO!ZUld!lO:lP:l (I{Bl!1JrpI{UU1J:lS rod) UOUlP0:l:lP :lIUTIlU:lA:l!P :l cuorzujnpourop "!P 'B"!UOlU!S!P uU:lnb ~ :lUOIZUnj InO uI ':lIBlI1J"!P0 OO~1JOIUUU ':llOlIA:l:l!l l! ::llOl!A:l:lTl IU aNi,I :llU1J:ln0:l !P uU:lnb ~ :luo!zunj "!TIOuI C;L U trad UOIlS"!1:lnU1B:l Ip :l auotzunuaun csseq U ',.L JlS oam 0lUmUIOU:lp ':lIBI:l:lds :lIB"!ssuoo OAB:l -
'u
nzucpcdun
.LYS DAB;)
'alllj!IlajllS Al ll:JljOqllllld auusiuv
lad oiuomouour OjUllld1II1
L·"l .'!:I
-
-
--
----
--
383
Impianti TV satellitari
Fig. 14.8 (a) Antenna primo fuoco e (b) antenna offset.
(b)
\ \
" Profilo del paraboloide \
\ \ \
S1
.elISO
the no Jili do
,
L'antenna fissa monofocale e un'antenna con un unico illuminatore che, essendo puntata verso un certo satellite, puo ricevere i segnali provenienti da detto satellite 0 al pili, se le condizioni sono favorevoli, dai satelliti imrnediatamente adiacenti. Per .ampliare gli orizzonti satellitari delle antenne fisse si puo sfruttare il fatto che un riflettore parabolico puo riflettere anche i segnali di satelliti adiacenti a quello primario, sebbene i relativi fasci vengano concentrati in punti diversi dal fuoco della parabola. Dotando quindi la parabola di pili illuminatori (con relativi LNB) opportunamente posizionati, si realizza l'antenna multifeed in grado di ricevere segnali entro un angolo maggiore di quello di un'antenna monofocale. I sistemi multifeed pili diffusi sono quelli a doppio illuminatore (dual feed), utilizzati in particolare in Italia per ricevere con un'unica parabola da 80-120 em i satelliti Astra (19,2° Est) e Hot Bird (13° Est), che, tra analogici e digitali, radio e TV, possono offrire oltre 200 canali in chiaro, cioe gratuiti. L'antenna motorizzata dispone di un sistema meccanico che, pilotato dall'utente, consente il puntamento della parabola su tutto l'arco dei satelliti visibili; il meccanismo e alquanto complesso dato che, non trovandosi l'osservatore all'equatore, l'orbita geostazionaria viene vista come una linea di forma semiellittica (vedi fig. 14.4). Le antenne motorizzate sono dimensionate per la ricezione del satellite pili debole, e in Italia hanno dimensioni di 120 em per Ie offset e 150 em per le primo fuoco, se in banda Ku, mentre si arriva oltre i due metri per le antenne in banda C. Il puntamento delle antenne paraboliche fisse avviene mediante la conoscenza degli angoli di azimut e di elevazione. II primo e l'angolo presente, nel piano orizzontale, tra l'asse della parabola e la direzione Nord, mentre il secondo e l'angolo presente tra 10 stesso asse e il piano orizzontale (fig. 14.9). Note la longitudine del satellite e le coordinate geografiche del luogo di installazione, e possibile calcolare mediante opportune formule gli angoli di azimut e di elevazione. Tuttavia nella pratica si utilizzano apposite tabelle, tanto pili che, dopo un primo puntamento, l'esatta posizione dell'antenOvest na va determinata in via sperimentale con piccoli aggiustamenti. L'angolo di azimut si misura con una bussola e un goniometro, mentre l'angolo di Nord elevazione si misura con un inclinometro, costituito dall'insieme di un filo a piombo e di un goniometro.
Fig. 14.9 Significato degli angoli di azimut e di elevazione.
Est
'IIN'1-;)lO)l!ZZIll!]od-:llO)l!UIUmmo:J:JolII
Ol·tl·'1.:1 'q:J)IMS OAI)l!pl (q) ;) P;);)J 11!na (v) n·tl·'1.:1
(q)
'.
(v)
.
.
, ""lii·
--
..
'-fl'
.,
~
'::J10l!A::J:)!1lBP ::JlU::J!U::JAOld(ZH 09 B OUOl un ::JlU::JUlBl!I0S)0PUBUlO:) !P ::JlBull::JSun B ::JSBq Ul IIN'1 onp top oun BUOTz::Jl::JS oqo '(ql CPl 'llg) Bl!:)sn,un ::J !SS::JlllU! onp ::JlU::JABq:)llM.S oun Bzz!Illn !S (vll'Pl 'llg) p::J::J]pmp OlUB!dU1! un U! O!dUl::JS::Jl::Jd '!I!q!uods!p IIN'1 !Sl::JA!P!::Jp ::Jl!:)sn ::J!lBA::Jl an OSS::JlllU!un BUO!Z::Jps ::Jq:) '1.{JI!MS ::Jlu::JrnB:)Il::Ju::JllOlBU!UlOU::JP 'orormnururoo un ::J1BzZlllln O!lBSS::J:)::JU ~ p::J::J1!lInrn !rn::JlS!S!::IN
'U ~L !P Bl!:)sn !P ezuopcdurr.tm ::J "'lIP 09 - -7- OZ- !P nnosn Ip ::JlBull::JS l::JP o Il::JA!l un 'lIP 1'1 -7- L'O B ired oroumr Tp BlTIll!] Bun 'lIP 09 -7- Ot' !P OUllBpBnll un OUUBq !IBnllB IIN'1 !lO 'O::Jp!A ::JlBUll::JSPP BS::J:)S!PBl .rod orasn lYS OAB:) OSS::JlSOl OUBzz!Illn ::J::J10l!A::J:)!1lBP OUOllU::JAOld ::JUO!ZBlnUlUlO:) !P IPUBUlO:) I B!S IIN'1,II::JP ::JUO!ZBlu::Jrn!IB,l B!S '(::JlBlUOZZ!lO ::JUO!ZBZZ!lBlOd rod A 81-~r '::JlBJlll::JA ::JUO!ZBZZ!lBlOd rod A rt-zt) ::JnUllUO:) !UOlSU::Jl ::JlUB!P::JUl ::JU::J!AAB ::JUO!ZBZZIlBlod BlPP ::JUO!z::Jl::JS BI anuour 'ZH){ ZZ B OUOl nn !P OZZgUl 19d gUg!AAB upuaq BlIgp gUOTZgpS El BUllOU !G 'gIB:)!llgA 0 glBlUOZZ!lO gUO!ZBZZIlBlod noo '(ZHO szzt-z'tt) ElIB nptreq U! gq:) (zHO t-z'ot) assnq BpUBq U! B!S n)l EpUBq U! !IBUllgS gl::JAg:)!l !P OPBlll Ul 'iJ/vs..liJa!un ojjonb ~ IIN'1 Tp osn]Jlp ntd odn II 'BIlBU!ll!lO szucnbaq BIlB gIBUllgS lBP OlBSlgABlllB crosse oqqanod uou ::JIBnb I! 'l YS OAB:) I! oiuutpotn ::llOl!Ag:)!l IB OSSgUlS -an crosse nssod oqo gIBl OpOUl UJ '(ZHW 0~IZ-0~6) t(JuiJnbiJ..l:! iJIV!PiJUl.liJIUI IS..l!:! BlBU!Ul -OUgp ozuonborj !P BpUBq BIIgU OSSglS OI aruroxuoo Ip g BUUglUBJIBP glUg!U::lAOld glBUllgS gIoqgp I! glB:)g!ldrnB !P orucurextucdsu nrduroo T OUUBq !IBnb ! '(..liJl..liJauO;) iJS!ON M07)
zt
IN'1,I g (..liJl!ndw.V iJS!ON M07) YN'1.! ~O!:) g 'rqooojq gnp U! OlBlTIllTIllS ~ IIN'1,'1 '!:)!lSgliOP nuerdun !IllgU !Ul!ss!snlJlP '(BdOlTItJ U! IlBZZ!lB!:)lgrnUlO:) Bq Il nnnrd 19d gIP !UO:)lBW-BllBW gIBTIllB BIl::JP gUlOU IBP) «!UO:)lBW» mgpP!SO:) ! OUOS !A glOlBZZ!lBIOd g ::J10lBU!Ulnm !P IlBlOP IIN'1 !Ill Bll 'gSlgA!P ~O!ZBZ -zrrejod IlUgAB 'li'g !IBUllgS ! oloI Bll craredos Bp OpOUl U! BlBlTIHnllS ~lrABa Bun g:)gAU! ~ glOlBZZ!lBIOd I! ~B:)!IoqB1Bd BUUgluB,lPP '(8'91 'lBd '1 'loA !piJa) BqUlOll B glUgUlIBlgUgll 'o:)!sg glOllgIIo:) E ~ glOlBU!UlnmJ gq:) OUlB!PlO:)QI '(Ol't'1 'llg) glUBlllglUJ sired ans Bun ::JUlO:) ::J1Blgp!SUO:) Bp ouos tpmnb g 'IIN'1,Ilgp BSSglS umnruis BIPP oirad OUUB] Ilugrngp gnp !Ulilln usonb 'ISB:) !gp aired glO!llllBUl BIPN 'glOlBZZPBIod IB g glOlBU!Ulnm,IlB omorsm OlBIlBlSUl ~ oqo 'IIN'1,IlBP OlIO:):)Bl gUgrA o:)on] ons pu BloqBlBd BIlBP OSSgml gIBUllgS II
aUO!ZB:J!UnWO:J !p !walS!S
Impianti TV satellitari
14.2.3
385
Ricevitore
Il ricevitore di un impianto TV satellitare puo essere analogico, digitale, 0 adatto contemporaneamente alla ricezione di entrambi i tipi di segnale. Il ricevitore analogico ha il compito di sintonizzarsi su un determinato segnale FM e di demodularlo; il ricevitore digitale oltre al compito di sintonizzarsi su un determinato segnale 4PSK e di demodularlo, svolge la funzione di demultiplazione, e cioe di estrazione di un singolo canale che deve poi subire l'eventuale decriptazione (se il ricevitore include il decoder) e la decodifica MPEG-2. In entrambi i casi il ricevitore present a il segnale di uscita sia sulla presa SCART che su un'uscita IEC a 75 Q a radiofrequenza. Un ricevitore dispone normalmente di almena tre uscite SCART, per la connessione con il televisore, il videoregistratore e il decoder esterno. In alcuni casi puo avere due ingressi per l'antenna, il che puo eliminare la presenza della switch negli impianti dual feed; a volte ai due ingressi sono associati due stadi di sintonia indipendenti, di modo che risulta possibile vedere un certo canale e registrarne un altro. Se predisposto per la TV pay per view, il decoder e dotato di modem fonico da utilizzare per la richiesta di abilitazione a ricevere. La fig. 14.12 rappresenta, come sintesi dei concetti sin qui esposti, 10 schema di un impianto composito terrestre-satellitare dual feed, dotato di ricevitore sia analogico sia digitale. Fig. 14.12 Schema di un impianto terrestre-satellitare dual feed.
Antenna Antenna VHF UHF
LNB dual pol/dual band
SCART
RF: segnale a radiofrequenza FI: segnale a frequenza intermedia
SAT digitale
-lB1B:)
ezucpodun
::11B:)!J!ldillB Ip ~ ;}uo~zunJ
"::1lOFA;}:m
olons
ntd
';}UU;}lUB nrd 'opunnb ,..
trsd
BUU;}lUB :~IBlU::1illBPUOJ qU;}ill;}P
ouordoo
noo
B
B:)qSP::1l
OlBU~illOU::1P '::1IBI:)::1dS
B 0IOPUBISB1l BUU::1lUB.JIBP ;}lU::1~::1AOld::1IBU'B::1S ~;}IBU'B;}SE
BII::1nb ~ ::1UOIZUnJ ~n:) BI ,. ~m BI'
~lBlm::1lBS ~A~S~A;}Pl!IBUB:) Ip ;}UO~Z;}:)~lBI
IB ~UOlZB~lBA ::11;}lB:l!J9uBnb
;}l{:l!JB1'B0;}'B~UOl'B;}l UO:l
ordoo
~U "
~P ::1 ::1UO~ZBnU::1nBBSSBq B ,....
::1IBISSBO:)OAB:) ~Bzu::1nb;}lJ BSSBq
E
Blpnb
oisodmoo ~
Ill;}P I:l!JB1'B BIPP
'::1lBlI~1
~:lSBJ BZZlIB;}l BIOS Bun Bnnl
rod
urqoonred
rod
anndeo
~P
qU;}n'B;}S rep
oiumdun
oiuomouour
oUBzz!llln
un
(:J
~S O~PBl BZU;}lOd
'~lBUO~ZBlSO;}'BqIJI;}lBS ~P OSB:l PN
::1l{:) ,..
0 BlBillO'BBS
IlBU~OU;}P
oiuouraururoddo
0 '::1FIPlBS
;}l{:l O~:)SBJ OIOS un ;}lSIS;} opunnb
'
'!IBUO~Z::1l~P
noqoqered
IBp BlS~A ;}llS;}ll;}l
.
BUU::1lUB
;}I:l!Jl::1dns BI
;}l;}SS;}ond ;}~IIPlBS un
(q
onap ~ ;}IBu'B;}S un ;}IPP
~P
olllou~,1 ;} ;}UO~Z;}:)11BI ouonomrod
;}ill;}~SUl:1 :..
E ~.
';}l~IPlBS
B BpUB~l
BlllB,un
~P onap ~P onop
oqo ::1FII::1lBSPP
OlU;}illB'B;}II0:) un
;}IBU'B;}SI!
01 'omxaou
.
oraroqejo
Olu;}mB'B::1l1o:l un
;}llS::lll::1l ::lUO~ZBlS Bun
IB anotnsan
;}lBl!lPlBS
crruetqoocredda ;}llS::111;}l ::1UO~ZBlS
noo
oiuoureumroddo
;}l::lAB odop
UO:l O~PBl ;}IBU'B::1Sun
::1UO~ZB:l~UnillO:l ~P auroists
;}l~IPlBS un
(v
UI
:~SB1J ~lU;}n'B;}S ;}I Bl;}ldmoJ
ill">! 00001 - 03.W tn 00001 - 03.'1 ill 000 PZ - 03.0 - 03.W Ul">J OO~- 03.'1 ill">!0001
.ojons
IBp BZZ::llIB BA9BPl
;}
mtqro
odn
~p
"Bl!qlO,IPP
~UO~ZBI:)OSSBcnorroo
Bll
::l BZZ;}lIB.JPP
0IlOllUO:l
;}I B:l~PUI
~P auroisrs
I~
.rcpuodsuun
I
c::::u 00 [IJ [IJ [LJ
I~ c::::u 00
E [IJ
";}UO~ZBlU;}~IB ~P uuraists "l::lpuodSUBll
~BP ;}lBZZ~Eln ;}UU;}lUB::11
[IJ
eUO!Z8:J!Unwo:J!p !WelS!S
9se
Impianti TV satellitari
Indica se Ie seguenti affermazioni sono vere
0
false motivando Ia risposta.
a) II segnale trasmesso da una stazione terrestre a un satellite
e
b) c) d) e)
detto di uplink. La diffusione di programmi televisivi via satellite e di tipo punto-punto. L'orbita descritta da un satellite deve essere necessariamente circolare. Un satellite non geostazionario puo essere caratterizzato dal suo footprint. L'antenna offset e pili verticaIe, a parita di puntamento, di un'antenna primo fuoco.
OV
OF
OV
OF
OV
OF
OV
OF
OV
OF
Rispondi ai seguenti quesiti in un massimo di dieci righe piu Ie eventuali figure.
U !J
Discuti Ie caratteristiche generali di un sistema di comunicazione satellitare. Descrivi Ia struttura generale di un impianto TV satellitare monoutente.
387
~~
NOSI
roqooed "'0
oisai !p !;311llss;)W
(v)
11IlP oucissrurserj,
llIuod 'IZIA1;)Stau B1IlI;3;)jUJ alaI (q) a OIZIAIas un Il Illll::JJpap alaI (v) Ip Illa::Juo:)
-':·5-': ·11.,. rqrm'llgpu Blg!UUW U! glUZZ!r~gl 19d UlUmnnllS UlInS!l gq:J 'USSglS glgl UIPP gq:JqS!lgHmU:J gIlUP glUlIWq glUgUlUS!:Jgp !UO!ZUlSgld g l?lqunb uoo gUg!AAU oisonb 'gUO!ZUWlOjU! Ip tdu !SlgAIP glU110dSUll Ip OPU1'll Ul !SU:J IUmlU U! U!S UOU O!Z!AlgS un U U1U:JIpgp :;'I1gl nun gq:J 'glUlgug'll U! 'gl!P ond !S nou as gq:JUV '(vr~l ''llg) pup gUO!SS!WSU11UI 19d ~Z·X onoqooad !P gUOIZU1nUIlllo:J U 9g1 gI 'U!U0j UIPP oirodsnn l! 19d gq:J!UOPPl nor gI 'oisoi !P !'ll'llUSS:;'IW !P 0lUgUl!lgjSU11 II 19d gq:Jgul'llgIg1 9:;'11 gI OdWg1 IgU oreu QUOS [so:J ~0!Z!A1gS 0IoS un !P gq:J9S!lgHU1U:J gIlU gsuq U! glUgWUlU:JgI:Jgds glUHg'llOld !P1 !P ~O!:J g 'oizuues un v alv:JIPap ~la./_!P gUO!ZUZZ!lUg1ul glUU!pgW UnUjSIppOS U1UlS ~ ouorzuoturunoo Ip !ZIA1:;'lS!P aisorqorr U[ odmoi allow 19d mo Ul 'IUOIzU:J!UnUlo:Jgp1 glPP U:J!lOlS guO!ZnlOAg.Ilu OlUgW!lgjIl glUJ gAgp IS ~z~a./_as ieu vJV.l2alu~ alal !P ouoouco l! cropucrduroo 19d 'U:J!lgWnU glUgWIU101 arasso !P OnUj l! 19d U!ZUg1gj]!P !S opmb UIlUP 'U:JIUOPP1 glgl g[UUO!Z!PBll UIlgp gUOIznloAg gIUmlUU Ul ~ (!Z!A1gS IgU U1Ul'llglU! g!U1!'ll!P glgl ''>!.I0MlaN Ivn21 saJ~a.las paW.l2alu/) NaSI glgl WI
a
389
ISDN
solo il servizio base per cui e nata. Per esempio le applicazioni come il fax 0 la trasmissione dati, pur possibili nell'ambito della rete telefonica commutata, risultano penalizzate dalla scarsa banda passante di quest'ultima, dimensionata sulle caratteristiche della comunicazione vocale. A difTerenza di una rete dedicata a un servizio, la rete ISDN e caratterizzata dalla possibilita di usufruire di un gran numero di servizi in maniera flessibile e qualitativamente superiore (fig. 1S.1b). II fatto che la rete ISDN sia l'evoluzione della rete telefonica tradizionale puo essere compreso considerando che quest' ultima, almena nei paesi pitt sviluppati (tra cui l'Italia), comprende una rete di giunzione completamente numerica, in cui si fa uso della segnalazione a canale comune cess 7 (vedi vol. 1, par. 12.4.1), che consente aIle centrali di scambiarsi le informazioni di segnalazione mediante una rete a commutazione di pacchetto. Una rete numerica di questa tipo, rappresentata in fig. 15.2, e indicata come rete digitate integrata nelle tecniche, 0 IDN (Integrated Digital Network). La difTerenza tra la rete IDN e la rete ISDN, introdotta in Italia nel 1994, consiste nel fatto che in quest' ultima anche la rete di distribuzione e digitalizzata, con tutti i benefici in termini di prestazioni, affidabilita e integrazione dei servizi che cia comporta. II fatto che in una rete ISDN l'intero collegamento utente-utente e digitalizzato comporta l'introduzione, nel segmento utente-rete, di nuovi aspetti relativi all'adozione di protocolli di trasmissione, di interfacce standardizzate e di un opportuno metodo di segnalazione, In particolare, una centrale ISDN deve essere in grado di conoscere il tipo di servizio richiesto dall'utente chiamante, dato che tale informazione determina comportamenti diversi della rete (per esempio la fonia e i dati vengono commutati rispettivamente a circuito e a pacchetto). Quanto detto sin qui eben riassunto dalla definizione di ISDN data dall'ITU-T nelle raccomandazioni concernenti l'argomento: ISDN e una rete, in generale evolvente da una rete telefonica digitale integraia nelle tecniche IDN, che fornisce connettioita numerica end-to-end supportando un'ampia gamma di servizi, sia [onici sia non [onici, a cui gli utenti hanna accessa tramite un limitata insieme di interfacce utente-rete multifunzianali standard. L'evoluzione della rete ISDN dalla IDN telefonica implica che le tecniche di trasrnissione, commutazione e segnalazione adottate dalla IDN costituiscano la base anche della rete ISDN. Da questa punto di vista la rete ISDN non deve essere vista come una rete alternativa Fig. 15.2 ,"", I
/
:
,--, ,-------------------
.. ..,
~- '- _ Rete di segnalazione
--__ cess 7
__.:
I
." ~,
""'"/(fl
:
~
R,. M'''IDOrio",
...... ~
Rete digitale integrata nelle tecniche.
~P ;)l:U
ouroo opunnrujs 'oimorto
~P ouorzemururoo
~B:)~UOPPl NaI BI orrodsan B ;)UO!SS;)UUo:) BUn Tp onqurajjou -
:!UO!ZBJn'B!JUO:) ;)ll U! OlBZZ!TIln ;)l;)SS;) ond H ;)IBUB:) un 0:):);) 'qBp ;)UO!SS!lllSBll 'B!UOPPlO;)PTA 'XBJ '(ZH OOOL -7- 001) "?l!lBnb BllB pe B~UOJ ';)IBUllOU B!UOJ rod OlBZZ!I~ln ;)l;)SS;) ond ;)IBUB:) E OlUBll;)d °HlqqBdlllO:) NaSI HBU~llll;)l ~P ossossod IT! OUB~S nuom H'B ~q:)Jnd 'S/1!q:>Y"l79B trnd B1JD Tp uzucnborj B ouorzuoqddu TSB!sIBnb rod 0lBZZ!EW ;)l;)SS;) ond ;)q:) OATSS!lllSB11ossnu un ;)UO!Z~SOdSTPB ouam H ;)IBUB:)un °S/l~q:>y"1790 91 ~P BA!SS!lllSBll ~l!:)BdB:) uoo '(;)UOIZBIBu'B;)S ;) 11Bp 'VIVa) a iJlVUV;) ~S/l!q:>y"179!P BA!SSTUlSBll "?IT:)BdB:) uoo '(01l0dsBl1 Tp '.liJ.lViJH) H iJlvum -
:NaSI IIBUB:) !P rdn ;)np IlIU!PP 'S/1!q:>Y"l79B !ssnu
rpumb ouog O;)UOIZBIBU'B;)S BI rod ;)IBUB:) ousoddn un 0puBzzqqn NaSI ;)1;)1 BllBP ;)lBllOdSB11 ouos onrcm Tp !UO!ZBllllOJUT ;)'1
;)lUB!P;)lll
uszt
°lBd lPiJa) Wl V ns ;)lBSBq ;)UO!ZB1nlllWO:) !P ;)q:)!U:);)l o !Sl;)AIP !AISSTUlSB11 IZZ;)W "?l;)ZZ!lqn Bwqln,lS;)no o(NaSI puvqpVO.lH) NaSI-H 0 v2.lVl vpuvq V NaSI B1!U~PP ~ (s/FqO 1-S/1!qW 001 !P ;)U1PlO,IPP) ;)A!SS!WSBll "?l!:)OPA ;)W!SS!HB ;)1~l;)llOddns ;)q:) NaSI ;)1;)1 BJn1nJ BI anuour '(NaSI puvqMO.l.lVN) NaSI-N 0 VUiJ.lIS vpuvq V NaSI Bl!U!PP ;)q:mB ~ 'S/l!q:>y "179B HBUB:) ns B1B.SBq ';)lU;)lS!S;) NaSI ;)l;)l B'1 O;)lO!l;)dns B1F.:) !P sznonban B ossnjj oorun un orrruusoo .rod qB'B;)l'B'BB ;)l;)SS;) otrassod S/l!q:>y "179B !IBUB:) nrd ;)q:) oisrxord ~ ;)S ;)q:)UB 'NaSI ;)IBnllB,ll;)d ;)l!urrr un oostruusoo OlS;)no 'S/l!q:>y "179B 1:)!l;)lllnU !ssnu ns BSBq IS NaSI ;)q:)UB '(zH:>Y 8 B tred oiuaureuordnmo !P eztronborj uoo o:)!uoJ ;)IBU'B;)SPP llq ono cr/v ;)UO!Sl;)AUO:) BllBP IlUBA!l;)p) S/llq:>y "179B touotnnu !ssnu ns B1BSBq ~ NaI BI ~q:)!Od
ns
°L SS:):) ounuroo ;)IBUB:) B ;)UO!ZBIBU'B;)S!P oicr BI 'NaI T{Bl1U;):);)1omoo 'ouszzqnn ~(:)BdBn BT{Bn U!) oncqooad !P ouorzamunnoo B ~Z;oX ;)1;)1 BI uoo ;)lB!:):)BJ1;)lU! OUOS ~NaI B:)!UOPPl ;)l;)l BI uoo ;)lB!:):)B]l;)lU! OUOS ~IlU;)ln q'B UO:) B:)!l;)lllnU "?lIA!n;)UUO:) BI oreuoddns ~P OpBl'B IT! ;):):)BJ1;)lUI;)ll;)P ;)lBlOP ouos HBllU;):) ;)lUB!P;)lll
aumjnisanb
:(£S1 0'By) ;)q:)IlS!1;)llB1B:) TlU;)n'B;)S;)llBP qB:)OI !P ;)UO!ZB1'B;)lUI,Un otnoo oisonnrd eur 'B:)!UOPPl Blpnb B
°NaSI :J]-ellU:J:J sun Ip :Jlp!lSl1:Jll-el-eJ
£·Sl·"1.:1
N.LSd ll:JruoPI:Jl :Jl:J~
NaSI ;)1-e:JOI -;)[CllU:JJ
LSSJJ
OlUO!Z8:J!Unwo:J !P !WOllS!S
06£
ISDN
~ nell'ambito di una connessione a commutazione di pacchetto, sfruttando come rete di trasporto la rete X.25; ~ nell' ambito di una connessione semi-permanente, In CUI esiste una connessione diretta tra gli utenti mediante linee affittate dal gestore. Un canale D ha il compito di trasportare la segnalazione relativa a un certo numero di can ali B. A seconda del numero di canali B da servire sono definiti due tipi di canale D: ~ canale D a 16 kbit/s, per la segnalazione relativa a due canali B; in questo caso, poiche il canale D e sottoutilizzato, 10 si puo sfruttare anche per la trasmissione dati a commutazione di pacchetto; ~ canale D a 64 kbit/s, utilizzato esclusivamente per la segnalazione relativa a 23 0 30 can ali B, e indicato da alcune fonti come canale E. Oltre ai canali BeD, per Ie applicazioni che necessitano di pill alte velocita trasmissive sono definiti canali H (High bit rate, alta frequenza di cifra) ottenuti aggregando pill can ali B. I canali H possono essere utilizzati per l'interconnessione di LAN, per la trasmissione dati ad alta velocita, per la trasmissione di musica Hi-Fi (banda fino a 15 kHz), per teleconferenza e servizi video. I can ali H pill significativi sono: HO, costituito dall'aggregazione di sei canali B, con velocita trasmissiva pari a 6 x 64 = 384 kbit/s; HI0 e Hll, non utilizzati in Europa, costituiti rispettivamente da 23 e 24 can ali B, con velocita trasmissiva complessiva pari a 1472 (23 x 64) e 1536 (24 x 64) kbit/s, compatibili con il multiplo PDH T1 Nordamericano e Giapponese (1,544 Mbit/s, cedi par. 8.2.1); ~ H12, costituito da 30 canali B, con velocita trasmissiva complessiva pari a 30 x 64 = = 1920 kbit/s, compatibile con il multiplo PDH El Europeo (2,048 Mbit/s),
15.3 Dispositivi e punti di riferimento Le raccomandazioni
ITU-T riguardanti ISDN definiscono dei raggruppamenti [unzionali grouping), che in sostanza sono dispositivi fisici aventi ben determinate funzioni e interfacce. A tali dispositivi corrispondono dei punti di riferimento (reference point), i quali ifunctional
definiscono il tipo di interfaccia presente nei punti di interconnessione. I raggruppamenti funzionali definiti sono (fig. 15.4):
s,
~ NTI (Network Termination 1, terminazione di rete 1): e il dispositivo connesso alla linea ISDN proveniente dalla centrale, e svolge le funzioni di livello fisico (livello 1 ISO/OSI) che permettono il corretto utilizzo del mezzo trasmissivo. Dallato centrale deve utilizzare la codifica di linea opportuna nonche inserire le inforrnazioni di temporizzazione e allineamento dei canali B multiplati. Dal lato utente deve svolgere analoghe operazioni (rna la codifica di linea e diversa), supportando configurazioni multipunto e regolando l'accesso ai canali da parte dei terminali richiedenti. Nei due casi di accesso ISDN a 2 0 30 can ali B tale apparato e indica to rispettivamente come Network Termination e Line Termination; ~ NT2 (Network Termination 2, terminazione di rete 2): quando presente, tale dispositivo e connesso in cascata all'NI'I e svolge le funzioni corrispondenti ai livelli 2 e 3 del modello ISO/OSI (Data Link e Rete). In pratica e un dispositivo che esegue, dal lato utente, operazioni di commutazione e concentrazione per permettere a molti terminali di accedere alla rete. Nei sistemi telefonici l'NT2 e costituito da un centralino, 0 IPBX (ISDN Private Branch Exchange, centralino di diramazione privato), mentre per le reti LAN puo essere costituito da un router 0 da un analogo apparato; ~ TE (Terminal Equipment, dispositivo terminale): e un terminale di utente da collegare alla rete ISDN tramite un NTI 0 un NT2. Sono definiti due tipi di TE: TEl, e cioe un terminale progettato per ISDN e quindi collegabile direttamente all'NTl 0 all'NT2,
391
~(v~'~1 'ijg) ::ll::ll!P ::lUO!ZBU!UI1::ll BIlB olBij::lIlO:)::lIBU!UI1::ll alas un uoo 'otund-oiund a 'r)J1
1m
'v l un ;J lill un B1l NaSI uou BQ:JBJ1;JlU!,UnUlU;JS;J1ddB1:(
-
-
:-I;"~l ''ilg U! IlU:)!PU! 'OlU;JUI!l;JJ!l!P
uund nuonsos ! !Fu9;JP au as 'qrug;Jp !luuo!zunJ uuoureddnrsaer ! UO:JBzu;Jpuods!110:J uI 'NaSI Ip ojpnb ;J ;)d pp O!'il'ilBnijUIII! Bll ;J10lBnUpB Bp ;JijunJ ;Jq:J(aSfl 0 ;JIB!l;JSsuod ns OU1;JlS;Joxnrsodsrp OijOIBUUun 0) Bp;Jq:JS airsodde.un BZZ!I!ln!S;)d un ;J1;Jll::lUUO:) rod ;J11U;}UI 'v/o » o/v ;JUO!Sl;JAUO:J!Pruotztmj o] upnpu! ;Jq:J Vl un ;J1BzzH!ln O!lBSS;J:J;JU ? £0 XBJun a lNSd rod UI;JpOUIun 'o:J!'il0luUB OUOPPl un ;J1BzZ!l!ln rod OldUI;JS;Jrod ~OlBZZ!Pln lill [op oogtoods ? Vl II 'NaSI ;JlBUB:)un !P ;Jl!nlJnsn sssod oUI9In,lS;Jnb ~q:JuYJu lill ;JIBU!UI1;Jlun ;J llN,1 0 IlN,1 U1l oisodroim ;J1;JSS;J;JA;Jp;Jq:J OlU1BddB,1? :(;JIBU!lli1;Jl!P ;J10lUnBpB '.I
apWIWl;Jllp aroreuape :VJ. NaSI UDU a[llu!Ullal :Z:3J. NOSP[llUTUll;J1 :T3J. ISOIOSI £-z: D[[;JA![ rp IUDIZUnjUD:J;JlaJ !P aUOIZllU!Ull;Jj:Z:J.N ISOIOSI I D[[;JA![ tp IUDIZUnjUD:Joiar Ip aUD!ZllUlUJJaj: UN fl
(q)
n
J./S
'Z:J.N UD:J (q) a Z:J.N szuos ;JUOlZllln'Byuo:J Ul (v) OjU;JlUIl;JJ!l !P uund ;J ![llUD!ZunJ lIU:lUJllddrullllll~
(v)
""Sl
"":1
(a)
Fig. 15.5 Interfaccia S in configurazione (a) diretta e (b) a bus passivo.
I(TE~~~A)I-I----~,-----EJ :S
(b)
NT Terminatore
-
:s
configurazione a bus passivo, 0 punto-multipunto, in cui si possono collegare fino a otto terminali in parallelo (fig. lS.Sb).
II bus passivo e cosi denominato perche non contiene ripetitori, e puo ospitare sino a otto terminali di tipo TEl 0 TE2 + TA. II bus inizia dalla terminazione di rete e finisce su una resistenza di chiusura, che realizza l'adattamento della linea impedendo le riflessioni.
15.4 Tipi di accesso Attualmente, in Italia, sono disponibili due tipi di accesso alIa rete ISDN: -
-
accesso base, 0 BRA (Basic Rate Access): e no to anche come 2B + D in quanta mette a disposizione dell'utente due canali B a 64 kbit/s e un canale D a 16 kbit/s multiplati con tecnica TDM, con velocita di trasmissione complessiva netta pari a 144 kbit/s. E molto diffuso nelle piccole organizzazioni in quanta con una spesa minima iniziale si ha un raddoppio delle linee telefoniche e la possibilita di accedere a tutti i servizi avanzati ISDN. La trasformazione dell'impianto e molto semplice in quanto l'accesso base utilizza nel tratto utente-centrale il medesimo doppino a due fili utilizzato in campo analogico (fig. lS.6a); accesso primario, 0 PRA (Primary Rate Access): e nota anche come 30B + D in quanta mette a disposizione dell'utente 30 can ali B e un canale D tutti a 64 kbit/s multiplati con tecnica TDM, con una velocita di trasmissione complessiva nett a pari a 1984 kbit/s; il flusso trasmissivo tra NT e centrale include 64 kbit/s per la temporizzazione della trama per una velocita trasmissiva lorda di 2,048 Mbit/s, equivalente a quella di un multiplo PDH El. L'accesso primario e utilizzato tipicamente dalle grandi organizzazioni per interconnettere centralini telefonici di grandi dimensioni, reti LAN, 0 sistemi di videoconferenza; puo essere utilizzato inoltre da un Internet Service Provider per consentire l'accesso a Internet ai propri utenti. Oltre ai can ali B, sono supportati i can ali HO e H12 neUe combinazioni SHO+ D e IH12 + D. Data l'alta capacita trasrnissiva, l'accesso primario richiede la posa tra l'utente e la centrale di cavi a quattro fili a pili larga banda rispetto al doppino telefonico (fig. IS.6b). Fig. 15.6 (a) Accesso base;
(b) accesso primario. (a)
(b)
(Sfl!q~ 09 I) prreqx 08 B 0 I HZ A£/1\-
S/llq~ Z61 B OI.IBU1;)lOpn;)Sd
A__-ll-,..-J-'---rt- 0
£/A A
0:,
,,
11!J gnp B ourddop
lJS:,
,,
!lY ornanb BB;)U!l
'asBq ossa:xm,llau IAISSIUlSllll lssnld LOSt O'!:I
'OlSO::>ollB :) BIUO]B~P 'orlJlJBllIY ~p nnojqord rod NOSI UI :)UOTZB::>qddBOlBAOll Bq UOU OP01:)Ul oisonb ':)::>~IdUl:)s:)lU:)Ul{Bnn:)::>uo::>:)u:)qq:)S ':)UO~SSIUlSBll Ip ~su:)s :)np ~:)U ~SS:)UlSBll l{BUlJ:)S~ 'ouorzn] -npoUl :)lUB~p:)Ul 'gSl:)AIP optraq UI :)lB::>OUB,Ipu :)lS~SUO::>ozusnbsu] lp ouoIswIP B B::>~U::>:)l B'1
ezuanbau
!p ouorsvqp e eo!uoel
'O::>:),p :)UorZBU:)::>UB::> :) Bn:)(plOJ UO::>:) odmoi ~p :)UorS~AIP B 'Bzu:)nb:)lJ ~p :)UO~S~A~pB :~lU:)l:)]]~P :)q::>~U::>:)l :)11 uoo 0lB1U01J -]B :)l:)SS:) ond BUl:)IqOld :)IBl ~:)lU:)lS~S:):)ld ourddop E :)lU:)ln,UB :)IBllU:)::> BUBP 0PUBZZITTln :)UO~SS~UlSBll~p ~SlgA :)np ~:)U :)lU:)UlB:)UB10dUl:)lUO::>:)l:)n:)UlSBll ~p nurojqord I~ rprnnb :)lJlOS 'NOSI OlUB~d~ un ill lNSd oiuatdtm un Tp :)UO~ZBUllO]SBll BI rod ~AB::>txonu Ip nsod BI aqqaroqoqdun :)11" OnB] E 19d 'B1BzzqBl:)U:)lJ Blg~UBUl U~ :)EqB::>9Bld :)uo~znlos Bun :)::>STn19SO::> non ':)lBqmls~p g :)qlJunI 0lloUl :):)uq noo ozuain .rod :)UlO::>~lBl0::>~llBd ~SB::>u~ B1BzZq9n 'B::>~U::>:)l Bls:)no ':)uo~ssrUlsBll Ip ~Sl:)A onp ~ .rod I::>~UOJ:)Plnnddop gnp :)lBz~Eln Ip ojjonb :)qq:)lBS HZ odn ~p ~IBUO~Z:)l~p~qtououmu l{BUB::>:)lBZ~IB:)l rod :)::>l{dUl:)Sntd BUl:)lS~S II
a+
'ZlIN UI OlB::>~pOJ gIBUlJ:)S IB onodsu % O~ pp BpUUq !P :)uorznpp Bun :)lU:)SUO::>'(S/1Iq){ 091) Bl~::> ~p uzuanbaij BUB onodsu (pnnq){ 08) :)uO!ZBIBUlJ:)s ~p ~lI::>OpA BI OpUUZZ:)Ul~p 'cqo '(8'£'L .red IPon) OIHZ :)::>!po::> BzzITTln IS :)IBllU:)::>olBI IBO 'B1BUlglIB ~l!lBIOd B !AllBlJ:)U 0 IAI1~Sod rsjndun ouopnodsuroo Ol:)Z Bl]!::> BUB crnrour ':)IBUlJ:)S !P BZU:)SSB opuodsuroo T Bln::> BUB gq::> OnB] E rod :)::>SIlglJTPgIBTIb IBP '(tYL 'lBd !pon) IWV,UB :)EUl~S orreurciopnosd B:)Uq ~p :)::>!po::>un Bzz~Eln !S !IBU~Ullgl olBI IBO '(C~I 'lJY) S/1!q){ 091 :) Z6I B oiucurextucdsu rrad ouos (n B!::>::>BJl:)lUI):)IBllU:)::>olBI :) (.LIS m::>::>B]l:)lU~) ~IB~Ull:)l ore] :)Plol gAISSIUlSBll ~l~::>0I:)A:)'1 'S/1!q){ 17171~p OH:)U ossnu IB cnodsu OlBA:)P nrd ~ l{BU!Ull:)l :) IN an :) :)IBllU:)::>:) IN an O!lBU~q ossnu I! 'ouorzezzuodurci BUB :) :)UO~ZBZZIU01::>~SBUB ~lBSS:)::>:)U~Allun~lJlJB nq tp BZU:)S:)ld BIPP nsnao B ':)SBq OSS:)::>::>B,IPN
n
aseq ossa:>:>v S·S-.: 176£
395
ISDN
Tecnica a divisione di tempo
81-----------------11
1
Ct;g~e
Nella tecnica a divisione di tempo, detta anche ping-pong 0 burst (a raffiche), i flussi A B binari nelle due direzioni vengono memorizzati nei due term inali connessi per esdaA aB da B adA sere trasmessi in pacchetti a velocita pili elevata (e quindi compressi nel tempo) alTrasrnissione "TraSU1I$sione ternativamente nelle due direzioni. Con riferirnento alia fig. 15.8, si ha che tra la ~--_ Rieezione in B :-----Ricezione in A trasmissione dal terminale A e la trasmissione dal terminale B deve intercorrere TI2 un tempo di guardia ~ pari al tempo di propagazione T, pili un ulteriore intervalPeriodo T 10 necessario allo smorzamento dei segnali riflessi. Poiche pen) it tempo di propagaT.: tempo di guardia zione e proporzionale alla lunghezza della 7;: tempo di propagazione linea, si ha che per linee lunghe diminuisce il tempo a disposizione per trasmettere i pacchetti e quindi e necessario incremenFig. 15.8 tare la frequenza di cifra effettiva, cosa che a sua volta fa aumentare l'attenuazione e la Tecnica diafonia. In conclusione questa metoda, utilizzato solamente in Giappone, e semplice, rna a divisione di tempo. adatto per linee brevi. Tecnica con forchetta e cancellazione d'eco
La tecnica conforchetta (0 circuito ibrido) e cancellazione d'eco e la soluzione prevalentemente adottata per risolvere il problema della trasmissione bidirezionale su due fili. Tale metodo, schematizzato in fig. 15.9, prevede la separazione dei due flussi trasrnissivi mediante una forchetta a larga banda. La separazione pen) e perfetta solo idealmente, mentre nella pratica esistono componenti di eco dovute allo sbilanciamento della forchetta e alla presenza di discontinuita nelle caratteristiche della linea. Tali fenomeni vengono limitati da un cancellatore d'eco, costituito da un circuito che ricava in maniera adattativa, e cioe modificando in tempo reale i propri parametri, la relazione presente tra segnale trasmesso e segnale ricevuto, essendo cosi in grado di sottrarre le componenti d'eco da quest'ultirno segnale. Fig. 15.9 Tecnica con forchetta e eaneellazione d'eeo.
TX-+-____,...l----, Doppino
d'utente :
~-Ul-_____. :4 fili
}---'---RX :2 fili
: 4 fili
NT!
TX:terminale trasmittente RX: terminate rieevente C: eaneellatore d' eeo B: impedenza di bilaneiamento della forehetta
Attacco di centrale Segnale ', rieevuto pill eeo
I
+I
Forehetta
J
.. I I I I ···1d:7a7 , _h
_
I
__;_j
I I I I I I I I I I zg;)1BUIl::Jjlq8 7a7 I
I
t
I:
a ~IBUB::JI~P O::J~tp l!q :3 a ;)IBUB::J PP I!q:a OIU;)WB;)U1I1B tp uq :7 ilUlWIl.IJ!P l!q :d smq'l Z6 T f- sri O~Z UI nq 8t? IN f- tIl aumrj, I I I I I I I I I I HPlllull::Jjlq8 7a7 I
t
II II III III II I UPIBUll::Jl!q8 Nd7a7
.. I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I ···1d:7a:3 zg~lllnll::Jl!q8 s a s IIPIBUB::JI!q8 no» ,
I
,
tIl
f-
I
'
I I I I I I I I I I T8~IBUB::Jl!q8 't jlqZlp , OplB11~ __: / ,
s:
t~:
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I zg~lllull::Jl!q8 NdVa:3 UPIBUIl::JI!q8 7d:,
lN BWIlll
'Om~U::lAAB ossa ::lq:) OSB:)pu '::l 'nrorsqjoo ::lI::llBl!m!I Ip odoos ooqdnp I! B!qqB oqo nrnpcoord Bun msrxard B!S ::lq:) OllBSS::l:)::lU~ oiuauod ~::lUOISmO:)Bun B:)q!l::lA !S '::llU::lmB::lUB10dm::llUO:) a ::lIBUB:)P orezzqun Ip OUBlU::ll!JBU!illl::ll md 0 ::lnp =s ·mq!uods!p fl IJBUB:)::lnp !B OSS::l:):)B.[ ::l1::l1Ip auorzatmnrai BIIB ::ll::lp::l~:)p rod orazzqtm ::lU::l!A::lq:) 'a ::lUO!ZBIB~::lS!P ::lIBUB:)pp BS::llUO:)!P ::lUO!ZBnl!SBun noro IS 'HBU!ml::ll ntd 0 onp qB~::lnO:) OUOSJ)S snq Ins opuBnC
Lis snq Ins '1lluil;)S mp Ilwllll 01'51 ·li!.:I
·BSS::lmOmb ~ ~l!:)!ldm::ls rod ouorzunj mo BI 'O!ZlAl::lS !P l!q !llIB 'a ::lIBUB:)IB !IBU!ml::ll !lBA !::lp OSS::l:XJB,J::llUBJnP !UO!sqyo:) lJlq!Ssod ::ll ::ll::lAIOSll rod qBzZ!pln OUO~U::lA::l '(OrS;1 .~g !piJa) msoddo ::lUO!Z::ll!PU! qnA::l:)!l a l!q !::lp o:)!~OI ::llOIBAOSS::llSOJ OUU"EqlIq H"E1~tll +-IN ::lUO!Z::ll!P"EJpu oIoS nuosord 'ooo !P l!q ornanb ~S/l!q)[ 91 =00017·17 "E und "ElF,:) !P azucnborj UO:) 'a ::lI"EU"E:) I"E!Aq"EJ::ll1Iq ornanb ~::lJuuu:)lU~O rod S/lIq)[ 179= 00017· 91 B trad U1F,:) !P azucnborj uoo 'fl ::lIuuu:) unosuro U !Aq"EPl l!q one !P rddruf onp ~O OUOllJ"EAqU::lmul!"E 'oiuouretotrapq OlS::l!q:)!l ~ UOU cs (::lIUUll::lS!P uzuassa) 1 ouollIuA 7 lIq ! ~!101umloJS"E11uoo lJBIT!m1::ll!::lp oiuouretddooou !P osao pu nncjqord ::lllnp01lUl oqqanod unuquo:) onrouoduroo ::lJ"En1U::lA::l,Un oqo OlUP '::lIUUll::lSpp o!p::lm ::l10JUAI! 0IInu aroucnraur lp ::luo!zunJ "EI ouuuq l!q HUl :olU::lmU!:)uul!q !P 7 llq ~umB1l O!ZlUl ouroo "Eln!:)souo:)!l ::lU::l!A::lUO!ZUIO!A::lIUl ~::llU::lP::l:) -ord "EmU1l UII::lP osjndun oUl!l!n,II"E ouodsu ::lUO!Sl::lAU!,n::lpUIOll::l1uIPP ::lUO!ZUIO!Auoo (O:)!llOJ 01::lZ) oxnrsod osjndun un OSS::lmS"E1l::lU::l!A:(llU!mu1J !P nq) euran OIZ!UI !P d nq :llU::lm::lp qU::lnll::lSlUp msoduroo ~ "Em"E1lBIOllU!S lUllO ·!do:)s rstoord U::lq rod "E1UIOIA::lU::l!A~l!l"EIOd !P ::lUO!Sl::lAU!,IPP"EIOll::l1"EJ::lllOA B ~UlUU1::ll!U~l!lUIOd uoo !Aqull::lU 0 lAIl!Sod ISJndmI ouOPUOdS!llO:) 0 o:)~oJ ::l10JUA JU ~::lI"E~::lS!P UZU::lSSU::lPUOdS!llO:) I O:)lllOJ ::l10JUAIU :::lIOll::l1uucnsos ::lIanodsu ::lIWV oorpoo IU ::l1!Ul!s~ Ol"EZZ!JIlnU::lU!I!P ::l:)!po:) J! ::lq:)UPlO:)!l !S ·IN,IIuP nucnrcxord curari ::In::lp ::lUOIZ::l:)!lunu ::lS"EqIT! ::luo!ss!m::l nudord uI arezzuodtuoi !P til lU ornuosnoo rod 'til +-IN ::lUO!Z::lJIpBn::lU "EmUl1 "EnU onodsu l!q ::lnp U ::llU::lP -UOdSIllO:) oduraiPP UlUP1U1!1~ IN +- til ::lUO!Z::ll!PUn::lUUUlU1l "E'l ·S/l!q)[ Z61 = 00017·817 B und ~ ~P10I U1Jl", Ip ezuonbaij "EI anuour
'S/::lmUll 00017 =
01 ·OS;Z "E rrad ~ opuo:)::lS
9-
I
un U! curan !P 01::lUlnU J! 'a ::lIuuu:) I! o fl !JBUU:) ::lnp I WGl U:)!U:)::lluoo onroiur ons IU qUId!l!nm ::lp::lA::l 'sri OS;Z !P UlBJnP uJ "Eq ::l l!q 8P opuorduroo nuran uun:)suD ·OrS;1 ·llg Ip "EJnnTIllS "EJ uo:) '::lmU1l UI Ul"EZZruBlllO ~ .L/S snq Ins ::lUO!SS!UlSU1luI o:)!sg 0II::lAlJ V
ISDN
di al
397
FrameLAPD (a)
t t t
D D D D
D
D D
D D D D D
D D
...
48 bit
(b)
01111110 010! 1100...
111111000010111111110...
01111110 01011100...
11111 010000101111101110 ...
<,
-:
100101001111110 1001010 01111110
Bit di stuffing
di risolvere la contesa del canale D. La procedura utilizzata si basa sui fatto che la segnalazione sui canale D utilizza un protocollo di linea denominato LAPD (Link Access Protocol on the D channels, che, essendo derivato dall'HDLC, mantiene la struttura del frame di quest' ultimo (fig. 15.lla). Come nell'HDLC, la sequenza di flag e 01111110 e viene utilizzata la tecnica del bit stuffing (fig. 15.11b) per impedire che tale sequenza sia presente casualmente all'interno del frame; questo significa che un frame di segnalazione non puo contenere pili di sei cifre 1 consecutive (sequenza di flag), ovvero che se un terminale sta colloquiando sui canale D con la terminazione di rete non possono essere presenti pili di sei impulsi nulli di tipo D consecutivi. La procedura per limitare e risolvere Ie collisioni opera nel seguente modo: -
-
prima di accedere al canale D, un terminale ascolta il segnale sui bus e conta il numero di cifre 1 consecutive presenti sui canale D. Se nessun terminale sta utilizzando il canale D, il numero di cifre 1 consecutive puo essere maggiore di sei, mentre cio e impossibile se il canale D e utilizzato. Quando il terminale rileva una cifra 0, resetta il conteggio, mentre quando rileva un certo numero (maggiore di sei) di cifre 1 consecutive tenta di accedere al canale D. II numero di cifre 1 da contare prima di trasmettere puo essere impostato con valori diversi nei diversi terminali, in modo tale da definire delle priorita; per risolvere Ie possibili collisioni si utilizzano i bit di eco. Quando un terminale inizia a trasmettere sui canale D, ascolta contemporaneamente i bit di eco che transitano nella direzione NT -> TE. Se i bit di eco coincidono con i bit D appena trasmessi, il terminale continua a trasmettere perche non rileva collisioni; in caso contrario, poiche vi deve essere qualche altro terminale che sta utilizzando il canale D, il terminale interrompe la trasmissione e riprende il conteggio delle cifre 1.
15.5.4 Borchia NTl Plus In Italia, al momenta in cui e redatto questo testo, l'accesso ISDN e di competenza esclusiva di Telecom Italia, che fornisce all'utente l'accesso base installando presso la sede di utenza una terminazione di rete, comunemente denominata borchia, che risponde al nome di NT! Plus. L'NTl Plus mette a disposizione dell'utente un bus S per l'allaccio di terminali nativi ISDN e due interfacce R per l'allaccio di terminali progettati per la comune rete telefonica (telefoni analogici, fax G3, modem «analogici»), consentendo di allacciare fino a otto terminali sui bus S e fino a tre terminali su ciascuna delle linee analogiche (fig. 15.12). Gli adattatori di terminale pre senti a monte delle uscite R convertono la segnalazione telefonica can selezione decadica e a toni multifrequenza, forniscono la codifica AjD e decodifica DjA dei segnali scambiati con i terminali, e consentono ai terminali analogici di usufruire di un insieme di servizi avanzati; tali interfacce possono essere pro-
Fig. 15.11 (a) Protocollo LAPD per la segnalazione sui canale D; (b) bit stuffing: sequenza originaria e sequenza dopo 10 stuffing.
'B:J~UOPFll ;)IB11U;):J BIlBP ;)lU;)~U;)AOld ;)UO~ZB1U;)UlqB;)Fl1 BIFlP BZU;)S;)ld BI 'OS;):J:JB opunnb 'B:J~pU~ '«[1 ·.~nmlNI» Bn~l:JS BI UO:J 'OSSOl a3:'l E ~B:J~ln;)Fl ;)1;)1 BIlBP ciuotuoxord ;)UO~ZB1 '« A OZz;» BWl:JS BI UO:J ';)PlgA a3:'l U -U;)UlqB.IFlP BZU;)S;)ld BI 'OSg:J:JB opuanb
'B:J~pUl
:snId IlN,IlBP BFUlOJ gU01ZB1UgUl~IB rp odn E oUBIBU'BgS ;)q:J a3:'l gnp unoscrd ouos mq:JlOq BIFlP gIB1UOIJ oired BIlnsJpl'~l ''By) O:J~'B0IBUB0 NaSI OUOPFl1 un lp Ozz~I~ln,IlB cincurexrucdsu onofiuodsrpord gq:J «q/a» ;) «S)} ;)Jn1~:J~p ;)I ouoPUOdSUIO:J qrqtssod ruorzrsod ;)np glIB ;)AOP '«D"M3:W3:)} BWl:JS BIlBP OlB:JlpU~ 'B~q:JIOq BIlB OUl;)lU~ glOlB1nUlUlO:J un ~P OZZ;)Ulrod Ol~Uy;)P crosse ond BZU;)'Bl;)Wg ~p OSB:JUl ;)lBz~{Tln up gIBU!Ullgl
II 'O:J~'B0IBUB OUOPFl1 un B 0 NaSI OUOPFll un B ';)IB11Ug:J BIlBP glU;)~U;)AOld BZU;)'Bl;)Ul;) !P gUO!ZB1U;)UlqB,un B ;)~ZBl'B 'm'BlgUg gl~UlOJ ond snId IlN ';)lgl ~P m'BlgU;) rp BZUB:JUBur !P OSB:J uI 'qBp ! ouonotnsun ;)q:J rry ornanb mp Blmls~p B;)U~I Bun OSl;)ABIUB B1ISUBll NaSI ~IBU!Ull;)l !gp ;)U01ZB1U;)Ul~IB.Icnucur ';)IB1lU;):J BIlBP gU;)rAOld opuanb ;)U;)~AAB;)UlO:J ';)IBU'B;)Slp ;);)uq ;)SS;)lS ;)Ilns m'B'BB~A!:Jr'B0IBuB lUOPFll !gp ;)UO~ZB1U;)UlqB,'l '(NaSI rIBU~Ullgl orncnb B ouy g !:Jr'B0IBuB qBU~Ullgl ~ rnru) qBUlUll;)l ~ ;)lB1U;)Ul~IB 19d B~S OlU;)UlBUO~zunJ OSSglS ons U rod urs ;)UO~ZB1Ug~IB ~p B:J!lU;)P B!'Bl;)Ug,I BZZ!Uln snId IlN mq:JlOq B'l
t~lB!:J:JBJlg1U~)T:JI'B0IBUBqBU!Ullgl !P OlUgWB'BgIlo:J U rod '«ZqIZB)} ;)
B OUgllSO:J B!S NaSI
B
qBUlUll;)l gnp
'snld UN unplOH &loSt "ff!:I
'.LIs
oroumu U! ouos o snq Ins 0IgUBIBd Ul glB'BgIIO:J ouos osord gnp ;)I ~NaSI !IBU -nnror !P OlU;)UlB!:J:JBIlB.I rod '«S)} BJnl!:J!P BIlBP glB:J!PU~ 'qod ouo B f"M csord ;)np ~A OZZ B gUO!ZBlUg~ oddBl1SI1UB OAB:JBSSBdun -
[ [-f(j asa.ld ?IOS\{
~v-
-B.IPP
OAB:J E
S; 1,.-f(j
asaJd
rod
,
:(£r~I ''By) unaurojo uuonsos I glO!l;)J -U! oired ans BIpu B1U;)S;)ld 'oiuanoo !P esord Bun lp ISS;)ld !;)U B1BIlB1SU! rptrmb BA ;) ;)1;)1 !P gUO~ZB1UgUl~IB!P BlISS;):J;)U gq:J 'nrqoroq B'l 'BzugnbglJ~lInUl gUO!ZgpS B OUOPPl un ~P ozzotn
oAu::mssud
rod '~UO~ZTIllSI~P onorqq E optronxos ';)lBururBI'B
£"0
annuaurojddns ul1:lUons
NaSI
'snld UN 'P 'IUTIlUllal 'P nnurrci TIl "\1llJuuOIzun.:r c:t"St "ff!:I euotzeotumuoo !P !W8lS!S
86£
ISDN
399 Fig. 15.14 NTl Plus: vano connessioni e predisposizioni.
LED rosso LED verde Premere con un cacciavite per rimuovere iJ coperchio Presa U (doppino)
Interf. U 220V
\
Prese alb interne
D
EMERG BUS
II
Come visibile in fig. 15.14, accanto al commutatore per la selezione del terminale di emergenza e presente un secondo commutatore, dove alle due posizioni possibili corrispondono le diciture «COR» e «EST». Tale commutatore si riferisce al tipo di bus S utilizzato, relativamente alle seguenti possibilita di configurazione: -
bus corto: e possibile utilizzare sino a otto terminali comunque disposti su un bus la cui lunghezza massima e compresa, in dipendenza dal tipo di cavo utilizzato, tra 100 e 200 m (fig. lS.lSa); bus esteso: e possibile utilizzare sino a quattro terminali collegati negli ultimi 50 m di un bus la cui lunghezza massima e compresa, in dipendenza dal tipo di cavo utilizzato, tra 400 e 1000 m (fig. lS.lSb). Fig. 15.15 Configurazione a (a) bus corto e (b) bus esteso. (a)
100+ 200 m
(b) SOm 400+ [OOOm
I
;}Ilns
"B~Ill;}U;}
:~lq"BpOID
;}ll
;}:>Smq~lls~p ;}q:> 'VUlSVJuvj U~ ;}llU;}AA"B
ond
~~rBp I;}P ~P~llU;}:>;};}~I aU01ZVJuaUl!lV ;}q:>U"B"BH;}P '[SJ auo1zvJuaUl?/v -
oqo 'q"BlI!ID1;}l ~;}P;}UOIZ"BlU;}UJq"B,I rod ;}l"Bzzq9n
;}l;}SS;}
ouossod
q"Bl;}l"BIoiddoo ;}I ;}llU;}ID '~UO~Z;}11P;}np ;}IpU q"Bull;}S~ rod ;}l"Bzzq9n ouos q"BllU;}:>orddoo ;}! ·(L ts r .1lg) «OA!l"BU1;}H"B»oun ;}
«ourojord»
oun '~pOID ;}np U~ osard ;}Il"B!SS;}UUO:>;}l;}SS;}ouossod
!AU:>! 'NV!
0l!qum
tag) ;}UOll"BUl ;} ("Hg-A\.) ;}UOllUUl-O:>U"B!q:17 ~(o) ;}Pl;}A ;} (0- A\.) ;}Pl;}A-O:>U"B!q:£ ~(O) 0~:>UB1"B;} (0- A\.) 0~:>U"B1B-0:>U"B!q :z ~(g) nIq ;} ria- A\.) njq-oouerq :T
U! ;}IDOJ
nrddoo mddoo B~ddo:> -
srddco -
:~lOI0:> qu;}nll;}s !"BP ;}l"B:>!fllU;}P~orddco oruanb B 'oroucdns 0 Z "B~101l;}lB:> !P d.Lfl ;}l;}SS;}ouossod IA"B:>! anuour 'qod OHO "B~17-f"H odn PP OUOS !lOH;}UUO:>I ·NV! Ol!qUlB ~ 9"Bzzq9n !lOH;}UUO:>;} IA"B:>!SS;}lSqll "BZzq!ln NaSI 0~1l1l"B[q"B:> II
·~10~1;}dns onnrndsu ~P ~UT1l1"BUl ouos P ;}lU;}SS"B~ msodsu BIl"B OHB:>S 01 ;}S ;}llU;}ID 'olnUTID ;}q:>I"Bnb B ;}lO~l;}JU! lnO-;}U1Tl un orersodun ;}U;}IAUO:>UOU
msodsu BIlB Oll"B:>Soun oisrxcrd ~ ;}S :;}UO!Z"BJJ~l"Bl ~P ~l~IBpoID ;}Il"BP opucdtp lnO-;}U1Tl PP Bl"BlTIP BI "B:>9B1d BIPN ·~lU;}~U;}AUO:>U~ rrajoonred "BZU;}SOSSBq OHOUl ;}q:>U"B;}UO~SS;}uuo:>S!P Ip rno-oum un amisodun ;}IIq~ssod ~ '(opuooos PP ;}U~Pl0.I -jop) ;}EqBlTI:>SB1l cmoureouard ~ ;}UO~SS;}uuo:>BI rod "BS;}HB
·NOSI ;l B:lIUOPPl B;lUTIns ;lAlssrmSBll lll!:J0pA BIl OlUOIJUOJ
9t"Sl
"lI!.:t
~P oduroi E ;}q:> Ol"Ba ·;}UO~SS~UlS"Bll ~P ~l!:>0pA BIl;}P ;}UO!ZBl ddd'1W (~P[llUB:J un) -ranuoo Ip ;}SBJBIPP BZU;}SSB,Irod "B~S"B;}U~Iu~ ~l!:>0pA ;}10~1l NaSI NaSI -ll"BUl "BIrod "B!S'roruoj ID;}POUl !BP "BlBZZ~ElnBIl;mb B onodsu nprdar ntd oijotn ~ NaSI OlU;}Ul"Bll;}Ilo:>~P ampeoord "Bi ·;}I"BU;}Scuod "Bun ~P OZZ!I~ln,IlBp Bl"Bl!UlII ;}lU;}ID;}llOJ ~l~I"BPOID;}IBl ;}q:>O~AAO~ P;} ~lqBpOID ;}IBl uoo ;}gqq"BdUlO:>B~S .roprxord PP BT:>:>BJ1;}lUT.[ ;}q:> OUBSS;}:>;}U ~ dddiJ-\LIl;}P ;}l~TI1J -nsn orciod l;}d ·(B~ddop ~ ;}UO~Z"BJJ~lBl BI ;}q:>U"B;}lU;}IDIBlTI1"BU) ;}SBq OSS;}:>:>"B,IPP fI q"BU"B:> I tquranuo 0PUBzz~Eln S/l!q)f 8Zl "B ~Sl"Bll;}IIO:>~P ;}ll;}ID1;}d oqo '(JJJ '>/U!7!Jlnw) dddiW ~lqBp -OUl "BI oreuoddns ~P opnrf U~ OUOS 9U;}:>;}1 NaSI !lOl"BH"BP"B qll tutu '9~:> B ;}11IO ·(9TSI .1lg) %££ PP ;}:>OPA ntd "BlIns~l S/lIq)f 179 B NaSI OlU;}IDBll;}Ilo:>un ;}q:> "BA!l;}P;}U 'S/lIq)f 817 ~"Buouodns ~ll:>0pA B OUOH;}UUO:>!S ;}lU;}IDB1"Bl'S/l~q)f 9~ "B craoruruuoo ~P ;}lU;}U1["BIZU;}lOd 0p"Blll u~ .md '~Hn nsonb ;}q:> Bl;}P~SUO:>IS ;}S ~!:>~UOJ ID;}POID ~;}P~l!:>0pA ;}IIB onodsu ;}10!1;}d -ns ciuourpqrsuos ? NaSI ;}UO~SS;}uuo:>Bun ~P ~l~:>0pA Bi ·;}UO~ZBInpOUl;}p-OID Ip ;}UO!Z"Bl;}doBun:>IB "Blmll;}S;};}U;}~A UOU OS"B:>oisonb U~ oiuanb U! uudordnn ~ ;}UO~ZlUg;}P ;}I"BlBUl 'NaSI «ID;}POUl» Il~U~pp ;}l{OA B ouos Od rod NaSI UOl"BH"BP"BqO ·(~l~un oqopmb "B rrad ;}lOH"BJ un Ip "B:mq u~ ossnu IB orotrcdns ;}l;}SS;} ond Jd ;};}lOlBllBPB nn ossrqj g rpmnb ;} !lBP cnotssorduroo "BI orairoddns !P opars U~ ~ 'I:>~UOJID;}PO~ T;}IDO:>';}I"BU!Ull;}l!P ;}lOl"BllBPB,I ;}q:>onrosard "BllU;}lrs) S/l!q ! arodns uou ~lI:>0pA !TI:>"BI';}IB!l;}S mrod "BI;}lBzzqqn uou ;}I~q!l;}Pld ? 0 ;}IB!l;}S mrod BIlB ;}l;}H;}UUO:>Bp OU1;}lS;} OA9!sodsTP un B~S 'ossrqj !P !UO!ZBl!ID~I Bq uou oiumrod ;};}l;}l Tp BP;}q:>S"Bun ;}UlO:> OA9B1;}do BID;}lS!SIBP "B1STA;}U;}~Aoqo 'Jd IB ;}lU;}UlBU1;}lU~ ;}l!l;}SUTup BP;}q:>S"Bun "B~S;}l;}SS;}ond ;}lOl"BHUPB,i ·NaSI ;}I"BU!Ull;}l!P ;}lOlUllBP"B !P OlBlOP I"BUOsl;}d un ;}lU"B!P;}IDiourciu] B OlU;}UlBll;}IIO:>I~ ;}lU;}SUO:>NaSI ;}SBq OSS;}:>:>B,!
'asn
oozsrr
romdmoo
8UO!ZB:J!UnWO:J!P !W8lS!S
OOtl'
ISDN
401
Coppia 3
Coppia 2 "
Coppia3
,
Coppia 1
Coppia4
Coppia 2
Coppia 1
Coppia4
1234567 8 W-G G W-O BL W-BL 0 W-BR BR
Alternativa
Preferita Vista frontaJe della presa
-
alimentazione PS2, che utilizza i pin 7 e 8 per la distribuzione deIl'energia, mentre i pin 1 e 2 non sono utilizzati; alimentazione PS3, di scarsa applicazione, che utilizza i pin 1 e 2 per la distribuzione dell'energia, mentre i pin 7 e 8 non sono utilizzati.
15.7 Servizi alIa
La rete ISDN mette a disposizione degli utenti innumerevoli possibilita di comunicazione grazie ad altrettanti servizi. L'ITU-T ha definito in ambito ISDN tre classi di servizi: -
bearer services (servizi portanti); teleservices (teleservizi); supplementary services (servizi supplementari).
15.7.1 Servizi portanti I servizi portanti sono servizi che realizzano diverse tipologie di trasporto dell'informazione tra utenti, che sono utilizzate dalle varie applicazioni (cioe dai teleservizi) in relazione aIle diverse caratteristiche che tali tipologie offrono (fig. 15.18). L'ITU-T ha defmito 12 tipi di servizi portanti, tra i quali i pili irnportanti sono:
sulle
1) connettivita numerica a 64 kbit/s, definito dall'ITU-T come 64-kbps unrestricted, 8-kHz structured, dove si evidenzia che il servizio, essendo completamente trasparente, e senza restrizioni, e che il flusso di 64 kbit/s e strutturato in ottetti inviati con la frequenza di 8 kHz; puo essere utilizzato da qualsiasi applicazione tra utenti ISDN che richieda 64 kbit/s, come fonia ad alta qualita, videotelefonia, fax G4, ecc.; 2) fonia, defmito dall'ITU-T come 64 kbit/s, 8-kHz structured, usable for speech information transfer (utilizzabile per il trasferimento di informazioni vocali); e un servizio che, pur essendo numerico a 64 kbit/s all'interfaccia ISDN, all'interno della rete puo essere realizzato
Fig. 15.17 Assegnazione delle coppie per cavo UTP.
-uraniord
'!SS;)lS TIUU!lUl;)l !;)P ;)UO!ZBlU ;)lUU!P;)lU ;)lU;)ln,ITBp Bl!UY;)P ;)U;)!A !IBU!lUl;)l !Sl;)A~P ! UO:) ;)uo!ZBl:)oSSB,I ;) '0101 !l;)lUnU nmoja ;)lU;)ln,IIB ~I~q!uods~p ;)PU;)l ;)lOlS;)ll osno oisonb u~ ~;)suq ~P ~IBU~lUl;)l ~B ~Sl;)AIP ~l;)UInU ono U OU~S ;)lB~:)OSSB Ip ;)lU;)SUO:) ;)IP O~Z~Al;)S
an ~Aqm;)SUm OSS;):):)B un
r.
un ~ olUqln,lS;)no ·O.loUAnUmnUlI~ ~ qUUSS;)l;)lUI nrd ~;)P oun ~IBnb ~ Bll 'NaSI ;)l;)l BIPP rrdord umuomojddns IZ~Al;)S!A~nB ouos '(":):);) 'qBUOIZUUl;)lU~ o qBnH;)llS~Pl;)lU~ oreurerqo ;)IPP ;)UO~ZBppqBS~p ';)IBllU;):) UI u:)~UOPPl B~l;)l;)lB;)S 'US;)HB U! BlBlUU~:) ';)ll B ;)UOIZBSl;)AUO:)) ;)IBUO~ZIPBll B:)~UOPPl ;)l;)l Blpu ;)q:)uu ~A9lB qpnb U !q'30IBuB otrers ~lUlU;)lU;)lddns ~Z!Al;)S ~;)P ~umIu orrcqqog ';)UOUB:) un !P Olu;)lUBllBd I~ OUOP;)~q:)Il ;) ;)lU;)ln.IPP BlS;)~q:)~l BlI:)IIds;) ns qUA~nB OUOllU;)A ~llIB anuaur '~A~lumll'3B ~lSO:) BZU;)S NaSI U;)uq nun !P ;)UO~zq:)SOl -lOS Blpu rsorduroo ouos uaiuourojddns I~Al;)S IUmIV ';)SBq Ip ;)Ipnb B ouo'3un~llllB ~s ;)q:) l?lqBuo~ZUnj nsonb U 0PU;)UlOj ~Z!Al;)S;)Pl ~ OUBl'3;)lU! ;)q:) ~Z~Al;)Souos umusucnddns !z!a.los I
'(BZUBlS~P B UZUB!Ill;)AlOS BI zed orezzqun) opuooos ;)q:)IBnb ~P ;)lmZUBls~p IU~llBlU~ ~P ;)~l;)S Bun BSS;)lUSBll ;)U;)!A !m ~ 'OlU;)I0;)P~A OIZ~Al;)S E ;)q:)UB oisrxcrd ~ ~O!lBSS;):) -;)U ;)S fl ~IBUB:) nrd 0PuBzz~Iqn
'1 oirodsun
~P O~Z!Al;)S II Bzz~Iqn
:;)UO~ZB:)!UnlUmO;)p!A -
~P oirodsan ~P O~Z~Al;)S l! Bzzq~ln ~dl/d;)l ns OlBSBq O~Z~Al;)S0'30IBUB,IPP ossooons I~ OlnAB !BlU Bq UOU !UO!ZBPUBlUO:):)Bl ;)IPU l-flll,IIBP OlBZZIPlBPUBlS :B:)~UOlH;)P aisod O~Z~Al;)S I! uzzqqn ;)q:) u:)qs~ll'3BSS;)lU ~P OI~Al;)S un ~ :lX;)l;)Pl -
'OOt:..X
;)!l;)S BIPP
~P oirodsan !P
I! Bzz~lqn
anuotn
'S/l~q)j
P9
B
PD
XBj
~(£D XBj l! rod £ oirodsan !P OIZTAl;)S Il rod 1 oirodsan ~P O~Z~Al;)S r. Bzz~Iqn) XBPPl ~(Z oirodsan ~p O~~Al;)S II BZ~Iqn) BIUOPPl -
:OUOS uumrodun ntd ~~Al;)S;)Pl I 'orrodsan Ip ~ZIAl;)SqB~lUl;)l;)P 0puBz~l!ln '(;)IBU~lUl;)l B ;)IBU~l;)l ep) orojdmoo ;)UO~zB:)~unlUo:) ~P O~Z!Al;)S un nuom TIllB OUO:)S~lOj oqo !UO!ZB:)~IddB ;)lI;)nb OUOS Iz!a.los%l I
'(:)BdBlI BIIBlI ut) ~Z"X ;)l;)l ~P nucm OSl;)A ;)q:) NaSI nuam OSl;)A B~S 'onoqooad B qBp ;)UO!SS~SBll BI oUBzzTI!ln ;)q:) IUOlZB:)~IddB Bp OlBzZTIIln ;)U;)IA ;)q:) OIZ!Al;)S un ~ ~(;)lU;)UBlUl;)d ;)IBnllIA BlBlUB~q:) ;) ;)IBnll~A BlBlUB~q:)) nV;) /vn1.1!a iusunuusd puv nV;) /vn1.1!a ;)lUO:) BPUY;)P 'OH;)q:):)Bd B l?l~A~n;)UUO:) (p ~O:)IUOj lU;)POlU un 0 £D XBj un ;) NaSI ;)IBUIlUl;)l un Bll ombojjoo I! rod O~dlU;)S;) red olBz~Iqn ;)l;)SS;) ond ;) 'u:)!UOj BpUUq UI ~UO~SS;)UUO:) uoo ;)pqqBdlUO:) ~UO!ZBlUIOjU! !P OlU;)~l;)jSBll l! rod OlBSU;)d 0lUlS ~ ~olU!llnJs;)nb UI ojos cmuosuoo ;)UO~ZUSl;)AUO:)BIPP ;)UO!ZBlOqBp ~P ;)lUIOj ;)un:)IB rod ;)q:) ouoooc 'BlUOj
.t-rur.usr
O~Z!Al;)S IB ;)l!lU~S O!Z~Al;)S un ~ ~(zH)j -rqszzqnn) .I0ftV.lJ UO!JVUl.l0fU! O!P -nv ZH)j 1'£ so] 0Nvsn 'pemrnui« ZH)j-8 'sdq)j-P9 ;)lUO:) l-flll,IIBP opuy;)P 'B:)~lloIBUB l?l~Aln;)UUO:) (£ ~lNSd nrrom ;) NaSI nucin Bll ;)IB:)oA OlU;)lUB'3;)Um p ;)lU;)SUO:) ;) .:):);) 'ooo.p IlOlBII~uu:) 'oopoo !P BZU;)S;)ld ;)l!q!ssod BI rod B:)~l;)lU -nu l?l~Am;)UUO:) ~p OIZ!Al;)S l! our -0:) oiucradsan ~ uou ~;)q:)!l;)lUnU BIS ;)q:)lllOIBUB B~S~UOlSS;)UUO:)uoo
1'£
B orpnn
lUOIZBlUIOjU! ~P 0lU;)lU!l;)jSUll
IT rod
;)1
'OlZ!AldSd]:l1
d
cnreuod OIZlAl;)S Ip
OIl;):)llOJ
8t·5t .,!.:I
,
,
~NaSI 0JJ:l
~
'OUOP!:lIO:lP!A
.:):);)'OllOPPIO;)PIA 'XBJ 'OU01;)[;).L
'XBJ 'OUOPP.L
aUOIZ8:J!UnWO:J!p !wa)s!s
ISDN
15.8 Tipi di utenza Gli utenti ISDN possono essere classificati, in funzione dell'accesso e dei servizi utilizzati, nelle seguenti categorie: -
-
-
utente mononumero: e un utente che dispone di un accesso base e di un unico numero telefonico; utente multinumero: e un utente che dispone di un accesso base e utilizza il servizio multinumero; dispone, come l'utente mononumero, di un unico contatore sul quale vengono addebitate tutte le chiamate a commutazione di circuito; utente multilinea con accesso base: e un utente servito da due 0 piu linee con accesso base, ciascuna identificata da un numero telefonico, uno dei quali rappresenta il «capostipite»; le chiamate dirette al numero capostipite vengono instradate sulla relativa linea, oppure, se quest' ultima e occupata, su una linea libera tra le altre; le chiamate dirette ai numeri non capostipiti vengono instradate solo sulle linee corrispondenti; utente multilinea con accesso primario: e un utente servito da una 0 pill linee con aecesso primario, ciascuna identificata da un numero telefonico, uno dei quali rappresenta il eapostipite; il meeeanismo di ricerca per le chiamate in arrivo e identico a quello gia descritto per l'utente multilinea eon accesso base; utente multinumerico con selezione passante: e un utente che dispone di un accesso base o primario e di un unico numero telefonico avente un numero di cifre ridotto rispetto alla normale numerazione. Tale utente utilizza un centralino per smistare ai term inali collegati le varie chiamate, ehe vengono effettuate selezionando prima il numero comune e poi quello proprio del terminale.
15.9 Terminali ISDN il
I terminali appositamente realizzati per utilizzare il bus S della linea ISDN sono di vario tipo. Segue l'elenco dei pill diffusi: -
di
-
-
-
telefono ISDN. E interfacciato con il bus S digitale e pertanto contiene al suo interno il codec che presiede alla eonversione A/D e D/A del segnale fonieo. Utilizza il canale D per la segnalazione ed e predisposto per l'utilizzo dei servizi supplementari ISDN; centralino ISDN (IPBX). Puo usufruire di un accesso base 0 primario, in relazione al numero di terrninali che gestisce; videotelefono. E un terminale dotato di telefono, videocamera e monitor. Il segnale audio puo essere eodificato con qualita normale (300-3400 Hz) 0 migliorata (100-7000 Hz) con flussi compressi a velocita variabile tra 16 e 64 kbit/s. Il segnale video e a bassa qualita e puo utilizzare le velocita trasmissive di 64 e 112 kbit/s. Il videotelefono utilizza due canali B per un flusso complessivo di 128 kbit/s nelle combinazioni 64 + 64 o 16 + 112; e prevista la possibilita di utilizzare il terminale solo per comunieazioni audio utilizzando eosi un solo canale B; modulo per videoconferenza. E un terminale dotato di videocamera con microfono e di un certo numero di monitor televisivi a colori, con possibilita di picture-in-picture (pill immagini nella stesso monitor). La qualita video e variabile in relazione alla velocita trasmissiva selezionata, che puo andare da 64 a 384 kbit/s; a maggiori velocita eorrispondono maggiori risoluzioni del quadro e maggiore frequenza di campionamento nel tempo. Se la velocita scelta per il video e di 64 kbit/s, un modulo per videoconferenza puo utilizzare i due eanali B di un accesso base (un canale per l'audio e uno per il video); fax Gruppo 4. E un fax a colori ad alta risoluzione (400 dpi) che consente di inviare una pagina A4 in pochi secondi, consentendo un risparmio rispetto ai fax Gruppo 3 soprattutto nelle comunicazioni internazionali; adattatore per personal computer. Come gia detto, e una scheda interna al PC 0 un dispositivo da connettere esternamente sulla porta seriale 0 USB.
403
(S/llq){ i,) pnaqx i, u 018Z
1: .~!:I
;1-
£/;1£/;1
Il: IllJ onp u ourddop
'gSBq ~p glpnb B ouo'3un~'3'3B IS glP ~l~IBUO~Z -unJ oisonb B OPUgUlOJ ~UO~ZB:l~lddB gl OUB1'3glUIgq:l ,.. ~ ~OlgldUlO:l gUO~ZB:l~UnUlO:l Ip O~~AlgS un uuom IJ'3B OUO:lSIU.IOJ gq:l ~UO~ZB:lIJddB gl ~0I:l g ~ ~!lUgln Bll gUOIZBUllOJU~,IPPoirodsan ~p g!'30lodq gSlgAIP OUBZ .. ~ :~ZlAlgS~p ISSBP an NaSI oirqura u~ Ol~U!PPBl.{.L'Tl.Ll.T (::1 B rnru gIBUB:lun g fI IJBUB:l glUgln,llgp . OSSg:l:lB.J~S/l~q)[ . B a gIBUB:lun g
-ZIJBglgq:l ' . 'S/l~q)[
a
ouorztsodsrp B gngUl . S/l~q)[
.
..
OSSg:l:lB.J:NaSI
B fI IJBUB:lgnp glUgln,IFlP ouorztsodsrp
B ouam
glgl BIlBOSSg:l:lB~P~dq gnp ~1!q~uodsIPouos 'B!IBlI tn 'glUgUllunHV (q 'glUgUBUllgd-~UlgSgUO!SSgUUO:l
'szx
Bun ~P Ol!qUlB,IFlu glgl BI ouodsan !P glgl otuoo OpUBllTIlJS' . gUOIZBlnUlUlO:lB ;)UOISSgUUO:l Bun !P OlIqUlB,lpu ~B:lIUOPFllNaI BI orrodsan Ip glgl gUlO:l 0pUBHTIlJS' . .. .. gUO~ZBlnUlUlO:l B gUOISS;)UUO:l Bun Ip OlIqUlB,1 -FlU :IUOIzBm'3guO:l;)11~ orezzrpm orcssc ond fI gIBUB:lUfl 's/l~q)[ o !P BAISSIUlSBll~l~:lBdB:l UO:l 'a gIBUB:l ~S/lIq)[ !P BA~SS!UlSBll~l~:lBdB:l UO:l 'e gIBUB:l :NaSI !JBUB:l~p rdn gnp q~uggp ouog
(v
'!SB1Jqu;)n'3gs ;)1 BlgldUlO:) 'gIB:l0I gUO~ZBlU;)UlIJB !P BZUgSSB~p OSB:ltn 'NaSI
IIBurUll;)l
oruenb
nnopu
~lIIBUOIzunJ Bun Bq
!P OUl!SSBUlun !P O!:l:lBIlB,1omasuoo
'gIB:l01 gUOIZBlU;)UlIIB Ip BZU;)SSB UI OHBlJBBUOTzunJUOU
I : [TI
[QJ
aJ
'OSglSg IJBU~Ull;)lOHO ~p OUl!SSBUlun !P O!:l:lBIlB,1oiuasuoo
snq B gUO!ZBm'3guO:lur NaSI
'!JBU~Ullgl171 !P OUl!SSBUlun ~p OI:l:lBIlB,1oiucsuoo
'Ll.N
g NaSI
·v.L o 'Vl
BgUIJBll B!:l:lBJ1;)l~ - .L
llN an an an
g IlN
'llN/IIBUlUllgl
o IlN
Bq:lBJlglU~ - "}I BI:l:lBJlglU!- S B!:l:lBJlglU!-
.L
B;)U!1an BI:l:lBJlglU~- fl
'llN g NaSI
ISDN
Indica se Ie seguenti affermazioni sono vere
0
false motivando la risposta.
a) La rete ISDN supporta sia la commutazione di circuito sia
b) c) d) e)
di pacchetto. Un utente ISDN puo comunicare con utenti PSNT. Il canale D ha sempre una capacita trasmissiva di 64 kbit/s. L'accesso base puo disporre di can ali H. La borchia NTI Plus e predisposta per connettervi normali terminali telefonici.
0V 0V 0V 0V
OF OF OF OF
0V
OF
Rispondi ai seguenti quesiti in un massimo di dieci righe piu Ie eventuali figure.
di o
litis
~ ~
LJ U
Descrivi i tipi di canale previsti in ambito ISDN.
U
Descrivi le caratteristiche di base dei principali terminali ISDN.
Descrivi le caratteristiche pili import anti della borchia NTI Plus.
405
9U;HUU~::lnO;) onp
.ezusnbtu]
0IlOllUO:J
rp airoj,
(q)
+~~ i311i3P OZZmm!.l
~p OH::l;)UO;) Ins
usuq
~s ::lUO~Z~SOdS1PU nptreq
UH::lP ::lIUUIlHO OlU::llUUllTIlJS 0'1 "::lW1;)S::lPnzuam ~p ::l arrurodoo ~p ::lZU::l~~S::l ::l1 glUZZI1U::ll 19d O~I~gill lu glUllTIlJS gAgp gq;) UlUlIUIll ozuonbarj ~p upuuq eun Ip rpumb ::lUOdSIP ansarroi ::lEqOUIO~pUl UlUglSIS un "q~qOlUO~pUl Ilpnb mo Ul1 'otpar U~AgUOIZU;)~UnlUO;)~p IUlglSIS ~lUA m otradnoooard IS gq;) quuOIzuu g qUUOIZUU1g1U~~lUSIUU~10 g UlUlIUIll US10SIl nun ~ orpnr 0111gds 01 ~IP~od
ozuonbaij
~p ::lpuuq
OU01S~S::l'OIPUl
gl ::llUU~gSSU ~p
~lUglS~S ~
"0~ZIA1::lSpp
rnru
ill nuam
U~UOPIgl ~p ~lUglSIS ~p gUOIZnmSO;) uI
~p 01::llUnU UU1~ un
armrodoo
rod
UlUn~::lpU uun
onp~A~pUl
oiroddnr
un
E '::lluqol~
~p ossooons
umSU~;) ~m uq
'oddnpxs
ur ~l::lr;)OS aun
;UUlnlP;)
OUOPlgl
V
"ussg
UrUOpPl
OlSrA uq
l!
"lllSalla. (:J) a rounauoraa (q) 'IUIlHIlBUJ (v) IJlqOUJOlPBl
lUlalSIS
-
~p U~Aill tscad IgU -
UlTI~ggld
19p osn.]
U glU::lillIUlUgUlUpuoJ
olpAq
glU::l;)S::ll;) un
g~AlgS
::llquUlU~
UUI::llS~Sun
~;)~UOPPl ~AU;). Ip UlTISglS uUu
0pUUI::lAll U1S IS ~lUlnII::l;) IlU::llS~S~::lposn,I
~::ll'qOlU ::lIUUllUlgl
ossooons
IEqOlU ~;)~UOPPl qUU~lUl::ll ~::lp 01::llUnU
OU~S 'ooqqqnd
t·9t .,1.:1
U cunuroo
UArn::llP UlS::l~;)~l UUU gUOIZUPl
~UZU::ll::ldlUm ~p 0~101Ill::l1 Ins O~pUl
:::lZU::l~~S::l ::lnp ::llU1S~Ppos glUglUU::lUU10dlU::llUO;) ::lAgp ::lllS::l11::ll gEqOlUOIpUl
"ussg
UAqUU1::ll1UUpqUA ann
I::lP 01~U101 ~lUS 0lInpu glU::lrnrUl OlSO;)/~lIEln
:~AqolU onp lUI::l1S~Stop (<<~urUOppl»)
omxop
~p ozucm
'uqun
u~
oudord
IS gq;) OlUAgIg
'quddnEAs
tsoad
rgU -
~ PlSg11::l1 q~qOlUO~pUl ::llPP
'6661
gq;) ::luOIznloA::l,un
pu
ojpnb
UAU1::ldns
~r~ gq;) OnU] lU
~p UlUUAOU
ruua
q~::lU
usmosmord qU1s ouos qtmb r 'uiscrrci ~EqOlUOlpUl IlUglS~S rep ourcrednooo ~;) gUOIZUllUll msonb Ul ~(r91'~g) g11Sg11::l10 O;)rlTIUUO::llU 'oumnram odu ~p crosse ouossod qIqolUorpul 'otpar gpUO ~p OZZ::llU19d rssg IIUU~lUl::ll ::l q~qOlU qUU~lUlg1 an 0 qIqOlU qUU~Ullg1 opars ~ UlUglSIS un i3J1qOUlO1pV.l VUli31S1S ouroo U;)IP~ !S ~Ul::llS~SI
nn
::lUOrZU;)IUnlUO;)ul glqU::lSUO;) !P
Telefonia mobile
407
Stesse frequenze
A"""""l~
/!,,""""",
Zona di influenza dell'antenna 1
Zona di influenza dell'antenna 2
Zona di influenza del segnale trasmesso dal terrninale
Zona di influenza del segnale trasmesso dal terminale
radio possono utilizzare Ie stesse frequenze se essi interessano aree abba stanza distanti da rend ere nulla 0 trascurabile l'eventualita che i segnali scambiati possano interferire tra lora (fig. 16.2). II riutilizzo delle frequenze consente di servire un numero di utenti molto grande disponendo di una quantita limitata di canali radio a diversa frequenza, per il fatto che can ali alla stessa frequenza possono essere utilizzati da utenti distanti che non interferiscono tra loro (0 per i quali l'interferenza, denominata interJerenza cocanale 0 isocanale, Ii: trascurabile). Di fatto un sistema radiomobile terrestre copre il territorio di sua competenza suddividendo 10 stesso in celie, dove ciascuna cella utilizza frequenze diverse da quelle contigue, mentre celle non contigue possono riutilizzare Ie frequenze; la suddivisione del territorio in celle ha determinato la definizione di tali sistemi come sistemi cellulari. A titolo esemplificativo, si puo pensare di suddividere idealmente un certo territorio in celle esagonali, attribuendo a ciascuna cella l'utilizzo di un gruppo di frequenze numerato da 1 a 7 (fig. 16.3)e). L'insieme delle celle contigue che utilizzano frequenze diverse Ii: denominato cluster. La distanza D tra i centri di due celle che riutilizzano Ie frequenze Ii: denominata distanza di riuso. Particolare importanza nel progetto di un sistema cellulare assume il
Gruppo di frequenze
Fig. 16.3 Copertura cellulare del territorio (suddivisione ideale).
Cluster
Cella D: distanza di riuso R: raggio di una cella DIR = 4,6: fattore di riuso cocanale
II numero minima dei gruppi di frequenze diversi per ricoprire un territorio con celie esagonali e tre, mentre vale quattro per celie con conformazione qualsiasi, In fig. 16.3 sono utilizzati sette gruppi di frequenze perche tale numero corrisponde alla scelta di progetto effettiva in rnolti casi.
C)
Fig. 16.2 Principio del riutilizzo delle frequenze.
rod uuom ~P oroumu I! BlU::lW::lJ:)U~ B:J~:J::ll ::lIBl 'ilum~lds 01 odop OlBl::llIBU! ouaunr Blp:J BUmSB!:J Bp uszzqrm otpnr TIBUB:J~p oroumn II 9q:J~Od 0(2u!Unds 110:JB:JIU:J::ll)orenosord oiuouraiucpaoard BW::llS!Sun ~p ::l!lBU~ilIlO ::lIP:J ::lI ::lIo:J:J!dntd ::llp:J U! 0PU::lp!A!ppnS ::lU::l~AAB OlU::lWBllBPB::lIBl °BZU::lln.IPP Bl!:JS::ll:JBAISS::llilOldBIIBBW::llSISpp lill!:JBdB:JBI ::llU::lUlB:J!UlBU!P !P BII::lnb arcsso ::lA::lp::llBlnIp:J ::ll!qOWOlpBl BUl::llS!Sun !P BAqB~Ol::lld oiuairodurt.ujj
ormrepa
oon
0(q~091 oily '.loaop 0 'penox» .IOU.lO:Jnrnunns) !UO~BS::lan ~P ctmmoo ::l:Jql::lAIns oisod !P ::lUO!ZB!PBllp oqol UO:J ::lA!ll::ll~P::lUU::llUB!P rmcists uO:J ::llB!PBll! OUO~U::lA::llp:J ::ll ~(v~09I o~y 'p01!:JXo istus»
amnnns)
BII::l:JBIPP
o.nuco IB oisod
~IBUO!Z::l~P!UWO ::lUU::llUB UO:J::llB!pBln OUO~U::lA ::l1l::l:J::l1 -
:!lli::lq:JS 9u::ln~gS !::lp oun ::llBZZ!Jlln,lpu ::llS!SUO:Jg '(!IBuoilBSg crosse lilll:JTIdUlgs19d ourorrod oqo) glP:J !P BUl::llS!Sun glB!PBll~ 19d OlBllOPB glUgWglUglBAgld OPOlgUl I! ~ O/V!.lOl1OStumiedo» B'1
°Ill::lUl !P orauuuoo gq:JIBnb !P gUIPlO.IPP ~ 'roacr I~ rod oqo ctnran 'BIP:J Bun lp O~U~Ul Ol~~Bl I! glUgUlBAllBlUgIlO ~OlU::lUlBUO!SU::llliIP OA1lEpl I! 19d ::llO!l::lJU!gll~1 orroo un ararodns opqtssod ~ UOU 'gIBUB:JO:JBZUglgJlglU!.{ muounre glP:J glPP O!~~Bl PP ::l~nU~Ul!p IB 9q:JIOd
l1UOZ
l1UOZ
111ISU;:lP l11[ll pa
1111SU;:lPl1SSl1q l1
azuom tp
ezusin rp
°;:lTId:> :JTI:JP ;:lIl1;)] :JUOIZl1WlOjUO:)
1>"91 "fI!:I
°lilllSSg:JgU::lIlB oranfiopn nuoin !P orcumu un gl~Al::lS19lOd Bp glBl opom U~ gIO:J:J!d ntd gllg:J ::llBZZIIBglOUO~UgA BZU::l1nlp lilllSUgp BllB pB gglB ::llpU ~9BlBddB ll~ns orarurradsu up glBl opour U! IpUBlil md glP:J glBZZ~IB::llOUO~U::lA'BZUgln !P lil1!SUgp BSSBq B oam ::llpU :O!l::llll:J ::llUgn~::lSI! OlBUOpB ::lU::l!ABW::l1S~Spp nsoo ! ::llBZZ!Ul~U~ rod gq:J OlBP '::llU::lmBAllBUlISSOlddB::lq:JUB::lU!UO!SUg~P csscis ::ll OUUBq UOU ::l1l::l:J::ll ~::lIBUB:Jo:J BZU::ll::lJl::llUI,1 orormn tsoo 0PU::lPUgl 'l::llSnp PP IUOlSU::l~P ::ll ::l OSn!l lp BZUBlSlP BI orerucuma up glB1 opom u~ '(PI otduroso 19d) ouas !P glOl~~Bm oroumn UI !SB:J !umlB U! arcsso ouossod 9BzzIIIln ozuanborj !P tddnrs I ~UOU::l TIBm1BU!IO:JBlSOTIBn1UgAQ~p ezucsord BIIBP ::l o~onl PP BYBlilo::l~ BIIBP
opuodrp ::lq:J ::llBIO~::IlUOU ::lUO!ZBI1IIOJUO:J Bun OUUBq aur '~IBUO~BSgOUOS UOU ::llp:J ::ll :(t'91 o~y) ::IZUgl::lJJlPllU::ln~::IS::II OUOlS~S::I £°91 o~y !P gUO!ZBZZllBUl::lq:JS BUB onodsn 'B:JllBld BIPN °l::llSnp un !P ::lIl::l:Jlp orournu PP ::llB1ugmnB,IIB B1U::lWnB::Iq:J 'olVUV:JO:Jvzuo.loj.l01U!,l10P oUo!znp!.1 !P atnoo ol~Uy::lp gq:JUB '(BII::l:JBun !P o~il~Bl I! ~ }:[::lAOp)}:[/a 0lvuv:Jo:J osnu !P eunro]
tuonn]
8UO!Ze:J!unwo:J!P !W8lS!S
8017
409
Telefonia mobile
Fig. 16.5 Copertura settoriale: strutture (a) center excited e (b) corner excited.
(a)
(b)
o o Antenna per la struttura
center excited originaria
Antenne per strutture corner excited relative alla prima fase di splitting
o
Antenne per struttura corner excited relative alia seconda fase di splitting
unita di area che possono essere serviti dal sistema; piu precisamente, a ogni dimezzamento del raggio delle celie la capacita di traffico aumenta di un fattore 4. In fig. 16.6 e rappresentato l'ottenimento di una copertura progressivamente piu densa con due fasi di cell splitting. Si noti come la prima fase di splitting si ottenga semplicemente modificando la struttura da center excited a corner excited, mentre la seconda fase richiede il posizionamento di nuove stazioni per Ie antenne.
16.3 Tecniche di accesso multiplo Una cella di una rete radiomobile cellulare mette a disposizione -degli utenti che si trovano nella sua zona di copertura un certo numero di canali. Tali can ali sono assegnati, nei Iimiti della disponibilita, ai terminali che vogliono effettuare 0 stanno ricevendo una chiamata nell'ambito della cella stessa. II fatto chepiu utenti contemporaneamente possano accedere
Fig. 16.6 Cell splitting a due fasi. Si nota no in linea tratteggiata Ie celie originali delle due fasi.
J
Jv +"1 I u«
..
I
(q)
;):JIjdnp!P osslldJv
1
Jv+'1 Jv +1 z I I
nusuod
~ZU;)nb;)ld l[llUllJ
Z/u
:l{UT[UMOa
(v)
:l{U![UMOa
.' AAWA AAAWAA AAAAAA!!AWIWA
ifv V V \[VV\I
AAAAAAAAAmAlAwi vvv IfVIfV V V V ifv V V V V\I
V V V V V V vv V vv V \[\[v V vv V v V V vv
\ Z!u
1
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAb
.. 7 \)\TV VV V VI) \TV V VVVVV
V V \T\TV1 \
(l[llUll:Ju) orpar ;)UOlZlllS
VifvlJ VlJifVlJ v vlJ v vVv v v v v vvv v v v v v VifVVV V t v
l1AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAMI :l{Ul[UMOa..
1,\ l{U1[dn..
1 )(U1[UMOa"
/\
/\
V\_/V
/\
/\
VV
/\
/\
/\
v-
/\
\OIV\_/'1
~AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAh
\[V \[V \[V Vl[v \[I[I[V IfV \[v v VvlJlJlJ v Vvl[v \[V ~ II
)[UI[dn ..I
'C7
L"'-
L"'L"'L"'-~ "=7 "=7 "=7 -
"llzu;)nb;)lJ lln;)p (q) ;) odmoi FlP (v) 0lU!ID0p FlU OlSlA VWGd-JdJS
t
L"9l "lit!.:I
"(qL"91 "~g ''3uqvds xiJ/dnp) iJ:J!1dnp !P ossod BlIug
:(v L"91 "~g) !IBUB;) :lnp BZZ!l!ln gUOTZB;)!llnmO;) BUmSB!;) 'IJBUO!Z
"
on
Telefonia
.sere . In
rnte, ess),
tlali, odo iche
16.3.2
411
mobile
FDMA-TDMA
La tecnica di accesso multiplo a divisione di jrequenza e a divisione di tempo, in sigla FDMATDMA (FDMA - Time Division Multiple Access), prevede anch'essa, come la precedente, che la banda a disposizione del sistema cellulare venga suddivisa in n canali; la differenza consiste, in questo caso, nel fatto che ciascun canale puo essere utilizzato contemporaneamente da m segnali numerici multiplati con tecnica TDM. Anche in questo caso esistono canali di uplink a pili bassa frequenza e canali di downlink a pili alta frequenza (fig. 16.8). La tecnica FDMA-TDMA e pili complessa della precedente, in quanta richiede una precisa sincronizzazione nel tempo tra stazione radio e terminali, rna presenta il vantaggio di potere servire pili utenti a parita di canali del sistema.
Fig. 16.8 FDMA-TDMA.
m time slot Time slot 1
Time slot m
Time slot 2
----___L~-____,.,"=/~----,~---jt ..- Uplink
~"=/
fAAAAAA
vvvvvvv
2 ~
•
m
_
~_l!,----_~....
----,---------
Time slot 1
Downl ink
____
--;-
Uplink
____
~----'_\A+'Ar+A+,AI-1--l .. - Downlink
L___-'---I_
Canale 1
-'++I-H-f++tt++~""'---/
VV1V¥vV'V
J
AAAflAAA -------'"Vr++-IV+Vl-tV+'Vr++-IV'+V,------jt ..-
V lTv
t
(n canali)
~ -------_L_--'-<--"=/--r---------jt-.
Uplink
AAAAAAA +-IV+V,-----------jt - - - - - - - _L+-IV+'Vf+Vf-'tV-+++V
~
- - - - - --
{J{J{J{J(\
V V V lTV
t
n12· m
v~
Stazione radio
- - - - --
nnO~nO~AAn~ V V VV VvlfVV V V
t
... -
Downlink
..
Uplink
..
Downlink
16.4 Mobilita dei termlnall Un sistema radiomobile cellulare deve essere in grado di gestire la mobilita dei propri utenti, garantendo la reperibilita dei terminali nell'area di copertura e attivando opportune procedure quando un terminale, sia in attesa di chiamata che in fase di comunicazione, si sposta all'interno della rete. Tali funzionalita sono realizzate mediante Ie procedure di seguito descritte.
U1Il;}SU! ;}U;}!A;}UOTzuzz!JU;)01 nns ul ;} 'llmlupd[l ;}IUU!Ull;}l I! oro lp
UZU;}nll;}SUO;) ur
;}U;}IA '(U011VJS iJnqow)
SW
IV,]
uumlu
UIllIS U;)!l;}U;}ll ul
UOT1U;)0,] Ip U1S;}!q;)~1nun ;}U;}I1UO;)nou UO;) OlU;)!pm
mb
oior
U!lOUl;}Ul nns
BUU U!AU~ ul 'OS;};);)U
';}IUU!Ull;}l un
opuanb
:;}ZUU1SO;)1!;);}np UI U1UA!llU ;}U;}IAlluqupd[l -0']
mroo
~p
nmpcoord
nun
arnpooord
~
U'] O;}IUllU;};);}Suqulup
pu
-
uonuo
;}lUUlO!llllU 0 ;}SS;}UlUl! OUOllU;}A U;}lV UO!lU;)O,]
;}IUU!Ull;}l tm !P ;}UO!zuzz!JU;)01 ul
ntmpransu
ul U;)IPUl IS (;}UOIZUZZIIU;)01UU;}P OlU;}UlUUlO!llllU)
~UO~ZUUllOJUI;}I ;}Iunb ul ;}lUU!P;}Ul
'Ju!Jvpdn u0!JVJ07 otmnrai I! UO;)
I: IV'1 CZZUOUI;:lW
(£ IVIC[PC1.I!) £ 113.1\1 uopeooq
Z IV'1 CZZUOUl;:lW
T IV'1 czz!J0W;:lW
"
.,
(Z IV'1C!PC1lT) Z 113.1\1UO!}e;)O'!
°;:lUOIZ1!ZZTjl!:J0J Ip
(T TV'1C!Pll.lJ!) I 113.1\1UO!ll1;)O,!
a;:ll1!
orrorurai
II!
Jap
aUOIslAlppnS
6'9l ';1,.:1
°(6°9 TOllY) !IUU!Ull;}l !;}U OlUZZ!lOUl;}Ul ;}U;}!A;} U;}lV uoqU;)O']
Ulpu
OlU!PUll!
nucsard
!A! !SS;};);)U
;}U;}!A;}q;) '(IV,])
tfmUiJpI
ViJ.lV UO!1VJ07 0lUUIUlOU;}P 'OAqU;)yqU;}P! oudord un up UlUZZ!l;}llUlU;) ~ U;}lV uoqU;)0i !UllO O;}IP;) ;}I UO;) Ol;}SS;}P!;)U!O;) U;}lV uoqU;)o'] ;}l !m U! OSU;) IU onodsu oiucnban !P OU;}UI OlUUIO!llllU ;}1;}SS;};}A;}P !IUUlUIl;}l ! UZZlIU;)01 ;}q;) oseqerep I! oqo OllUJ r. red UUl;}lS!S I;}P I! OS!A!ppnS ~ mo U! ;}IP;) ;}IPP Ulpnb Ip ;}UoqS;}ll ;};)!JdUl;}S nrd uun
uuruuaicp
9!J ~OIlOl!ll;}l
;}IO!llllUUl U;}lU,Un ';}IUl;}U;}~ U! 'uq U;}lV UO!lU;)O,] UU[l o(;}UO!ZUZZ!JU;)01!P U;}IU) ViJ.lV U1UUlUlOU;}P ~ ;}UOIZUZZ!IU;)01ul U1UUIO!1l1lUUllU;}A;}q;) UZU;}Soreisods ul o.nnc
UJyUl~O;}ll
OlU;}UlOUl IU
ond
U;}IU,,] °OSS;}lS ;}IUU!Ull;}l I! OSl;}A U1UUlU!q;) ntm
orannsuoo
;}UOTZUZZTIUJOI u']
;}U;}IA;}q;) ;}SuqU1Up un ~
°0!101!1l;}1
u0!JVJ07
!S ;}IUU!Ull;}l un ;}lunb
;}IUPUllSU! ;}A;}P !S cqo
U1UllSIll;}1 UllOA U! UllOA !P ~ ;}IUU!Ull;}l PP
Ins ouorztsod eudord ul U!qUlU;) 0 OS;};);)U;}U;}!A oisonb opuanb an !UO!ZUUllOJ~ !P O!qUIU;)S oun UllU;}AAU oqo OIlUSS;};);}U~
';}l!qOUl ;}IUU!Ull;}l I! ;} ;}l;}l ul llU!UlUOl -U!,UU
I! ;}l!lU;}SUO;) l;}d
orucm
un
O;}IUInIP;)
!P ~l!llq!l;}d;}1
opqomorpar
UUl;}lSIS un !P
nmirodoo
UI U;)!PU! (<<;}IUpUoqUllUA}) ;}lU;}UIJUl;}ll;}i)
Ip U;}IU,IPP OUI;}l
iJU!UlVO.lotmruoi II
suotzaotunuroo !p !wa.s!s
Telefonia mobile
nel database (fig. 16.10a). Oltre a cia, il terminale riceve da una stazione radio la LAI relativa alla Location Area in cui si trova, e conserva tale informazione nella sua memoria fino allo spegnimento 0 a un cambiamento di Location Area; quando un terminale acceso e dotato di LAI cambia Location Area, confrontando la LA! memorizzata con quella ricevuta trova che queste sono diverse. In conseguenza di cia invia alla rete una richiesta di Location Updating, e la sua localizzazione viene
'inmg ile, me [1to la ata ore
413
Fig. 16.10 Procedure di Location Updating.
CD
RiceveLAl~
Memoria vuota
MSeinLA
(a)
Database
o
Location Updating
(b)
In memoria LA! I
CD
Location Updating
RiceveLAl2
J
I
n
'UlI;J:) Ip 0~88ussud Ui\~UU ';J1U;J110:)ojpnb U crorrodns ~lqunb ~P 0lI;Ji\~I un uoo ;JIUU~W1;JlI! uoo ;J1u:)~unwo:) ond ;J ;JI~q~odslp ;Jluuu:) un uq ;J1U;J:)U~pu SlH ann ;Jq:) ulnlui\ UW;J1S~S optranb ~qU;J:)u~puSlH ;JI noo ;J ;J1U;J110:) SlH ul uoo OlUlqWU:)S;Jluu8;JSpp ~Flunb uIPP onuuuoo 0~88u101IUOW Ins oresuq ouos l;Ji\OpUUl{ ~p crnpcoord ;J'1 '(ZT91 '8y) 0~88ussud [op OUU810:):)U~s 9U;Jln q8 ;Jl{:) UZU;JSSlH Ui\onu uIPP O~pU1IIuuu:) InS ~n~lum ;JUO~ZUS1;Ji\UO:) uI ;Jl{:) ;JIUl opour u~ '(<>dlU;Jlli!U1;JU;JI)Jfopuv'1 0 '.I.oaopuv'1 ~P ornpcoord oururoddo ;J1Ui\rnU ;J1;JSS;J OUOi\;Jp'US1;Ji\IPuIP:) aun u~ ;J:)S~1;JJSU11 IS 'I1U;JWU1Sods tons ~U oimfias U~';JIUU~W1;Jl I~ opuuna ';J1UlnIP:) ;JI~qOWO~pU1 uru;J1S~S [op Un;J:)nun ~l~ldo:) Ip 0pu18 u~ '(osaq glUgU~WSU11 -;J:)U gUO~ZU1S 'UOPV1S .I.0a~OJsuv.l.LoSVfl) SlH ulUU~WOUgp';J1;J1~p 0~pU1 ;JUOIZU1S nun UO:) 0~pU1quu8;JSUlqWU:)SOSS;J'gUO~ZUS1;Ji\UO:) ntm ~ 01uu8;JdWI ~ ;JgqOlU ;JIUU~W1;J1 un opuuna
r.
''3m'3Bd lp Blnp;J:JOld n"91 "'!:I
G) SW;JWWI1l4:)
n
.( 11'9 T '8y) gIUU~W1g1 gUIJU~opu;J8un~88u1 0~pU1 U~i\ OU01;Jd~101 ;Jw~lln crsonb ;J 'ouonsonb ~ U;J1V UOI1U30'1ulpu 9UgSg1d gIlg3 gI cum U ulUWU~l{3 ~p or88ussgw un U~i\U~;Jl;l1 uI '01uzz~Iu3010lUgmOW IU ~ ;JIUU~W1g1 I~ mo UI U;J1V UOqU30'1UI uranptarput U1IOi\nun ~;JIUU~W1g1 pp ;JUO~zuzz~Iu301 unns ~UO~zUru10J~ ;JI OUOpgIS~l ;Ji\0 gSuqulup g nmsuoo ';J1U;Jln ons un U U1UZZ~1~pU~ ulUruU~l{3 nun U1ni\;J3~1UllOi\ uun 'gl!qOWO~pU1Um;J1S~S g gl{3 u3qd~ 8UI8ud Ip Ump;J301d U'1 ';Jgqoru ;JIUUIW1;Jlun U UlUWU~3 nun U11Iou~ ;Jl!qOlUO~pU1;J1g1ul opmb UI ;J1UU~pgWUmp;J301d uI ~ (uraurerqo) 2u~2vd II
'U;J1V UOQU30'1~p 01U;JWU~qwu3oxonu un U 0 01U;J~u8gds onu ouy gUO~ZUW10JUI ;JIUl Ui\1;JSU03;J 'U1UUJOI88uullgnb U03 U~10WgW u~ IV'1
uI g3SIn1I1SOS ;JIUUIlUl;Jl
u
'913
U ;Jl110 .(qO T'9 T '8y) osuqurep pu
u1uUJo~88u
8UO!Ze::J!unwo::J !P !W8lS!S
Telefonia mobile
415 Fig. 16.12 Procedura di handover.
III
to
CD
MS utilizza BTS 1
na Ie, ve
0
MS simuove verso BTS 2
0
Handover: MS utilizza BTS2
~
16.5 Prima del GSM In Europa, e in molti altri stati del mondo, il problema della comunicazione telefonica mobile ha trovato la sua soluzione pili razionale nel sistema numerico GSM. Prima dei sistemi GSM, sono stati attivati servizi analogici dalle caratteristiche sempre pili complete e tecnologicamente complesse. In Italia, il sistema GSM e stato preceduto da tre generazioni di servizi radiomobili analogici le cui caratteristiche saranno brevemente descritte.
16.5.1
Servizio radiomobile di prima generazione (RTMI)
I sistemi radiomobili di prima generazione, introdotti in Europa negli anni settanta, operavano su poche decine di canali nella banda VHF, allora ritenuta la pili idonea per questa tipo di comunicazioni. Tali servizi presentavano alcune limitazioni: -
-
-
-
le dimensioni delle aree coperte dalle stazioni radio base erano molto vaste, per cui il terminale mobile doveva disporre di un'elevata potenza in emissione; per tale motivo i terminali mobili erano solo di tipo veicolare, cioe montati su un'autovettura e da essa alimentati; il ridotto numero dei canali disponibili e le vaste dimensioni dell'area di copertura di una singola stazione radio base consentivano di servire un numero di utenti molto piccolo, dell'ordine di grandezza di 1000 nelle aree con maggiore densita di utenza; la chiamata da fisso a mobile richiedeva la preventiva conoscenza dell'area di copertura in cui si trovava l'utente mobile e la digitazione del relativo prefisso (non esisteva cioe alcuna procedura di roaming); una volta assegnato a un terminale mobile un canale radio, quest' ultimo rimaneva impegnato dall'utente anche qualora, in seguito ai suoi spostamenti, la qualita della conversazione si degradasse fino, allimite, all'interruzione del collegamento (non esisteva cioe alcuna procedura di handover).
In Italia, il primo sistema. radiomobile pubblico fu attivato dalla SIP (ora Telecom Italia) nel1974 con il nome di RTMI (Radio Telefono Mobile Integrato). Le sue caratteristiche
'wso
·S;)Vl-3 uzu:lln,U:)p :)uo~znu~unp :)lU:)nB:)SUO::lUO::l UUl:)lS!S PP ozncnbcrj !P UUOZ USS::llSulpu ::lUOIZnpo1luq rod 170~U mopu DUOSIS !l!q~uOdS!p qUUU::l! ciuourextsscoons :ZHW ~P U ued ooqdnp Ip ossad UO::l ::l ZH)[ !P !lBlZUdS ~lUUO~Z::llIP!q W3 0!PU1 IIUUU::l OZtT ::llU::lUllU!Z!U~ UAUZZllIln ::l 'zHW 006 re OUlOlUI arodo UUl::llSIS I! :!lUlU::lUl::llddns ~Z!A1::lS!AOnU Ip UpgJj0.l UnOp01lID '" :::lUOIZUS1::lAUO::l UU::lp auorzruronn ::lUOIZUPU1B:)P::lllqns UZU::lSUUl::llS~SI! onru !P urrurodoo !P U::llU.l o.nuc tsnnsods !P OSS::l::lUO::l U10 rpmnb '" ~lUUlUll::l1 ~u :!Sl::lA!P 011011UO::l!P unroo an l::lAOpuuq,l ::llUnn::lJJ::l!P ~!l~lIq!ssod ul ::llSIS::l:::llUUO!ZUU 0!10lIl1::l1 l::lP ::llUlOl rsanb nrmrcdoo uun OUOlU::lSUO::l::lsuq O!PUl ~UO!ZUlS!P U!UqB!Ul ::ll :(<
~z
°
:qUgnBgS gl DUOS 'UAlnU U10::lUU'" oisoi oisonb oirepor '" mo U! oiuomom lU g OPUOUl pu !UOISUg~P !lOIBBUUl Ip gl!qomo~pu1 glgl ul crcssc uAullns!l £661 pu cqo 'S;)Vl-3 :)lgl ulpu anopornn l?lIAOU Iludr::lU~ld g'1 ·ZHW 006 !U OUlOlU! upuuq UAonu ulpu (UioIsilS uonntnununuory SSOJJlI. IVI0L - popUoIXt/) S;)V l-3 O::l!BOIUUUP1UPUU1S01 0PUBZZ!l -un 'gUO!ZBlgU:)B UZ1:)l Ip :)l!qomO!pUl OIZIA1:)S TI 0661 pu :)ssnpOllU! dIS q 'zHW O~P B SWl~ OIZIA1:)S l~ ornmras oisord u:)q UA:)AU BZU::l1n.lPP UlS::l!q::l!l UunSS!llOJ ul 9q::l!Od
(S8'v'1-3) eUO!ZeJeue'3 eZJel !P el!qoWO!peJ o!Z!/\Jes £·9"91
~z
·ZHW 01 B
uad
:)::l!ldnp Ip
ossad
UO::l ::l
ZH)[ !P qu!zuds IIUUOIZ::l1IP!q W..J OIpUl !lBUU::l OOZ uO:J 'zHW O~P !U OUl01U! UAU1::ldo :qu:)ln 00009 B::ll!::l !P UZU:)ln ~P 1?11:Judu::l nun UA::lAB :::lUOIZUSlgAUO::lUIPP :)uo~znlI:)lU! ::lUO!ZUPB1B::lP::lllqns UZU:)S011011UO::l!P 01lU:):J un !P anurcdoo !P U::l1U,1011U::lIS1U1sods !P OSS::l::lUO:J rptrmb Ul::l ~lUUlml::ll !B :011011UO:J!P o.uuoo OSS::llS0UU ::llUB::lU0:JIUOIZU1S::ll Ull roxopueq !P l?Fl!q!ssod UO:J 'oseq OIpBl IUO!ZU1S::lIPP 0U01lUO:J !P U1U::l:J01 UAUZZ!TIln :Olu:Jg!Un osstjord un ::llUU!P::lUl ussy ::l1::l1uIIuP OSS::l::l:Ju,I0PU::llU::lSUm 'B~lUpdn uoqB:J0'1 ::l BU!UlBOl !P 1?1IIuuo!zunJ ::lI UAU1U::lUl::lld~ :(::lPOUlO:Joudord uou IUO!SU::lunp ::lIIUP !pqU110dsBl1 !IUU!Ull::ll l?lIU::ll UI OUUA::llS~S::l ::lScqona) UUI0::lI::lAqUU!UIlgl U10:JUU::ll::lP::l!q::l!lup ::llSUA!SO::l0pU::lUU~l md 'glU::lPg:J::lld IWl~ BUl::llSIS IU oucdsu OUUAmU!Ul!p ::lSBq O!PUl IUOIZU1SgIOBU!S ::lIIUP ouadoo g::lm gIPP ruO!SU::lUlIP ::ll -
°
:qU::lnB::lS::lI OUB1::lSWl~ UUl::llS!S I::lP !IudD~ld ::lq:JI1SU:)HU1B:J::l'1 ·1U1::lPOUl!Ul::llS!S I::lp ::lq::l!dq l::lAOpUBq Ip ::l BU!mBOl !P ampooord ::ll BAgP::lA::lld ::lq:JonBJ 1I1::ld 'oUBllu1I ::llulnlp::l BUl::l1SISorox ourud TI OlUl::lPISUO::l crossa ond UUl::llSIS ::lIBl ·(ZHW O~P) ..JHn upuuq UI (oUO~ZV.loUoZvpUOJOS !P 0l!qoW ouofoIoL 0!PVN) SWl~ Um::llSIS 11 U!IUH UI ::lSSnp01lUI dIS BI 17861 pu '::ll!qOUlO!PBl O!Z1Al::lSpp UPUUUlOP oiucoscro uUu ounsos UI
(SlI\IUl) eUO!ZeJeue'3 apuooas !P el!qoWO!peJ o!Z!/\Jes
(;"9"91
·::lS::lUdpp ::lUO!ZU:J -!UnUlO:J Ip ::l!A !Iudr::luud ::lI ::l ::luuqm ::l::llU ::lr uA!1do:J ::lSBq 0!PB1 !uorzB1S 001 U::l1!::lUO::l :OrBBUl !P Ul)[ OZ !::lp ::lU!Pl0.lPP uro ::lsuq OIpB1 ::lUO!ZUlSqOllU!S uun up oirodoo ::l::llU ::lIPP gUOISU::lUllP UI :ZHW 9'P U usd eoqdnp Ip ossad uO:J o OIpBl qUUU::l Z£ uO:J 'zHW 091 !U OUlOlUl BAU1::ldo :I1U::l1n OOOP U::ll!:J !P ezucm Ip 1?1!:JudB::lnun UA::lAUZH)[ ~Z Ip nmzads
qUUorZgl!P!q
W3
:qU::lnj3::lS::lI OUU1::lI{BdI:JU!ld
3UO!ZB::J!UnWO::J!P !W3lSIS
Telefonia mobile
417
16.6 GSM 900 Gia all'inizio degli anni ottanta Ie limitazioni dei vari sistemi radiomobili analogici sviluppati erano evidenti: sensibilita ai disturbi e aile interferenze, scarsa protezione dalle intercettazioni, possibilita di «clonare» i terminali, incompatibilita tra sistemi sviluppati da diverse nazioni, servizi limitati alia fonia. Per tale motivo in Europa, nel 1982, fu fondato in ambito CEPT un gruppo di studio denominato Group Special Mobile (GSM), il cui compito era quello di sviluppare un sistema digitale unificato per I'Europa identificato dalla sigla GSM del gruppo di lavoro stesso. Alia fine degli anni ottanta la standardizzazione del nuovo sistema radiomobile fu demandata all'ETSI, che mantenne la stessa sigla identificativa GSM, mutandone pen) il significato in Global System for Mobile communications (sistema globale per comunicazioni mobili). Negli anni novanta, numerosi Paesi extraeuropei (Australia, India, Russia, Cina, ecc.) hanno ritenuto di unificarsi allo standard europeo adottando il GSM per i propri sistemi radiomobili. II sistema GSM, introdotto in Italia nel 1994 da TIM (Telecom Italia Mobile), annovera rispetto ai sistemi analogici i seguenti vantaggi: -
-
-
a parita di banda occupata dal segnale, la trasmissione numerica consente l'introduzione di codici a rivelazione e correzione di errore, tollerando pertanto valori piu bassi del rapporto SIN (il che significa maggiore interferenza cocanale), e consentendo una minore distanza tra celie che utilizzano la stessa frequenza, con conseguenti miglioramenti nel riutilizzo dei canali e nella capacita di utenza; il fatto che la comunicazione sia numerica fa si che il terminale mobile sia un apparato gia predisposto, senza necessita di alcuna modifica 0 integrazione, alia trasmissione dati. Risulta pertanto possibile accedere tramite il solo terminale mobile a una serie di servizi integrativi come scambio di messaggi di testo, invio e lettura di e-mail, ricezione di informazioni varie. Connettendo il terminale mobile a un PC (tipicamente un portatile) e possibile inoltre inviare e ricevere fax, accedere a Internet, comunicare con altri computer t"); il flusso numerico trasmesso e- criptato di modo che risulta impossibile la sua decodifica senza la conoscenza di un'opportuna chiave; il terminale GSM puo essere utilizzato in tutta Europa e, pili in generale, in qualsiasi Paese a standard GSM.
II sistema GSM 900 utilizza la banda 890 -7- 915 MHz per I'uplink e la banda 935 -7- 960 MHz per il downlink, con passo di duplice pari a 45 MHz (fig. 16.13). AII'interno di ciascuna banda sono collocati 124 canali a radiofrequenza distanziati di 200 MHz, ciascuno dei quali e in grado di portare otto segnali numerici multiplati con tecnica TOM; la tecnica di accesso multiplo e pert an to di tipo FOMA- TOMA. Le dimensioni delle celie variano da poche centinaia di metri fino a circa 35 km, l'handover e possibile sino a velocita del terminale mobile di 250 km/h.
II / 890
I
I
l
915
935
960
124 canali da 200 kHz (I canale ~ 8 segnali)
e) Al momenta
I
Downlink
Uplink
f(MHz)
124 canali da 200 kHz (I canale ~ 8 segnali)
in cui e redatto questa testa il sistema GSM consente la trasmissione dati a 9600 bit/s, rna e in fase di attivazione l'estensione GPRS finalizzata al raggiungimento di velocita pili elevate (30 ~ 60 kbit/s 0 pili).
Fig. 16.13 Utilizzazione della spettro radio nel sistema GSM 900.
BI g o~z~:)jgSg,1 BlBZZ~IBllUg:) nratrram
'WSD u~ g:)sqSgi1 g SSs: g SSN
oicr BIPP gUO~ZUglnUBm mroists gnp I noo OSSgU
-uoorciut ? :(glgl BIPP guoqSgi1 ~P arucisrsonos 'Ul
'1IllUlUU:Jj I:JP
cnorzazzuruenrrur 111 odop (q) :J aurud (v) WIS-3:W :Jlli:JISUI
'O:)Ipgw OSlO:):)OS811 ~BZUBU!d~P B!P1BnD L I I ~o:)ond PP ~1~i1~A ~11 ~mz~lod £11 ~~lgIU~qB1B;)zt I :?OI:) o 'BZU::li1lgmg!P glBmB~q:) oloS glBnnglP ond WIS Ip oxud glBU!mlgl 'WIS PP eou -nou !P ~lq!q~ssod BI uoo OlBi1Bdgld oirporo un ns OlBSBq BH::lIloq o gUOUB:)BZUgSoiucur -euoqqnj auroo '!Z!AlgS txonu ~P gl~llljnSn Ip ossomrcd Bq WIS PP ::luo~ZnpOllU!,191:) B ::llllO ~WIS oudord P IAOPUgl::lS~gpqom glBU -ttnroi !sB~SIBnbun ::llBZZ!lqnIp WSD oiucm un B glUgSUO:)WIS g tIW au ::lUO!ZB1Bdgs B'1
lot"9t "'!.:1
(v)
(q)
vn
'(qPl'91 'i1Ij) B~lgnBq BI OPUgA -Onm!l tIW,IIgU OUO:)S~lgsUlIS gq:) «ojjoq -O:)UBlj B» WIS !lnpom ~nOpOllUI qB1S OUOS!lBUImlgl Igp gUO!ZBZZ!llllB!UImBlIB Ol!ni1::lSUI ~(VPl'91 'i1Ij) OUlglSg,IIBP tIWJ -pu OUBA!lgSUI~Sg OFPgl:) Ip aireo Bun !P IUOISUgm~pgl OUBAgABWIS IInpom I glugmIB~ZIUI 'gUO~ZB:)!Unmo:)BI ormduo Ip g glUgln,1 aroosouocu Ip oior BlIB OU01UgSUO:)gq:) !UO~ZBUI10JU! gl cnru g OlUgUIBUOqqB!P qBp I nnuoiuoo ouos !n:) UI 'B!lOmgm Ip g glOlIOllUO:)Ol:)~m drqo !P OlBlOP ojnpom un ? :(OlBUOqqBJI::lP ~l~lUgp~ Ip olnpom '
, SW:
,
glBUImlgl un gq:) oxursodstp
1
.nunsrp !lUgm::lp gnp UI ::llS!SUO:)gEqom !gp gl~llljnSn !P g WSD glgl BIIB orcpoooa Ip orucm un B glUgSUO:) '(SW) uopV1S
'~Z~Algs IOns
u?
s"tt>
8UO!Z8:lIUnWO:l !P !W8lS!S
419
Telefonia mobile
Fig. 16.15 Struttura del sistema GSM.
PSTN ISDN
ReteX.25 Altre reti cellulari
NSS
..,
II sottosistema di commutazione NSS comprende i centri di commutazione MSe, interconnessi tra loro, con Ie altre reti (PSTN, ISDN, ecc.), con il sottosistema BSS e con i registri VLR, HRL, AUe e EIR. II VLR (Visitor Location Register, registro per la localizzazione degli utenti visitatori) e un registro proprio dell'MSe, che memorizza temporaneamente tutte Ie informazioni necessarie per trattare Ie chiamate da e verso i terminali mobili che si trovano nell'area controllata dall'M'SC. Quando un terminale entra nell'area gestita da un MSe deve registrarsi presso il VLR e esegue una richiesta di Location Updating; il VLR effettua la registrazione richiedendo i dati dell'utente al database centrale HLR del gestore a cui I'utente e abbonato. L'HLR (Home Location Register, registro per la localizzazione degli utenti «di casa», cioe abbonati presso il gestore) e un registro proprio di ogni gestore GSM, che vi memorizza in modo permanente i dati dei propri abbonati; oltre a cia, I'HLR memorizza in modo temporaneo l'identita dell'MfsC presso i quali si trovano i terrninali mobili dei propri abbonati. L'AUC (AUtentication Centre, centro di autenticazione) e un registro proprio di ogni gestore, ove sono memorizzati Ie informazioni che consentono I'autenticazione del terminale e la cifratura della conversazione. L'EIR (Equipment Identity Register, registro dell'identita dei terminali) e un database in cui i numeri di serie dei terminali (IMEI) sono inseriti nelle seguenti tre liste: Lista Bianca (contiene gli IMEI dei terminali omologati e perfettamente funzionanti), Lista Grigia (contiene gli lMEI dei terminali difettosi 0 non omologati), Lista Nera (contiene gli IMEI dei terminali rubati o che, per altri motivi, non possono accedere alla rete); prima di inoltrare una chiamata da 0 verso un terminale mobile, I'MSe consulta sia l'AUe che I'EIR.
BSS
II sottosistema delle stazioni base BSS interfaccia i terrninali mobili con i centri di commutazione MSe, e comprende i due elementi indicati come BTS e BSe. Una BTS (Base Transceiver Station, stazione ricetrasmittente base) e un'unita che fornisce la copertura radio
BZUBpUOp~l Tp l~q
961
oJV.I J!q) S/lTq){ £1 =
.
lIq 09Z ~P
rqooojq
£
Ugq 9um~~B
-01· OZ
ooZ··
B
ucd
TOd OUO~UgA oooojq UmSB~;) Tp lTq
. nzucnbaq oiucpnodsuroo .
B1jI;) Ip
UO;) gIB;)OA gIBU~gS E
creiuascrddar
on
IV ·(oJUo;J.WS Ip
Bun UO;) 'sur
~P glUgSUO;) 01"90 WSD
OZ
1U~0
.
B;)9IPO;)
vt
·;)IBIPUOUl OlIqUlB UT SW Bun glBq;)B1lU~1 ;)IIq~ssod '? glBnb Bl o.nuc 'WSD 0~ZIA1;)SPP glBqol~ ;)IB~lOl~ll;)l arrurcdoo Bl muosorddar OllBj ~P :0101 B1l ~SSgUUO;)lglU~WSD ~lOlS;)~ ~gp 9;)1 ;)UBP Bl~A1gSB;)lB B1glUl,1 '? :vo.lV ;JU!tuVON 0 WSD tuun :ml~BUl B ~SSgUUO;)l;)lUTJSW ~p glgl Bun glUBTpgUl WSD ;)1OlS;)~ oiroo un up Bl~A1gS Bg1B.I '? :(;)SgBd un Tp B;)qqqnd ;)1~qoUloior BU;)P B;)lB ''>[.I0M.loN tuun 0l!qoW PUV7 J!lqnJ) NWid :"MiA OllS~~;)l oxmodsu IBP o JSW OSSglS 0UBP ;)l9S;)~ B;)lV U09B;)Oi glPP ;)Ul;)~SUl.I'? :Vo.lV :JSW 0 0ll0.llUOJ !P Vo.lV :BIP;) Bun UO;) glgp~;)U~O;) ond UBI0;)91Bd ~UOIZBnl~SUT BUl 'gug;) ~p orotnnu orroo un opucrdnroo B;)lV UO~lB;)0i Bun BUl10U Tp :glU;)ln,IPP gUOIZBzzqB;)01 !P 1U0~ZBUl10jIT!;)1 glBUlO!~~B Bqqgp gl;)l Bl gq;) BZUgS rsreisods ond SW Bun opmb Bl o.nuo B;)lB.I '? :Vo.lV uoQVJ07 0 VJVtuVFP !P vo.lV :SlH gSBq 0!PB1 gUO~ZBlS 0 oUOIZVS.lonuoJ !P Vo.lV Bun Bp Bl!A1;)S 'BIP;) BI0~IT!S Bl
'?
:(Vo.lV UO!lVJS oSVf!) VUV
Sf!
:g;)lB
uucnsos
;)1 ouonfitrustp
!S '91"91 ·~9 BUB OlUg~lgj!l IIOJ ·~l9lIg gSl;)A!P Bp ;)l9Sg~ g ;)lUgUlB;)Tq;)lB1;)~;)lBZ~UB~lO TIB~lOl!llgl gglB Tp gUl;)!SII! un ;)IDO;) BWDS;)P glgSSg ond WSD BUlglSTS PP amnruis Bi
·JSW !P BUl;)lS~SIB !UlglSg WJd !IBIIB;) !gp gllIgI;)!lP nrd OZZ~Eln un UO;) 'S/l!q){ t9 B gIBIIB;) O;)~lIn un U~S/l~q){ £1 B WSD !IBU~;)S ornanb '.IoxoJdlJlntuqns trn glUB~P;)Ul ';)lBldqlnUl gl~qIssod '? 0pOID IBl Ul :JSW.I ,?Ol;) ;) '(NaSI 'lNSd) ;)q;)~IIOj ncr glllB ;)1 uoo WSD BUlglS~SE B~;);)Bjl;)lU~gq;) otpms OUl91n,IPP OSSgl~U~U! BlBnllgjj;) glIg~A B;)9!PO;)SUB1lBl S/l!q){ t9 B !IBUB;)! O!I~gUl IB glBz~Eln 19d ·BSlgA;);)!A;) S/l!q){ t9 B WJd gIBU~gS u~ S/l!q){ £T B WSD ;)IBU~gS E '.I0pOJSUV.lJ un omrran ';)lB;)9!PO;)1l otorcd OIlBSS;););)1I'? glgl BIPP OUlglUT,UV ·S/lTq){ t9 B WJd qBUB;) ns '9U;)lSTSg ~~~ T;)!UOPPl TUl;)lS~S~ IIO;) ~lTITq9BdUlm rod 'IlBSBq ouos 'SSN.!PP OUlglUT.IIB ;) JSW g JSH an 'JSH o SlH B1l ,?oq o 'WSD BUlglSTSPP mronn B~IIOj ~P qUgUlB~;)um ~ anuonr '(9·t·9 .rad !pon) S/l!q){ £1 Ip OIlBU~q ossnu trn B1gUg~
oqo
odu
'tll"M-dli-Jdi
~P O;)~UOjgIBII~;)S PP
B;)9~P0;) nun
BZ~19n WSD
g1BU~Ul1glun
JapOOSUBJla J8Xald!llnwqns
·(L SSJJ ounuroo gIBUB;) B gIIOlZBIBU~;)S)JSW OlBl ;) (NaSI UT ;)IDO;) OdVi OUO;)OlOld)SlH olBl ;)IIOlZBIBU~gS~P O!qUlB;)S01 'gIBUlIllO OpOul U! 0~PB1 azuoiod Bl glBI0~gl g l;)AOpUBq q~ g19S;)~ ~P ;)UT] IB SlH gUB ~IBUTUl1gl~BP glBTAU~amsmr glPP oiuourenun E t;););) 'TlBUB;)!;)P oqsBEl g ;)UOlZBII~;)SSB)BUl;)lS~Spu q~q~UOdSIP otpnr ~IBIIB;)Igp ;mO!lSg~ Bl ouopuarduroo ~lIo~zunj ens gi ·SlH Tp oroumu orroo un OPU;)lS;)~ oicr BU;)P orpar oired Bl glBUOllUO;) ~P ;)uo!zlInj Bl Blj oqo n~un nun a (osaq TUOlZBlSglPP glOn01lUO;) '.I0110.lJu0:J UOIJVJS oSVfJ) JSH II ·!gqOUl qBUTUll;)l I UO;) gUO~ZBIBII~;)S~P O!qUlB;)S 01 '(l;)AOpUBq !P !IIOlS!;);)PgIPP gSBq BUB)gIBU~gS PP ~lTIBnb Buns ornsrur glPP gUOTZmgSg.I 'TIBU~gs !SS;)lS!1~;)P guo~zBInpoUlgp ;) gUOlZBInpoUl BI '(!IBII~;)S !gp B9Bl~0ll!1;) 'gIBIIB;) ~P B;)9~PO;)gp-0;)) 0~PB1 BllB1l Buns !lBTqIDB;)SqBU~;)S ~;)P B;)Il;)UlnU gIIOlZBlOqBp,I ouopuardtnoo g '(JSH BUBP BlBHOllUO;) ;)lU;)UlBl;)IdUlO;) '? SlH B1) ;)A9m;)Sg ;)llI;)UlBl;)Ul OUOS TUOlZUnj ens ;)i ·~r.qOUl qBU~Ull;)l ~ OSl;)A';)UOIZBIBU~;)S!P B!S O;)TjjBll ~P B!S ';)UO~ZB;)~lInUlO;)~P qBIIB;) I 0PUBZZTIBgl 'BIP;) Bun ~P euojzaotumuoo
tp !WalS!S
Telefonia mobile
421
~BSAre.
~,
,
Location Area
MSC Area
PLMN
MSC
st o GSM Area
~t
:a
Fig. 16.16 Gerarchia delle aree nel sistema GSM.
t
sz
II
rz oz
61 81 LI 91
st
PI
£I II
!
n
01 6
8
L
SUI S;I9'P
sri 6'9LS; : lOIS dUl1.L :
- llUlll1l\
o
9
I
H;);)'v'S
O£'o 13 ~IBd
l!:r °gP£MH
onopord
UO:J
oumssnes
Olll!J
un UO:J OlBIll!J ~ osaq BpUBq U~ gIBUllgS E gi\.OP )lSW odn ~p ezuonban ~p oiuornmsods 13 gUOIZBInpoUJ Bun ~ BUIllIn,lSgnb ~(C£O£ .rad !pua) £'0 )lSWD gUOIZBInpoUI BrAgld IIBU~UJIgl ~ g osaq OIpBI ~uo~ZBlS gI BIl OIpBI BrA OlBrqUIB:JS gUg~A S/Fq3[ OLl 13 ojdnjnur gIBUllgS II o~SlgA~POIpBI IIBUB:J ns glUgUIB:J~p~:J llBPBllSUI OUOllUgA gUO~ZB:J~unUIO:JBun U~ OUopg:J:Jns !s gIP ismq ! gIP B:J!J!Ull~S
°WSD llUIll11IjInUI lllPP auotznunoq 8l·9l·'I:J
IS ~ZUglgJI;}lU! 0 ;}lOUInI 13 ~lni\.Op uorro ~IBnlUgAg oqo VVEqBqOld BI gIInU~UI~p 19d °(81"91 °lly) trrunj tsn 19d BlBAlgSIl ~ Bun g (luuUVH:J l0.11U0:Jpum!J0ssJI MOlS 'H:):)VS gIBUB:J) gIBUllgS PP Vl~IBnb BlIns gInS!UI glIB IAllBpl nap ~;}P gUOISSIUlSBIl BlIB uraotpap ~ Bun 'gAllBUIIOJUI OUOS PC: 'gUJBIl gIPG °SUI on = ~19'P °9l 13 rrsd BlBInp BIIgp 'WSD VUlV.11mnUi BI ;}:JSInlIlSO:J ;}UIBIl 9l ~p gUIg~su~:-I °SUJ ~19'P = = sri 6'9L~ °8 13 ~IBd BlBInp BIIgp WSD VUlV.11Bun g:Js~nFlso:J lOIs cum ouo !P ;}UIgIsu~.'l °IIBU!UIIgl ~gp gUO!ZBZZ!UOI:JU!SBI oUO:JSIlUBIBll '2U!U!V.11!p gUJO:J gq:JUB IlOU 'OUIS~UOl:JU!S ~p l!q I O;}UO~ZBIBUllgS ~p ~ OdUJB:J I! 1 13~IBd ~ S os 'B~UOJ !P ~ OAIlBUIlOJUI OdUIB:J I! 0 13 !IBd ~ S os l!q ~BP OlB:J~pU~ onmnb 0puo:JgS 'gUO!ZBIBUllgS ~p 0 B!UOJ !P orcssa ouossod IAIlBUJIOJU~ lIq I °lSInq II gIBFUI~PP 13 OUOAIgS (BpO:J ~p nq) 11q pm gq:mB mop 'gUO~ZBlSglU! !P lIq I
n
in
.s
°S/lIq"" ° 'I
8'OLl =
9-01
° 6'9L~ 13 rred
sz'ss 1
°
BIJD Ip ° °
sz's
azuonbcrj Bun g nq ~z:'9~1 !P BA!SSgIdUIO:JBlBInp BI Bq isrnq un oiumrod ~(L1"91 °lly) Fq ~p BlBInp BIPP B~PlBnll Ip odtnor un g OUISIUOI:JU~SIp lIq nq gnp 'gUO!ZBlSglU! !P l!q !;}S 'lIq L~ Bp !q:J:JOIq gnp opuarduroo lSInq !UllO o(WGl B:JIU:Jgl UO:J OlBIdIlInUI gIBUBgS pp lOIs ouni un 13 gpUOdSIIIO:J gq:J 0IIBAIglU!) sri 6'9L~ !P BlBmp BIPP (lIq !P B:JYJBI) tunq Igp ~lBUIlOJ OUOllUgA ~IBnb I ;}lUB!pgUJ 'nq is Bp ~:J:J0Iq ono U~ ~SIA~ppns g (£TL °IBd !pua) llUqqUIBl:JS 13 usodonos tptnnb OUOllUgA O:J:JOIq UmSB!:J Ip l!q 9~P I o(ulVUVJ !p »nu nq)
sz 's
s/Fq)j
8'C:C:=
o:J:JOIq un
£ - ~~~
oiumrod
OC:13!IBd BIF,:J !P
nzuanbcrj cmopuodsuroo
Bun UO:J 'SUI OC:~UllO lIq 9~P Ip
rp 0IIOIlUO:J II 19d
gUg!H0 ~S~qBuOIznIoAuo:J ;} D~p~:J !:JIpO:J ns OlBSBq ororrc
°WSD llIpllln'3 !P 1m ;mmZlllS;JlUJ
S;l'8
-
!A!lllUllOjUI
£
S
S
ouismoromc
lSlOq un Ip lllOllOllS
IAll11lIllOjUI ;JUO!Zlll~IUI
sz
LS;
--
LS;
---
£
U·9l·'I:J II8.
- -
8UO!ZeOIUnwoo Ip IW8lS!S
Telefonia mobile
16.7 DCS 1800 II sistema DCS 1800 (Digital Cellular System 1800) e un'evoluzione, operante intorno ai 1800 MHz, del sistema GSM 900, del quale mantiene tutte Ie caratteristiche strutturali e procedurali, tanto che il sistema e a volte indicato come GSM 1800. L'aumento della frequenza di lavoro consente di utilizzare una banda pill ampia rispetto al sistema GSM 900, con conseguente aumento delle portanti e della capacita di utenza. Oltre a cio la frequenza pill elevata consente ai segnali di, superare meglio gli ostacoli con benefici in termini di copertura nelle aree urbane, anche se la maggiore attenuazione riduce la dimensione massima delle celIe a circa 8 km. I terminali telefonici in grado di utilizzare sia il sistema GSM 900 che il DCS 1800 sono di tipo dual band. II sistema DCS 1800 utilizza la banda 1710 -i- 1785 MHz per l'uplink e la banda 1805 -;-1880 MHz per il downlink, con pas so di duplice pari a 95 MHz; Ie portanti radio, che sono spaziate di 200 kHz e servono otto canali ciascuna, sono 374.
bit S:
16.8 DECT In ambito telefonico il termine cordless (senza fili) e utilizzato per indicare un sistema telefonico domestico che permette all'utente di comunicare mediante una parte mobile (handset, apparecchio «da mano») collegata via radio ad una base. Questo concetto e stato esteso dal sistema DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunication, telecomunicazione digitale senza fili migliorata), concepito come uno standard per sistemi cordless domestici esteso a centralini telefonici basati su mezzo radio e a sistemi cellulari urbani. In realta, quando e stato introdotto nel nostro Paese da Telecom Italia nel 1998, il sistema cellulare DECT non ha avuto molto successo pres so l'utenza, ormai dotata dei pill potenti e flessibili terminali GSM, e per tale motivo e stato poi dismesso nel 2001. Rispetto al GSM, il sistema cellulare DECT risente infatti di troppe restrizioni, tra le quali la scarsa copertura del territorio (solo aree urbane parzialmente coperte) e la limitatezza delle procedure di handover che costringe l'utente a muoversi a bassa velocita (inferiore a 40 km/h) per non perdere la connessione. D'altro canto, il sistema DECT, laddove e presente, garantisce prezzi inferiori a quelli degli altri sistemi cellulari e addirittura comparabili con quelli delle telefonia fissa; pertanto puo risultare interessante per alcune categorie di lavoratori che operano in ambito urbano. Al momenta in cui e redatto questa testa non esistono in commercio terminali a doppio standard DECT-GSM, rna e possibile che questa settore si sviluppi in futuro. Diversa e stata invece l'accoglienza del DECT in ambito locale, dove rappresenta un valido standard per la realizzazione di sistemi cordless domestici (con la possibilita di gestire pill terminali intercomunicanti), centralini cordless, LAN non cablate. Le principali caratteristiche dello standard DECT sono Ie seguenti: -
codifica vocale ADPCM a 32 kbit/s (vedi par. 6.4.4); modulazione GMSK (come nel GSM); 10 portanti radio spaziate di 1,728 MHz nella banda 1880 -i- 1900 MHz; unica frequenza utilizzata sia per ricevere che trasmettere con tecnica TDD (Time Division Duplex);
-
12 canali bidirezionali per port ante con modalita di accesso FDMA-TDMA; velocita di trasmissione pari a 1,152 Mbit/s; possibilita di trasmissione dati con velocita fino a 256 kbit/s; celle molto pill piccole rispetto ai sistemi GSM (20 -r- 500 m) con riutilizzo pili intensivo delle frequenze; antenne pill piccole rispetto ai sistemi GSM e quindi collocabili sui semafori 0 sui pali della luce.
423
-MOP [r
rod
ZHD
9'61
-7- P'61
(q)
(v) ':ljIIPjUS
un up
[IUll:llOld [OSUj(q) .nmtpu] [j!IJ:lIUS [P nuraists II (v)
6t09t
0'1.:f
'){IT!jU '){u~jdn,Il;)d ZHD £'6Z: -7- 1'6Z: :ABM;)rll'3-;)1~jP1BS OlU;)WB'3;)U0:J~ZHD 8£'tz: -7- 81'£Z: :;)1~IP1BS1;)lmOlU;)WB'3;)U0:JB~SZHW S"9z:9 1 -7- 9191 :;)lU;)ln-;)lHP1BS OlU;)WB'3;)U0:J-
~){IT!jUMOp TI .rod oqo ){uqdn,I
rod
.nucnsos ;)1 ouos ;)lBZZlTIlTI;)PUBq ;)'1 'U1S;)11;)1~lBInIP:J ;) ;)lBJqB:J q;)l ;)UB ;)lBlqplBS ;)1;)1Bj OUB'3;)U0:J;)q:J 'A'vM;nv2 q~u~pp 'U1S;)11;)1ouotzamunnoo ~P fllU;):J ~P amoop oqopmb UO:J OSS;)UUO:Jl;)lU~ ~ ;)lBlqplBS BW;)lS~SII 'fllS;)l1;)l uor ;)lBU'3;)dW~BZU;)Soro] Bll ;)lB:J~UnWO:J'~lBlqplBS qBufU11;)1~P qB10p uuom ;)np rod ';)1!q~ssod Bllnsfl ;) BSS;)UUO:Jl;)lU~ ~ ;)UO~ZBjP1SO:J Bj nuru ;)q:J opour ~p 'qqplBS ornnnb !111BUO:J OlB'3;)U0:J~ ;)lm;)lBS fU'30 'OlU;)UlBUO~zunJ1! ;)lUBmp Bl~qlO Bll;)110:J Bj ouroucr -UBW ;) O~:JUBjTIonramp qm;)lBS f;)P OlU;)UlBUO~~sodTI ;)1;)'3'3;)110:J B OUOP;)AAOld;) O~lBUlUd 0UOllUO:) ~p OllU;):) IB QB'3;)llo:JQUOSoJudUlvad/!'l1 d V!.IJdUld/d..L'Oll0.lJuo:J !P !.IJUdJ ;)11 'oro B ;)lHO ~O~ZBdS;)Pl np OlqS;)'3 ~ P;) BWO~ B ~ BA1;)SUfP OllU;):J E criuour 'BSn 'U01'3UlqSBM B OlBnps O!.IVUl!.Id o//O.lJuoJ !P O.lJUdJ un Bp OlBUOllUO:J;) OlqS;)'3 ~ qqplBS ~P BUl;)lSfSOl;)lUf,'1 'olnmw fU'3o IpBl'3 9'£ ~P ;)IBUlWl;)l IB ardos msods ~s ;)lP ';)1IjP1BS PP ~l~EqOUl BllBP onranb '(B:Jl~:Jill){ 0S'1 ~P Oll;)WB~P ouunq «;)jP:J» ;)1) ;)lU;)ln,ll;)p ~l~TIqow BUBP 0lUBl UOU orauep ~ l;)AOpuBq,j OSB:J oisonb UI '(%1'91 ''3y) W){ OOOZ: B:Jl~:JfP Oll;)WB~P ~P ;)f:JY1;)dns Bun ;)lU;)WBA!SS;)IdUlo:Joprrordoo 'TIBUO!Z;)l~PO!PBl !:JSBJ 8P B11;)l Bllns Bll;)~Old ;)lqplBS ~u'30 'qnu~w 001 U! B11;)l BUB OUl01IT!;)UO!ZnjOAUBun opuctduroo W){ 08L Tp BZZ;)l[B,UnB OUB1!qlO qm;)lBS I ~BA1;)S!1 !P ;)lljP1BS un md ~AlllB qqplBS 1I ;)U;)!lUO:J';)101Bnb;),UB oncdsu lp B1BU~PIT!'mrqro IU'30 '(v61'91 ''3y) UBlod rsunb !IB1TqlO mard !;)S ns Bl~nq~11S!P ;)UO!ZBIP1SO:JBun ouoosrmnsco ;)q:J q~IP1BS 99 ~P ;)1;)1 Bun ns OlBSBq ~ wn!p!ll BW;)lS~SII
oP'98
';)q:JqSU;)llB1B:J;)j ;)lU;)W;)A;)lq ;)lBllSnm OUUBlBSIjBnb !;)P 'lB1SjBq -OlD;)
wn!p!lI
OUOSnumrodun nrd ~ ';)UO~ZBAlllB~ B~AUl 0 ~AlllB ~~'3 ~W;)lSISTS1;)A~P ~ Bll
'(B11;)l BllBP W){ 008 S'£ B) ~lBUO~ZB1SO;)'3 TlqplBS ns unseq !Ul;)lS~S!;)P !:J~dq ~P1B1U~ B1IA;)~BSSBq;)lU;)WBA~lBPl BZU;)lOd B ;)lBU1JBd;)jBU~Wl;)lun UO:J ;)1~IP1BSE UO:J ;)lB:J~unWO:Jlp ;)lU;)ln,UB onomrod :~W;)Jq01d ;)np ;)AjOSp Bll;)l BI UO:J qqI;)lBS ~;)P BZUBU~:J~A BI ~~llS;)l1;)l;)q:J~UOPPl q;)l ;)[ UO:J ;) 0101 an ISS;)UUO:Jl;)lU~ (nq.lO LfJ.lV:;[ M07 'O'1:n) ;)lBjO:Jl~:J BSSBq B1TqlO U~ q~IP1BS ~P ;)U~:J;)P~P ~uorzBIP1SO:J ns ';)lU;)WIB1;)U;)'3'qBSBq OUOS ~;)lS~S ~IBl ';)IB~PUOUlOIPAq B amuodoo ~P ~lIW~IBZU;)S;)IBUOS1;)d;)UO~ZB:JlUnUlO:J Bun 0PU;)lU;)SUO:J ~lBInIP:J g ~lBIqB:J IW;)lS~S'I OUBl'3;)lUl ;)pqOUl B~UOPI;)l Bj rod !lBlHP1BS IW;)lSTSI
tnsorrai
aUO!Z8:J!UnWO:J !p !wajS!S
425
Telefonia mobile
1-
II sistema Iridium e digitale e come il GSM utilizza la tecnica di accesso FDMA-TDMA. II flusso tra utente e satellite, modulato con tecnica 4PSK, e di 2400 bit/s, e puo essere utilizzato per fonia, FAX, messaggistica, trasmissione dati. I telefoni palmari Iridium hanno dimensioni poco maggiori dei terminali GSM (fig. 16.20a), e come questi ultimi sono dotati di modulo SIM; mediante un'interfaccia RS-232 possono essere connessi a un computer e utilizzati per la trasmissione dati 0 per 10 scambio di FAX. I terminali palmari possono essere di due tipi: -
single-mode: sono terminali progettati per utilizzare esclusivamente la rete Iridium; dual-mode: sono terminali che possono operare in modalita Iridium 0 in modalita GSM.
(c)
Nelle aree servite da un sistema cellulare GSM, il terminale dual-mode utilizza per comunicare la rete terrestre; in caso contrario si connette tramite la rete Iridium, eventualmente utilizzando un gateway per comunicare con l'utente remoto. Oltre a fornire un servizio ai propri abbonati, Iridium e in grado di fornire un servizio pubblico per mezzo di unita installate sugli aerei 0 mediante cabine eventualmente alimentate a pannelli solari (fig. 16.20b), install ate in aree isolate non servite da infrastrutture di comumcazione. Si deve infine notare come le caratteristiche del sistema Iridium non ne abbiano impedito uno scarso successo commerciale che ne ha fatto uno dei flop economici pill notevoli del recente passato. In procinto di essere dimesso nel 2000, e stato rilevato nel 2001 a basso costa da una societa sostenuta economicamente dal governo USA, motivato dall'obiettivo di man tenere in vita un sistema di comunicazione non intercettabile per i propri militari di stanza in ogni angolo della Terra. II basso costa del cambio di gestione ha consentito il ridisegnamento delle tariffe con il conseguente allargamento del bacino di utenza.
16.9.2 Globalstar II sistema Globalstar e sostanzialmente analogo a Iridium, dal quale differisce principalmente nell'essere un sistema pill economico nel progetto e nella manutenzione, cosa che si riflette direttamente sulle tariffe applicate agli utenti. Le principali caratteristiche del sistema Globalstar sono: -
J
-
costellazione di 48 satelliti distribuiti in otto orbite a 1414 km di altezza, con inclinazione rispetto all'equatore di 52° e periodo di rivoluzione pari a 113 minuti; copertura di circa 80 % della superficie terrestre, da 70° di latitudine Nord a 70° di latitudine Sud (sono escluse Ie calotte polari); antenne satellitari tipicamente a 16 fasci radio; interconnessione con Ie reti terrestri mediante gateway; bande utilizzate: satellite-utente 1610 -7- 1626,5 MHz per l'uplink, 2483,5 -7- 2500 MHz per il downlink; satellite-gateway 5091 -7- 5250 MHz per l'uplink, 6875 -7- 7055 MHz per il downlink; flusso numerico tra utente e satellite a 9600 bit/s, utilizzabile per fonia, messaggistica, FAX e trasmissione dati; possibilita di utilizzare terminali palmari dual-mode (Globalstar-GSM).
(b)
Fig. 16.20 (a) Terminale Iridium; (b) cabina a pannelli solari.
OSS~:J::)£ ~p ~:JIU:J~l~I ~zz119n WSO II ouroo ~ ~1~l~~P ? mn~p~ll ~m~lSIS II 9~u9~P '~llS~ll~l cuorzumururoo ~p triuco ~p eutoop ~LJ:JI~nbuoo OSS~UUO:Jl~lm? ~l~lm~l~S ~m~lS~SII odn ~p mtqro] m3J 08L ~p ~zz~lI~ ntm ~ OU~pqlO ~lm~l~S I ·~l~IOd rsanb II~l~qlO rnmd ns ~lmqf1lSlp ~uO~Z~lI~lSO:Jnun ouo:Js~nl~lso:J ~LJ:JIlm~l~S . !P ~l~l nun ns oresaq ? U1n~p~lIauroists II (p '~~l~ llUlU1~Oil 0 .. ~~l~ '(~s~~d un Ip ~:J~rqqnd ~gqom. ~l~l ~lI~P ~~l~) 0 0llOllUO:J Ip ~~l~ , . 0 ~l~m~ILJ:J Ip ~~l~ '~~.rvsa 0 [P ~~l~ .oiuoureorqorarcs ~l~ZZIU~lllO IJ~UOlll1~l ~~l~ !P ~m~!su! un cmoo anuosop ~l~SS~ ond WSO ~m~lSIS pp amnnris ~'1 (:J '~s~q~l~p I~U ~l~U1OJllll~ ~U~~A ~UOJZ~ZZIJ~:J0I ans ~I ~lS~~LJ:J11 ntrn ~l~l ~11~mAUl' ~~qm~:J . Ip Ol~lOP ~ OS~:J:J~opnmnrai un opunnb ~~s~q~l~p [ou ~lU~SUI ~U~~A~uo~z~z -z~I~:J01nns ~I ~ msorqou uun ~l~l ~11~ ~~AU~~1~Ulml~l II \)~:J~p ~zu~nll~suo:J ~ ~ ..............aunopi ouonuoo uou ~~lom~m nns ~I 'osooon ~U~IA~I~mml~l un op -unnb :~zU~lSO:Jl~:J~np u~ ~l~A~l~ ~U~~Aumpooord ~I~l ·~I~llU~:J~s~q~l~p pu oreu -lOlllll~ 0 ~ss~~ ouofiuoa ~1~U~U11~l un ~p ~uo~z~zZII~:J0I~I uuaprenfirr motzatn -lOJU~ ~I ~I~nb ~I ~lu~~p~m nmpooord ~I ~:JlpU~ IS orrrurrci I[ UO;) (q '~lU~S~ld ~AIISS~:J:J~ ...... . . ~~u ol~~lom~m ~U~IA~ ~~l~"pU olmp~l1l ~U~~A~q:J ' . ol~u~mou~p 'oAIl~:JgIlu~PI oudord un ~p ~l~ZZ~l~n~l~:J ? ~~l~ [I~l ~p ~unui30 ...............~l~Ulmou~p ? ~uo~z~zz~I~:J01~I ~l~U10~i3i3~~EU~A~LJ:Jazuos ormsods ond ts ~I~mml~l un ~I~nb I~ o.nuo ~:Jg~lllo~ll ~~1~,'1 'OSS~lS ~1~U~U11~lI~ OSl~A ~l~m~~LJ:Jnun ~l~p~llSU~ ~Agp IS opunnb ol~llnsuo:J ~U~~A~LJ:J un u~ ~l~llS~E~l ~lloA u~ ~1I0A Ip ? ~I~~ml~l pp ~uo~z~zZII~:J01~I ~l~lnll~:J ~U1~lSISun uI (11 ·~S~lJ nucnsos ~I ~Pldmo;) ·~l~m~~LJ:Jnun
~l~A~:J~l ond ~I~u~ml~l
'l~AOpU~q BIS I:J oqo ezuas orcxonm '~I~U~U11~l E
un ~I~nb ~T oriuo
ond [S ~l~u~ml~l un ~T~nb ~l oriua
I : [IJ [][]
UO:JoU~:JJUnmo:J ~LJ:J~II~:J ~IPP ~m~lsu~,T opucrdtnoo ~l.p [TI
uns ~I ~l~U10~Ei3~ ~llu~A ~q:J ezrros ~l~Aonm ond IS ~I~U~l~l
·~UO[Z~ZZIT~:J°T un ~l~nb ~I o.nuo
'~s~q otpnr ~UOJZ~lSsun up mrodoo
:~~l~"? ~~lV uOIl~:J0'1 ~'1 ·~zu~nb~lJ ~SS~lS ~l unoz ~SS~lS~IPu ~l~z~gln '~m~lsis pp ~~l~"pU nuos
-ord !J~UlU11~lmd onrauraoutuoduraiuoo ~l~n~UUO:J rod ozuonbcrj ~SS~lS~T ~l~zZII~ln ·~zu~nb~lJ ~SS~lS ~l ~Sl~A~p~UOZu~ ~l~zZI19n ·~Sl~A~pozuonbaq '~Sl~A~p
:}Sl~AIP
ouoz u~ ~l~zz~IIln
czncnbcrj nuoz ~SS~lS~IPu orezzqnn
Telefonia mobile
: I
Completa 10 schema in fig. 1 relativo alla copertura cellulare del territorio.
Fig. 1
Indica se Ie seguenti affermazioni sono vere
0
false motivando la risposta.
a) Un cluster e l'insieme delle celle contigue che utilizzano frequenze diverse. b) Nei casi pratici Ie celle sono pill piccoIe nelle zone a pill bassa densita di utenza. c) II termine roaming indica iI fatto che un terminale mobile puo accedere alla rete nell'ambito di una certa zona di copertura. d) L'handover si attiva quando cambia Ia Location Area di appartenenza. e) Un terminaIe GSM senza SIM non puo effettuare alcuna chiamata.
OV
OF
OV
OF
OV
OF
OV
OF
OV
OF
Rispondi ai seguenti quesiti in un massimo di died righe piu Ie eventuali figure.
u u u
Descrivi i principi di base del riutilizzo delle frequenze e della copertura cellulare del territorio. Descrivi la procedura di Location Updating. Descrivi i vantaggi del sistema GSM rispetto ai precedenti sistemi analogici.
427
1 - Unitti 1
MODULO
PI P2 P3
P4
B
B, D a) periodico, sinusoidali, frequenze (pul-
sazioni). b) Parseval, periodico, armoniche. c) integrale, antitrasformata, trasformata discreta. I a) V; b) F; c) F; d) V; e) F.
Unitti 2
I I
P4 P5
I P5
c) luminanza, crominanza, sottoportante, interallacciamento. I a) V; b) F; c) V; d) V; e) F.
I I
UU
P9
B B, D_ a) modulante, portante, traslata, base. b) deviazione di frequenza, indice di modulazione, Bessel. c) canale di trasmissione, banda passante. a) F; b) V; c) V; d) F; e) F.
P6
EI E2 E3 E4
Q = 5,21 bit] Q = 15,6 bit] H = 0,934 bit]/simbolo IJ = 0,968
PI P3 P4 P5 P6
H = 2,29 bitJisimbolo IJ =0,987
B B, E a) emissione, senza memoria, con me-
moria, di sorgente. b) a lunghezza fissa, variabile, probabili,
P8
Unitti 3 PI P2 P3
Unitti 5
Huffman. c) conservativi (lossness), non conservativi (lossy), on-line, off-line. a) F; b) F; c) V; d) F; e) V.
B
C,D a) passa-banda, 300, 3400, fonica, modem. b) sostituzione, inserzione, tasso di errore. c) splitter, filtri, CAP, DMT. a) V; b) F; c) V; d) F; e) F.
Unitti 4 PI B, C, D P2 C. D ,--,Pc..:3:__ al CCD, pixel, risoluzione, dots per inch (dpi, punti per pollice). b scansione interaIIacciata, 25, 50, sfarfallio.
Unit« 6 E2 E3 E4 E5 P3 P4 P5
[J>U
100/110/111/111/110/100/001/000/000/001 = 576 kHz M = 372 kbyte BWs = 7,85 MHz
BpCM
B, C B, C,E a) campionamento, campionato, periodo di campionamento. frequenza di campionamento. b) filtraggio. di harmon. analogico-digitale, carnpione : c) pixel. bit. colore. pl. a) F; b) V: c) V: d) F: e) v.
__
--__,-
Zd Td
'J
£d
°1;)AOSS013 'qnq 'snq U (:J 0;)UOlZU3lfddu';)1;)1 'JVW 'q311MS (q
°VWG.L-VWad 'AUM;)lUii'om '9 '99 (p °WSD 'NWid 'U;)lV JSW '"B;)lV UOll"B30i ';)UOlZUS1;)AU03(:J °U;)lV uoqu30i 'IVi ';)S"Bqulup 'IVi 'iiUllUpdfl uorraoo-j (q °IIUUlUl1;)l'(IVi) AlllU;)PI U;)lV uOllu30i 'U;)lV UOll"B30i ';)Suqulup (v
°A (a ~A (p ~d (:J ~d (q ~d (v
°d (d ~d (p ~d (:J ~d (q ~A (v
a
OLJ
'ain
°001 'iiUl"N U;))[Ol
'l;)Ul;)qla
'"B3!iiOIUUU(v
a 'a 'a a'J
°A (d ~d (p ~A (:J ~d (q ~d (v
£d
Zd Id
S;d
Zd Td
a 'a'J
£d
°U!33"Bjl;)lUl'A1I1U;)rood 'On030l01d (:J °8 '';P-f"N ';)101U11U;)3Um(q °NV'l '("B3IjUliio;)iiU;)lU Ul ;)1;)1) NV M. 'NV'l '(uuu11IOd011;)UlU;)lU Ul ;)1;)1)NVW '(;)IU301U;)lU ur ;)1;)1)NV'l (v
I
'am
£d
°A (d ~d (p ~d (:J ~d (q ~A (v O';L 'l VS OAU3'aNi '"B3lfoq"BIUd(:J °lUl1dlOOj 'jods 'otosejnmm ';)1uqolii nrrurodoo U (q .rcptrodstran ')[UlIUMOP ')[Ulldn (v
Id
a 'a
Zd
a 'v
£d
°UUlU;)Ul;)lddns IZlA1;)S 'IZlAl;)S;)Pl 'nutnrod IZlAl;)S (:J °p9 '0£ 'ounurud '91 'P9 'osuq (q °om1l33ud lp 'OllTI3n3 lp 'P9 '9T 'P9 (v
S;d
°A (d ~d (p ~d (:J ~A (q ~A (v
I
J
'a 'v Ol
°d (d ~d (p ~A (:J ~A (q ~d (v
pt]Un
on
{mop
a 'v a 'J 'v
-om) aJa '(Jd) ala '6 ';)IUll;)S 'sz (:J °X;)ldnp-nnj ';)lOS -rxrodns ;)lum3 'x;)ldnp-jluq 'X;)ldUlIS (q °Od ';)IUll;)S 'USSUul 'upnu1"Bd (v -IS 'OSId
I
'v a
'a'J
£d
I
a 'a 'a OU a I Id I
Zd Id
°d (a ~A (p ~d (:J ~A (q ~A (v 0~113Udu3uilu pu '~1!3Udu3 "Bssuq U ';)UOlZUluuii;)s 'OlU;)UlU;)UlllU'o.nrenb (:J °llB1nqll1 '8 '8 'P9 (q °lslndun 'rsmdnn 'WVd '13lUOPI;)l (v
'szt
°d (d ~A (p ~d (:J ~d (q ~A (v
'aoa
°SNa 'prowssud ';)UlBU-1;)Sn (:J °l;)SMOlq ';)iiud ;)UlOq 'l;)U1;)lUI oirs (q °dld 'guUl-a 'ar.ur 'MMN\. (v
J
°d (d ~d (p ~A (:J ~d (q ~A (v °puoIAud '8P ',; '£,; ';)lp3 (:J °JAS '£ 'z 'S/l!qW Z (q 0;)ugU03 !P 1;)ln01 'ruronn remer '03!ll31Bl;)ii (v
a
a 'a
J £d
'v
V ZHW ZP'Z = sMEl
Zd
6d
L2.4:J
on
I Pd I I Zd I
Id
°d (d ~A (p ~d (:J :d (q ~A (v 0;)IUUU3'onnu ')[30[3 'Bl33Uj1;)lUl lp 13lP03 '"B;)UlIlp 13!P03 (:J O;)suqUpU"Bqm '01 -u1npoUl ';)UOlZ"BlnpOUl'UpU"Bq-ussud (q 0;)lU;)A;)3Il;)IUUlUl1;)1'llq lp ;JUOlZ -UZZlU013UIS'nptreq lp ouotzadnooo (v
Pdl
£d
Zd Td
a
6d
£d
'J
Pd
a
8WJnunJlS 8i\OJd 8118P 8 !ZpJ8S8 !1;l8P 8lS0ds!Cl
Ott>
di
accesso base ISDN, 393 accesso multiplo, 409 accesso primario ISDN, 393 accesso remoto, 358 ACK,257 adattatore ISDN, 357, 400 ADPCM, 135 ADSL, 66, 359 albero di attraversamento, 301 algoritmo di Huffman, 101 algoritmo di routing, 319 aliasing, 120 allineamento, 179 Altavista, 363 AM, 27 AMI, 168 AM-SSB,34 A-MUX,181 AM-VSB, 36 anello ad aggancio di fase, 162 antenna parabolica, 382 antitrasformata di Fourier, 11 Apache Web Server, 353 architettura client/server, 208 architettura di rete, 256 ~ TCP/IP, 268 ASK, 55 ATM, 331 ATRAC, 143 AUC,419 audio streaming, 143 audio wave, 143 AWG,282 Azimut, angolo di, 383
lOBase2, 294 10BaseT, 296 lOOBaseT, 297 2BIQ, 171 4B3T, 172 backbone, 251, 338 banda base, 25 banda C, 381 banda Ku, 381 banda traslata, 25 baud, 54 BCC, 111 BER,55 bilanciata, trasmissione, 283 binding, 311 B-ISDN, 331, 390 bit di ridondanza, 109 bit stuffing, 261 Bitmap, 145 BMP,145 borchia NT! Plus, 397 BRA, 393
bddge,299 broadcasting, 246 browser, 362 BSS, 419 BTS,414
cablaggio ISDN, 400 cablaggio strutturato, 284 campionamento, 117 ~ teorema del, 118 canale, 179 cancellazione d'eco, 217 CAP, 67 capacita informativa, 108 categorie UTP, 283 cavo ~ crossover, 305 ~ laplink, 226 ~ null-modem, 226 ~ SAT, 382 ~ STP, 286 ~ UTP, 248, 282 CCD,74 CCI, 313 CCIR,209 CCITT,209 CD, 129 CDN,214 cell splitting, 408 cella ATM, 332 cellulare, sistema, 406 cellulare, telefono, 418 Centronics, 227 character stuffing, 261 choke packet, 326 cinescopio in bin, 85 cinescopio tricromico, 86 circuito virtuale, 211 c1asse di servizio ATM, 335 classi IP, 271 client, 208 cluster, 407 CMI,169 CMY,73 CMYK,73 codice, 94 ~ 2BIQ, 171 ~ 4B3T, 172 ~ a lunghezza fissa, 99 ~ a maggioranza, 110 ~ a prefisso libero, 99 ~ AMI, 168 ~ bifase differenziale, 168 ~ bifase, 167 ~ ciclico, 112 ~ CMI, 169 ~ convoluzionale, 113
~ di Huffman, 101 ~ di interfaccia, 166 ~ di linea, 166 ~ HDB-3, 169 ~ Manchester, 167 ~ mBnB, 174 ~ MLT-3, 170 ~ Morse, 100 ~ MS43, 173 ~ NRZ, 163 ~ ottimale, 98 ~ protetto, 109 ~ RZ, 166 ~ MCMI, 169 codifica ~ ADPCM, 135 ~ di canale, 109 ~ di linea, 165 ~ di sorgente, 94 ~ GSM 06.10, 139 ~ nel dominio della frequenza, 140 ~ PCM, 124 ~ per modelli, 137 ~ per trasformate, 140 ~ per sottobande, 140 codifica numerica, 116 ~ audio, 124 ~ dell'immagine, 144 ~ video, 151 collegamento ~ a Internet, 356 ~ a margherita, 296 ~ comrnutato, 210, 212 ~ dedicato, 213 ~ multipunto, 215 ~ null-modem, 226 ~ punto-punto, 214 colore, percezione del, 71 comandi AT, 234 comrnutazione di circuito, 210 commutazione di pacchetto, 210 comrnutazione di segnali PCM, 197 compact disc, 129 companding, 130 compressione dati, 102 computer network, 244 concentratore, 248, 294 condivisione ~ dei programrni, 316 ~ dell'accesso a Internet, 313, 361 ~ di file, 310 ~ di stampanti, 312 controllo della congestione, 324 controllo di flusso, 220 controllo di parita, 110, 111 conversione PM-FM, 46 copertura settoriale, 408 CRC,112
6L£ 'om ~Z£ 'JO)/:mq /()/vo1 68 'a:J'l Z8Z 'LPZ '~PZ 'NV'l ZIP 'IV'l
LPI 'mIdI LPI '~HI Z6Z 'llururureI
60Z 'rut ~Z£ 'PIZ '£1Z ':)1~dElI 18£ '.LVS'lV.LI L~£ '8££ 'dSI L~Z 'OJl;JpOUl 'ISO/OSI £ap 'TIEUlUIl;Jj lOP 'IZIA1;JS16£ 'TIEUOIZUnjuuoureddrufifrar 16£ 'oiucuruoju rp nund £OP 'oroumunjnur 06£ '1IEUE:JOOP 'olllllElqE:J OOr 'L~£ ';J10jEnEpE £6£ 'orreunrd OSS;J:J:JE£6£ ';JSEq OSS;J:J:JEOOr 'j;JU1;JjUI E OSS;J:J:JE88£ 'ztz 'NaSI PZP 'umtpuj 60£ 'lllJuO:JdI OLZ 'OZZIlTpur la 'ISSE[:J 6n 'dI 9~Z ';JUOlZEjS;Jjur Z81 ';JIBUE:Jrp oduroi tp 0JlEA1;Jjur OP£ 'ozz ':JIN1;JjUI Z~Z '3J10Mj;JU1;JjUI L~£ '8££ 'l;JpIAOld ;J:JIA1;JSj;JU1;JjUI £~£ ';J:JTA1;JSUOpEUllOjUJ l;JUl;JjUI Z9£ 'ur E:Jl;J:Jll 99£ 'OlUIUlOP un lp ;JUOlZE11SIll;JlL9£ 'ns ;JUOIZE:Jllqqnd Z9£ 'ur ;JUOlZEllIAEU~9£ '£9£ 'ut PV01UMOP 9~£ 'E OjU;JUlEll::lJl0:JOOP 'NaSI OSS:J:J:JE6~£ ''1SaV OSS;J:J:JE8££ 'j;JU1;JjUI LOP '::lIEUE:JO:JEZU::ll;Jjl;JjUl ZZZ 'Z£Z-S~ l!l:J:JEjl;JjUl 'EpJlE1Ed l!l:J:JEjl::ljUT 08£ '.LVS'1tI.LNI 01 'l::lllnO~ rp ::lIElll::ljUl 08£ '.LVS~VWNI P6 'ouotzeurrojm 68Z ':JVW OZZUTpUl 90£ 'at IZZIlIPUl UZ '::ljdlOllOS rp OjU::lWEZZllTPUl 8~ '6£ 'LZ ';JUOIZElnpoUl rp corpm IZ 'jSmbAN Ip ounno osjndun IZ 'jSmbAN lp osjndun 81P 'ItIWI P~£ 'dVWI £s£ 'SIT OIZ '3tIm L6Z 'u£·108 aasr 16Z '£·W8 33m 88Z 'W8 33m 68£ 'NGI
az
»u.
6Z£ 'NGI on 'HVI
P6Z '8PZ 'qn!f 6ZZ 'asn qnq O~£ '6££ 'd.L.LH rP£ ''lW.LH £L ''lSH I~Z 'IS0!f 61r '~'lH 9~Z '.Iopvo!f r8 'A.LaH ssz ':J'1aH 691 '£-HaH OZZ 'o)/v!fspuv!f PIP ').o!lOpuv'1 ~IZ 'xo1dnp-Jiv!f
LIP 'OlZ 'WSD 6£1 '01"90 WSD 18£ 'SdD 09 ')lSWD ~Zr 'mjSIEqolD 161 'EAPIsod ::lUO!Zl!:JlJTjsnrll. Z8Z 'j::lUl::ll.{jtIjlqElllD 9PI '~ID 981 'Had E!1{:J1El::lll 8L£ ';JjlJl::llES '01lEUOlZE1SO::lll 08£ 'OtID W£ 'Z~Z '/(vMowii
6£ 'PSS::lH Ip lUOlZUnj ~IZ 'xo1dnp-1/nf L9£ 'OP£ 'd.L~ 9~ ')lS~ 61 I 'jSmbAN tp ezuonbai; L TT 'OjU::lUlBUOldwE:J rp szusnban
on 'iiU1UlV.J.j
O££ '.{v10). »unu] 8P£ '7w..LH »iutu] LL '::lIEjI1lIP El::lWE:JOlOj 801 'UOUllBI.{SIp ElnUl10j ~P 'IP 'UOS1E:J rp ElnW10j ZZ 'orreurq ;J10jBUllOj LPI 'DtIdI oiauuoj LPI '~BI OjBUl10j 9PI '~ID OjBUl10j 901 'ISS::lldUlO:JIjBW10j £PI 'orpna IjBW10j 08£ 'iuuaioo] OZI 'Jo(W-PJOf £P '0;J1::ljS ZP 'Bll;J11S BpUBq B Zr 'BlllBI BpUBq B 8£ 'W~ ~Z£ 'UOIIV:J!!iJods MOz! IZ£ 'iiulPOOz! 8L 'Jo)/:J!z! iivz!
In 'ol/(q
IZ£ 'iiUljnO.1 /(JO]JoJ1P pexi] P8£ '/(:Juonbo.J.j ennpeuusun ISJ!!· 6ZI 'iiU!!fI00UlS rp OljllJ on 'llUlSBIJBpUB OllJlJ PO£ 'Jo!lJoS o1!! 91 '.L~~ TTP 'Vwa.L-Vwa~
LP 'wa~ 6£Z ';J1BMllOS XBj sot '~L '£D XBj ZZ '110-Jl01 lp ::llOllEj L6Z 'LPZ 'loU).o!fltI ieo]
08£ '.LVS'13.Lfl3 16Z 'LPZ '1::lUl;Jl.{j3 91P 'S:JV.L-tI 06 'l!lW01:JIlS::l ~Z1 '::lUOIZBZZljUEnblp aro.no SZZ'ddtI L6 'ntdonuo IZZ ')I:JVlbN3 T~Z 'Wo]s/( S puo 89£ '£~£ 'Irem-::l £8£ 'rp 0lolluB '::lUOIZE!\::lI::l 61P '1II3 P8Z '89~ vu/vta on 'VItI ss '::lIElll::lds BZU::lI:JlJP 86 '::l:Jlp.o:Jun lp EZU;JI:l!lJd 8ZZ'd:JtI
ssr 'HAa £8£ 'pe»] 1vnp £ZP 'ouojopa 'puoq 1vnp LOZ'tI.La 68 'N.LSa ~9 ''1sa O£ ':J.L-HSa Z£ 'aso O~Z 'aooc 19 'xsao s+r '~L 'Ida 88 'uond 10P 8££ 'I~Z '::lIBSlOP Z8Z 'ouoru ourddop 99£ 'OP£ 'jdUl;JjUI 0lUlUIOP £6Z ';JUOlSlJIO:>rp OlUlWOP Orr 'SNa L9 '.Lwa 9£1 'wa ZZ£ 'Sunnoi JOpo!! o:JUVIS1P 68 'a:J'l AEldslP LL£ 'lllJl::llES top B:JIUlEUlP ZZ '0!1{:l:l0 E EWUlBllll!lP LO£ 'aoacr sr '.L~a 8£ 'Bzu::lub::llj lp ::lUOlZBI!\::lP rP '::lSBj rp ouorzeracp £1 'BZU::llOd lp ::lIElll::lds 1?1ISU::lP LZ 'oiucrcoom cuorzejnpourop a ';JjU::ll::lO:J;JUOlZElnpOUl;Jp 61 ':JE11a lp EjPP £ZP '.L:J3a £ZP '0081 soo LOZ '3:Ja TPI ':J:Ja ~OZ 'OjBP TTZ 'Ulv.J.iivwp 6ZI 6ZT
'rvc
'aver
Z6Z '8PZ 'oo/vwso 801 'IZ 'jSmbAN lp ll;Jjll:J
Indice anali!ico link state routing, 323 LLC, 290 LNA,384 LNB,384 - Marconi. 384 - uni versa Ie. 384 LNC, 384 location area. 412 location updating, 412 LSB, 30 lunghezza eli un codice, 97 LZ, 104
MAC, 289 mailer. 354. 368 mainframe, 208 mainteiner. 366 MAN. 245, 250 mappatura. 312 maschera di sottorete, 273 maschera fessurata, 87 matrice di commutazione, 197 mBnB, 174 MCMI,169 memoria tampone, 191 MEO,379 metamotore di ricerca, 362 MIDI, 144 minicomputer, 208 minidisc, 143 MLPPP, 359, 400 MLT-3,170 modello client/server, 208 modello ISO/OSI, 257 modem, 53, 207, 231, 357 - configurazione del, 239 - esterno, 237 - interno, 238 modulazione, 25 - AM, 27 - AM-DSB, 32 - AM-SSB, 34 - AM-VSB, 36 - angolare, 38 - ASK, 55 - CAP, 67 - delta, 136 - di ampiezza, 27 - di fase, 44 - di frequenza, 38 - DMT, 67 - DPSK, 61 - FM, 38 - FM a banda larga, 42 - FM a banda stretta, 42 - FM stereo, 43 - FSK, 56 - GMSK, 60 - in banda fonica, 53 - MSK, 59 - PAM, 123 - PM, 44 - polifase, 61 - PPM, 124 - PSK. 60 - PWM. 124 - QAM. 62 - TCM, 64 - velocita eli. 54 monitor per Pc. 87
Morse, codice, 100 motore di ricerca, 362 MP3,142 MPEG- 1 Audio, 141, 142 MPEG-1, 153 MPEG-2, 155 MS,412 MS43, 173 MSK,59 multicasting, 246 multidrop, 215 multifeed, 382 multinumero ISDN, 403 multiplazione - a bassa capacita, 187 - a divisione di frequenza, 47 - ad alta capacita asincrona, 191 - ad alta capacita sincrona, 190 . - bit per bit, 182 - FDM, 47 - parola per parola, 182 - TDM analogica, 180 - TDM numerica, 182 - TDM, 179 - trama per trama, 182 multiplo, 179 multitrama, 189
NIC, 246, 289 N-ISDN, 331, 390 NNTP, 340 NOS, 303 NRZ, 163 NSS,419 NTl Plus, borchia, 397 NT1, 391 NT2,391 NTSC,84
OCR,77 OSPF,323
paging, 414 PAL, 83, 84 PAM, 123, 180 parabola, 382 parita, controllo di, 110, 111 Parse val, teorema di, 7 PASC, 141 passo di quantizzazione, 126 PCM,124 - Hi-Fi,129 - telefonico, 130 PDH, 186 peer entity, 255 percezione del colore, 71 percorso di rete, 311 periodo di campionamento, 117 piggybacking, 263 PIL, 87 Ping, 308, 371 pipelining, 265 pixel, 75, 144 PLL, 161 PLMN,420 plumbicon, 80
PM,44 POP, 338 POP3, 354, 368 porta ben nota, 276 porta TCP, 276 portan te, 25 posta elettronica, 353, 368 PPM,124 ppm, 90 PPP, 267 PRA,393 primo teorema di Shannon, 97 principio di ottimalita, 320 print server, 304 profondita di colore, 76 protocollo di linea, 260 protocollo di trasmissione, 253 - go-back-n, 265 - HDLC, 266 - IP, 269 - PPP, 267 - selective repeat, 265 - simplex stop and wait, 262 - sliding window, 264 - TCP, 276 provider Internet, 338, 357 proxy server, 314 PSD, 13 PSK,60 PSTN,212 pubblicazione su Internet, 367 pulse stuffing, 191 PVC, 211 PWM,124
QAM,62 QoS, 332 quadricromia, 90 qualita del servizio, 332 quantita di informazione, 96 quantizzazione, 125 - lineare, 126 - logaritmica, 130 quantizzazione cromatica, 145 quanto, 126
radiomobile, sistema, 406 RAID, 304 rappresentazione tricromica, 72 real audio, 144 real media G2, 144 registrazione di un dominio Internet, 366 rete di elaboratori, 243 - a bus, 247 - a stella con hub, 248 - ad anello, 249 - basata sui server, 304 - broadcast, 246 - in area geografica, 245, 251, 319 - in area locale, 245, 247, 282 - in area metropolitana, 245, 250 - paritetica, 303 - peer to peer, 303 rete - dedicata a un servizio, 388 - IDN, 389 - integrata nei servizi, 388
433
901 'dIZ
IZZ '.1dOxiNOX ~9 'iSax LZ£ '~Z'X
O~£ '6££ 'qoM oPIM P/JOM 80Z 'U01JVjS'IJOM 01 £ 'llpdmlM. U£ 'SI0ljM 9LZ =uod MOU'I 110M Z9£ 'tfJOj:)oJ1P qoM 61£ 'I~Z '~tZ 'NV M.
8£T '~tIaOJOA 6117 '~iA 178 'SHA t~ ';mOIZBjnpOW tp 1?lI:)0PA Z£Z '~£T 'Z6'A I£Z '££T '06'A ££Z 'WA ££Z 'slqZt'A ££Z 'Zt'A ~9 't£'A £9 'Z£'A £9 '6Z'A 19 'LZ'A 19 'n'A 8~ '£Z'A
Z8Z '8tZ 'ain 8ZZ '(z) IISD O£ '(1) IISD Zt£ 'i}!D 170£ 'SdD LOZ 'iJD ZZZ '0~~9I 1.}!VD
9L£ 'J'Y 1.1. 68 'N1.S1. LL 'AO/OJ erut L8 'uornuuj, ~81 'oumnqin ~OZ 'IlBP ;lUOiSSIWSBll 61Z 'BUOI:JUIS90Z ':ljBU:lS £8Z 'BlBI:JUBjlqS 90Z 'Bj:lIlB1Bd £8Z 'B)BI::lUB[Tq81Z 'BUOl:JUISB:lUOISSIWSBll 9 I 'l:l::l0PA ~1 'Bj:ll::lSlP II '1:llln0.1 rp BjBWIOJSBlj 9L£ ',lopuodsUVlj 9~Z ',lo[1Vlj ~Z£ '3u!dvlfS Jif.!VAj £L£ 'oJnOAo:JVAj 6tZ 'LtZ '3UIA U0'l0j 1£Z 'snq U0'l01 ~Z£ '10'l:Jl1q U0'l01
Z81 'jO/S stun 06 '1..11. £017 'NaSI IjBmm1:lj ~6 ':lUOIZBWIOJUI,jPP BUO:lj L 'jBA:lSIBd !P BW:lIO:lj £ 'l:lunod !P eurcroai 81 I 'OjU:lWBUOIdwB:J [op BW:lIO:lj ZOt 'NaSI IZTAl:lS:lj:lj 8117 ':lIBjnIl:l:J OUOPj:lj 6L 'u/q UI Bl:lWB:J:lj:l) Z8 'IIOjO:J B BI:lllru:J:lPj 16£ 'tIl. Z81 'WJd-Wa1. 081 'WVd-Wa1. , Z8I 'B::lU:lWnU ~8T 'I:JIUOPj:lj IW:ljSIS I:lU 081 'u:JIllojBUU 6Ll 'Wa1. 89Z 'dI/dJ1. 9LZ 'dJ1. 179 'WJ1. t~ ':l1011:l rp OSSBj Lt£ 'iW1.H llBj Z6£ 'V1.
66Z'lj:J11MS £ 'l:lunod rp enos UI oddnpxs 178 'SHAS ZLZ 'Sumsuuns u: 'lfSVUI isuqne £61 'S1.S 98Z 'd1.S £61 'W1.S 60Z ':lUOIZUZZTPIBPUUjS 178 'IAISIA:lpj PIBPUBjS 16 '}!tISVi 06 'j:l[:lJI!! £1£ ':lj:l1 Ip 06 'oiuedurms 861 '1. OIPUjS L6I 's O!PBjS 08£ 'sods 99 'Aom/ds 8 'nzuaiod rp oruods ZZ 'oiezpnr OU:lSO:JB ornods Z8 'O:JIOl::llP orqooads £L ':lIOjO:J rp OIZBds 10£ '00A1 Sutuutuis I~Z ':lUOIZU:JIUnWO::l rp :lj:l10110S 68Z 'JVW 0Il:lAlj0110S 06Z 'Jii 0Il:lAlj0l)OS 176 'Uldl:JSlP :ljU:llllOS Z61 '1.tINOS ~9£ ':llBMlJOS 9Ll 'j0'l:Jos 89£ '17~£ 'd1.WS 9L£ ':llUjIIl:ljUS BW:ljSIS 9017 ':ljlqOWOlpBI BUl:ljSIS £0£ ':lj:l1 Ip oxnerodo UW:ljSIS I~Z 'OIP:lWI:llUi BUl:ljSIS 9017 ':llUjnIl:l:J UUl:ljSIS ZL 'IIOjO::l top rsonns IZ£ '0011 '1U1S 191 'nq rp :lUOIZBZZTUOl:JUIS 6L I 'OWSIUOI:JUlS ~IZ 'xeiduns 8117 'WIS IZ£ '3upnoA umd uou« L6 'rp BW:lIO:lj owud 'UOUUUl.JS
801 'rp UjnUlIOj 'UOUUTII.JS 8L 'OIJIUJlBjS 9~Z 'OSS:lUUO::lUOU L~Z ':ljlqUp!lJB UOU 9~Z 'OSS:lUUO:JL~Z ':ljIq up!lJu OIZIAI:lS Z017 'UBju:lw:ljddns 1017 'nusuod lOt 'NaSI IZIAI:lS £S£ 'OS£ 'q:lM. 89£ 'd1.WS 89£ '£dOd 117£ 'SNa 170£ 'oior Ip ~6z 'I:lAl:lS £ 'l:lunod rp/J:ljB[lun cuos 17 'l:lUno.1 tp BI:ljBjlq cues 18 'u/q IT! O:lpIA £8 'UO[O:J U O:lpIA ZZI 'OUBUIq oorrcumu 6LI 'ojdnjnur 6L I ':ljBuB:Jlj[nW £8 'uzuummnr Ip £8 'BZUBUIWOl::lrp 18 'onsodrnoo LI I 'oreuordureo :ljBull:ls 178 'WVJtIS Z61 'Has 1791 '3ul1qUlVA:JS 0117 'VWa.1-JdJS 68Z '917Z ':lj:ll tp epoqos 08 'UjBl:J:JuIIUl:llm :lUOlSUU:JS 9L 'O:JIllO I:lUUB:JS £8Z ':lUOISSIWSBlj'BjUl:JUUjlqS 08£ 'orosejnpuu 8L£ 'oueuorzaisocs 08£ ':l[uqojll arrurodoo B 9L£ ':l[UI::llJljlB :ljIJI:llUS 6ZT 'P/olj-o/dUlvs L1 I 'o/dulVs
991 'Z([ 9Z1 ':lUOIZBZZTluunb tp :lIOWnI OZZ 'S1.J/S1.}! 9117 'SW1.~ SIt 'IW1.}! ZZZ 'Z£Z-S}! £Z£ '0:Jlq:JIB1:lll 6 1£ '9tZ '3ullnoJ 19£ 'NaSI 19£ 'iSaV 10£ 'ISZ 'AoJnO,1 ZIt '3U1U1VOJ to I 'tIi}! t 9017 'ozuanbaq :lIl:lP ozzqunu 9Z I '(Z) :lUOIZnjOSU s+r '~L '(1) ouorzrqosu ZZ£ 'ara 86 ':l:JlP0:J un Ip UZTlUPUOPU III 'oooojq rp BZUBPUOPU ~8£ ':llUjl!l:ljUS A1. :llOjIA:l:JU Z9£ 'q:lM pu B:Jl:l:JU £9£ 'BjSIABl[V UO:J eoroou £L 'lID}! 01Z 'J.1}! LZ£ '~Z'X 88£ 'NaSI -
o II testa e destinato agli studenti del IV e V anna degli Istituti Tecnici Industriali dell' area Elettronica e telecomunicazioni. e dei corsi post-diploma.
o
.0
o
e
E anche adatto agli studenti
Lepera in due volumi e ciascun volume suddivisi in Unita. Ogni Unita contiene: - teoria - esempi - esercizi - prova strutturata Contenuti: Volume 1 Modulo 1 , Modulo 2 Modulo 3 Modulo 4 Volume 2 Modulo 1 Modulo 2 Modulo 3
degli IPSIA
.
e organizzato
in Moduli. a lora volta
Principi fondamentali di telecomunicazioni Quadripoli Onde. acustica e telefonia Mezzi trasmissivi Trattamento del segnale Trasmissione dati Sistemi di comunicazione
e
II testa integrato da una serie di risorse didattiche e di approfondimento presenti su Internet al seguent~ indirizzo. httpi//www.francescomarino.net
MARINO TELECOMUNICAZIONI2 MARIETTI SCUOLA PETRINI EDITORE Torino
r>
Prezzo di vend ita al pubbl (DefiScaliz':
1~"31'iJ
l
ISBN 88-393-0050-3
111111111111111111111111
9 788839 300508
•
