Reti di Telecomunicazioni 1

Reti di Telecomunicazioni 1
Corso “on-line” - AA2005/06
Blocco 4 (v2)
Ing. Stefano Salsano
e-mail: [email protected]
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• Classificazione delle reti di TLC
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L’obietti vo di questa lezione è :
- dare una cl assificazione delle reti di telecomunic azioni
- for nire una serie di de finizioni relati ve ai servizi offerti dalle reti e agli
“attori” coinvol ti nella fruizione e nella fornitur a di un ser vizio di
telecomunic azioni
- dare una cl assificazione dell’infor mazione che vi aggia in una rete
Di seguito, iniziamo quindi con il discutere alcuni criteri di classificazione
delle reti.
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Tipologie di reti di TLC
• rete pubblica
• rete privata
• rete dedicata
• rete integrata
• rete fissa
• rete mobile
• rete in area geografica
• rete in area locale
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Classificazione in base al tipo di utenza
• Rete pubblica: se l'accesso e' con sentito a chiunque provveda a
stabilire un accordo contrattuale con il fornitore di servizi;
• Rete privata: quando gli utenti abilitati all'accesso costitui scono un
insieme chiuso con specifiche esigenze di comunicazione, che
richiedono accordi tra cliente e fornitore non assimilabili a quelli in
ambito pubblico.
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Ese mpi di reti pubbliche sono la rete telefonica, le reti di telefonia cellulare,
la rete Interne t.
Ese mpi di reti pri vate sono le re ti “interne” delle aziende, l a rete che c ollega i
“banc omat”, l a rete delle ricevi torie del l otto o del totoc alcio.
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Classificazione in base alla mobilità del terminale
• Rete fissa : se i servizi supportati dalla rete sono acce ssibili solo da
parte di utenti che, ogniqualvolta desiderino comunicare, siano in
po sizione statica o che, pur in movimento, rimangano in un intorno
relativamente ristretto di un sito di riferimento (abitazione, ambiente di
lavoro, ecc.)
• Rete mobile: se invece l'accesso e' con sen tito ad utenti che sono in
movimento senza limitazioni alle loro possibilità di deambulazione (a
piedi o su veicoli).
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Ese mpi di reti fisse sono la rete di telefonia tr adizionale, le re ti di c omputer
aziendali con accesso “cablato” cioè me di ante cavi in metallo.
Ese mpi di reti mobili sono le reti per la telefonica cellulare, le reti per
l’accesso “WiFi” nei cosi detti “hot-spot” (aeropor ti, stazioni, al berghi) c he
consentono il collegamento ai c omputer c on sche da “WiFi”, le re ti aziendali
con accesso “WiFi”.
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Classificazione in base alla estensione geografica
• Rete in area geografica (Wide Area Network, WAN): quando
gli utenti sono di stribuiti su un'area molto este sa (una nazione, un
continente, l'intero globo terrestre).
• Rete in area locale (Local Area Network, LAN): quando l’area
interessata è ristretta ad un singolo edificio o a un complesso di
insediamenti entro il raggio di qualche chilometro.
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Ese mpi di reti in are a geogr afica sono ovviame nte l a rete di telefoni a
tradizionale, le reti cellulari, le reti pri vate aziendali per aziende l ocalizzate
in più se di re mote, l a rete delle rice vitorie del l otto o del totoc alcio.
Ese mpi di reti l ocali sono le reti di computer all’interno di una stessa sede di
una azienda.
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Classificazione sulla gamma dei servizi supportati
• Reti dedicate a un servizio: son o state concepite e realizzate in
passato per la fornitura di un singolo servizio e possono oggi e ssere
utilizzate anche per un insieme ristretto di altri servizi, seppure con
limitazioni severe per ciò che concerne la qualità conseguibile; esempi
signi ficativi di reti di questo tipo son o la rete telefonica e le reti per dati.
• Rete integrata nei servizi: sono invece di concezione più recente; il
loro obiettivo e' rendere possibile la fornitura di una vasta gamma di
servizi di telecomunicazione con prestazioni di qualità e di costo
decisamente migliori rispetto a quelle ottenibili con le reti dedicate
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Ad ese mpio di c ome una rete de dicata possa essere limitatamente estesa per
supportare altri ser vizi, la rete telefonica tr adizionale è de dicata al tras porto
della voce (detta anche “ telefonia” o “fonia”), ma può anche essere usata per
tras por tare fax e per un collegamento dati a bassa velocità (<56k b/s) via
mode m.
Un ese mpio di rete integrata è la rete ISDN (Integrate d Ser vices Digital
Network), che tras porta agli utenti flussi numerici su cui è possibile far
vi aggiare la voce o i dati. Ad esempi o il c osidde tto “accesso base” ISDN offre
agli utenti due canali a 64kb/s per tr as por tare l a telefoni a o i dati, per i dati
sono quindi disponi bili 2x64=128kb/s.
Le reti basate sul pr otocollo IP (quindi anche Internet) nascono c ome reti
“de dic ate” ai dati, ma sono ora di ve ntate re ti integrate, c apaci di tras por tare
segnali multi me di ali (voce e vi de o) oltre ai dati.
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• Attori e ruoli nelle reti di TLC / Classificazione dei servizi
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In questa sezione si cercherà di indi vi duare gli attori c oinvolti nella for nitur a
e nella fr uizione dei servizi offer ti dalle reti di telecomunic azioni e le
relazioni, anc he “commerciali”, tr a di essi. Si fornirà inoltre una
classificazione dei ser vizi.
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Soggetti e oggetto della telecomunicazione
• Una comunicazione a distanza avviene solitamente sulla
base di un rapporto di domanda e di offerta
• Oggetto del rapporto è un servizio di telecomunicazione
• Soggetti del rapporto sono:
» il cliente del servizio (service customer)
» il fornitore del servizio (service provider)
» il gestore di rete (network operator)
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Servizio di telecomunicazione
• Un servizio di telecomunicazione è ciò che viene
offerto da un gestore pubblico o privato ai propri
clienti al fine di soddisfare una specifica esigenza di
telecomunicazione.
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Ese mpi di ser vizi di TLC: la telefonia fissa, la telefoni a cellulare, i
“messagini” (SMS), l’accesso ad internet vi a mode m, il collegamento in area
locale di un PC ad una rete aziendale.
A fr onte dei ser vizi offerti dai gestori viene in genere pre vista una “tariffa”
che può essere “a consumo”, “a forfait” (detta anche “fl at-r ate”) o mista (es.
canone me nsile più i c onsumi).
Ci sono anche i casi in cui la tariffa non è pre vista come ad esempi o nel c aso
del c ollegamento in are a l ocale di un P C ad una rete aziendale, o l’accesso
degli studenti attr averso una re te wireless “WiFi” nel campus di una
uni versità.
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Cliente del servizio
• Ha l’esigenza di comunicare a distanza con altri clienti, secondo
opportune modalità operative e prestazioni di qualità
• Per fruire di un servizio deve interagire con il fornitore
• Delega uno o più utenti (operatori umani o macchine di
elaborazione) a fruire di un servizio. Gli utenti agiscono come
sorgenti e/o collettori di informazione
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Si distinguono quindi il “cliente” che è l’entità che sottoscrive il contr atto con
il fornitore del ser vizio e gli “utenti” che sono le entità c he fr uiranno dei
servizi di TLC.
Ad ese mpio una azienda c he sottoscri ve un c ontratto c on un oper atore di
telefoni a cellulare per fornire ai pr opri di pe nde nti la possibilità di fare e
ricevere c hiamate sui cellulari è il “cliente”, mentre i di pendenti che possono
effettuare e rice vere c hiamate sono gli “utenti”.
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Logica del servizio
• La fruizione di un servizio comporta il richiamo e
l’esecuzione di componenti funzionali, che qualificano il
servizio nei suoi vari aspetti e che debbono svolgersi
rispettando opportune regole. Queste costituiscono la
logica del servizio
• Tra le componenti funzionali sono sempre inclusi un
trasferimento e una utilizzazione dell’informazione
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Ad ese mpio un servizio di telefonia “ Numer o Ver de” (i numeri che i niziano
per 800) pre ve de che il numer o ver de 800-xxxxxx ve nga c onvertito da un
oper atore di re te in un numer o telefonico tradizionale, in modo invisibile per
l’utente e c he la c hiamata veng a appunto diretta a questo numero. La logica
del ser vizio pre ve de una inter azione con i meccanismi di tariffazi one, in
modo c he l’utente chiamante non de bba sostenere il costo della chiamata.
Infine quando la c hiamata è giunta alla destinazione avvie ne il tr asferimento
e l’utilizzazione dell’infor mazione (cioè l a telefonata ver a e propria).
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Fornitore del servizio
• Ha il compito di confezionare la logica del servizio e di
rendere questa attivabile secondo modalità definite nel
contratto con il cliente (es. qualità, costo)
• Per rendere possibile il trasferimento dell’informazione tra
l’origine e la destinazione della comunicazione, deve poter
utilizzare le risorse infrastrutturali rese disponibili dal
gestore di rete
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Il for nitore del ser vizio, in caso di reti pubbliche , è in genere una azienda di
telecomunic azioni o di servizi che ve nde i ser vizi al pubblico (ute nti pri vati o
altre aziende) e ha in genere l’obietti vo di massimizzare il pr ofitto.
Si noti che questo è vero nel c aso di ser vizi offerti in regime di c onc orrenz a,
come è il caso attualmente del merc ato delle TLC nei paesi più
industrializzati. Non se mpre è stato c osì: in mol ti paesi incluso il nostro
inizialmente i servizi di telefonia sono stati offerti da aziende di stato, c he
ave vano altri obie tti vi , ad esempi o g arantire che tutti potessero usufruire del
servizio a c osti ragione voli.
La “liber alizzazione” o “ deregul ation” è il passaggio dal regime di
“monopolio” delle aziende di stato al regime di c onc orrenz a tra oper atori
pri vati, c on l ’obie tti vo di aumentare la qualità e il numer o dei ser vizi offerti e
di ri durre i c osti per gli utenti.
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Nel caso di reti pri vate (ad esempi o una rete interna ad un azienda) il
“fornitore del ser vizio” può essere una funzione all’interno dell’azienda, il
cui obietti vo è fornire servizi adeguati mini mizzando i c osti.
Si noti per inciso che una azienda può invece oper are l a sua re te inter na
dandola in tutto o in parte i n “outsourcing” ad un fornitore di ser vizi esterno,
ricadendo quindi nel c aso prece de nte.
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Gestore di rete
• Ha il compito di attivare e mantenere operativi i mezzi
tecnici e organizzativi che sono atti ad assicurare il
supporto infrastrutturale di servizi di telecomunicazioni per
una popolazione di utenti
• I vincoli da rispettare sono il conseguimento di una
accettabile qualità per ognuno dei servizi supportati e di un
costo di fornitura commisurato al beneficio ottenibile
• Gestore di rete e fornitore del servizio possono coincidere
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In molti casi il for nitore del ser vizio e il gestore di rete coinci dono (es.
Telecom Italia fornisce il servizio di telefonia pubblica e gestisce la rete).
Un c aso di separazi one è quello dei “nuovi” oper atori che possono sfruttare
la rete di accesso di Telecom Italia (es. Tele2, Tiscali, …), c on modalità in
genere stabilite dalle autorità g aranti. In questi casi il “nuovo” operatore è il
forni tore di servizio e Telecom Italia è il gestore della rete (al meno per
quanto riguar da la sezione di accesso, me ntre nella sezione inter na in genere i
“nuovi” operatori oper ano delle pr oprie re ti).
Un altr o esempi o di separazi one è quello dato dai for nitori “s pecializzati” di
accesso ad Interne t (Internet Ser vice Pr ovi ders – ISP) (es. Mc Link,
Galac tica, …) che offrono conne tti vità ad esempi o vi a mode m (ora anche via
ADS L) utilizzando la re te telefonica come rete di accesso. Anche in questo
caso il gestore della rete telefonica è di verso dal fornitore del ser vizio.
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Spesso il fornitore del ser vizio utilizza pi ù gestori di rete per “comporre” il
servizio, inoltre un fornitore del ser vizio che utilizza un gestore di rete può
essere visto a sua volta c ome un cliente di un altr o fornitore di servizio.
Un ulti mo comme nto riguar da il concetto di “ qualità dei ser vizi” che il
gestore di re te de ve preoccuparsi di c onseguire. Vi sono di versi modi di
misurare la qualità del ser vizio, di pendenti ovvi amente dal ti po di ser vizio in
questione. Ad esempi o l a qualità del tr asferimento di infor mazioni potre bbe
misurarsi in ter mini di percentuale di errori di trasferi mento (B ER – Bit
Error Rate ). Per un ser vizio che pre ve de l’instaurazi one di chiamate la
pr obabilità di rifiuto nell’instaurazi one è un parame tro critico. Tornere mo
pi ù avanti su questo argomento, uno degli obie tti vi del corso è pr oprio quello
di definire alcune modalità di val utazione di questi parame tri prestazionali e
di progettazione di reti c on deter minati obietti vi prestazionali.
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Rete di telecomunicazioni
• E’ la piattaforma su cui è possibile per il fornitore “fornire” i servizi e
per il cliente/utente fruire di tali servizi
• Consente quindi di:
» trasferire l’informazione a distanza secondo quanto richiesto
nell’espletamento di ogni servizio
» eseguire la logica dei servizi
» controllare e gestire le sue parti componenti, in modo che il
trasferimento avvenga entro prefissati obiettivi di qualità e di costo
» assicurare al cliente/utente e al fornitore il controllo e la gestione dei
servizi supportati
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Classificazione dei servizi
• Portanti
• Teleserviz i
• Di base
• Supplementari
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Potenzialità coinvolte
• Un servizio di comunicazione può essere classificato in
base alle potenzialità dell'ambiente di comunicazione, che
sono coinvolte nella sua fornitura.
• Queste sono sostanzialmente di due tipi: potenzialità di
rete e, quando necessario, anche potenzialità di
apparecchio terminale.
• Si distinguono le potenzialità “di basso livello” (legate al
trasferimento dell’informazione) e di “alto livello” (legate
all’utilizzo dell’informazione)
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Le funzi onalità di basso livello sono pre poste al tr asferimento
dell'infor mazione attraverso la rete.
Le funzi onalità di alto li vello riguar dano invece gli aspetti connessi
all'utilizzazione dell'infor mazione e possono anche i ncludere funzi onalità di
contr ollo e di gestione.
In genere le funzionalità di basso livello sono presenti nei termi nali e nella
rete, quelle di alto li vello solo nei ter minali.
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Classificazione dei servizi
• Sulla base delle potenzialità coinvolte i servizi di
telecomunicazione possono essere distinti in:
» Servizi portanti (Bearer services)
» Teleservizi (Teleservices)
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Un “ser vizio portante” fornisce la possibilità di trasferire infor mazi oni
d'utente tr a due o pi ù ter minazi oni di re te. Coinvolge quelle pote nzialità di
rete definite di “ basso livello”.
Un “ teleservizio” fornisce una possibilità di c omunicare in senso lato,
comprendente ol tre agli as petti di pur o tr asferimento dell'infor mazione
anche quelli legati alla relati va utilizzazione. Ci ò e'otte nuto per mezz o di una
stretta c ooperazi one tra apparecchio ter minale e d ele menti di rete . Un
teleservizio è re alizzato in genere c ombi nando potenzialità di re te di “ basso
livello” e potenzialità di apparecchio ter minale sia di “ basso li vello” che di
“alto li vello”.
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Si noti che in un ser vizio portante l'ute nte può scegliere un proprio i nsieme di
pr oce dure relati ve alle interazi oni tr a funzioni di li vello alto. La rete non
assicura alcun c ontrollo di c ompati bilità: dovr a'essere l'utente a verificare la
compati bilità con il pr oprio corrispondente. In un teleservizio le pr oce dure
relati ve a interazioni tr a funzi oni di li vello al to sono de finite c ome parte del
servizio.
Un ese mpio di ser vizio portante è l a c onne tti vi tà ad un ritmo c ostante tra due
punti di accesso, detta anc he CDN (Circuito Diretto Numerico), ad esempi o a
64 kb/s o a 2.048 kb/s.
Tr a i teleservizi di base finor a nor malizzati si possono citare la telefonia, il
telex, il telefax (fax).
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Classificazione dei servizi
• I servizi di base: possono essere singolarmente offerti in
modo autonomo da altri servizi dello stesso tipo.
• I servizi supplementari: modificano o complementano uno
o più servizi di base; ne segue che un servizio
supplementare non e' offribile in modo autonomo da uno
di base.
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• Tipologie di informazione da trasferire
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In questa sezione andi amo a classificare l’infor mazione che de ve essere
trasferita in rete. Si distingue tra l’infor mazione “ di utente”, il cui
trasferime nto è il fine ulti mo di una rete di Telecomunicazioni, e le
infor mazioni “ di contr ollo” e “ di gestione” che sono necessarie per re alizzare
il trasferimento dell’infor mazione di utente in modo appropriato.
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Tipi di informazione da trasferire
• Informazione di utente
»
funzioni di trasporto
• Informazione di segnalazione
»
funzioni di controllo
• Informazione di gestione
»
funzioni di gestione
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Informazione di utente
• L'informazione di utente include quanto viene emesso da
una sorgente ed e' destinato a uno o più collettori di
informazione per le finalità di una particolare applicazione,
ma comprende anche quanto viene in generale aggiunto al
flusso informativo di sorgente (extra-informazione) per
scopi di procedura o di protezione (overhead).
• Lo scambio dell'informazione di utente e' quindi l'obiettivo
primario di un servizio di telecomunicazione.
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Informazione di utente
• Costituiscono
l'informazione di utente, in alternativa o in
unione parziale o totale, le forme codificate di voce, di
suoni musicali, di dati, di testi, di immagini fisse o in
movimento.
• In relazione poi alla capacita' di gestire un solo mezzo di
rappresentazione o più di uno, una comunicazione si dice
monomediale nel primo caso o multimediale nel secondo;
gli stessi attributi sono utilizzati con riferimento a un
servizio o a una applicazione.
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Informazione di utente
• L'informazione di utente può essere scambiata tra due o più
utenti o tra utenti e centri di servizio e, nello scambio, può
essere trattata dall'infrastruttura in modo trasparente oppure
può essere elaborata, come accade nei casi di una archiviazione,
di una conversione di mezzo di rappresentazione (ad esempio,
da testo a voce sintetizzata), di una codifica crittografica svolta
all'interno della rete.
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Un ese mpio di tr asferime nto di infor mazione di ute nte tra utente e centri di
servizio è data dalla c omunicazione degli ute nti c on i sistemi di segreteria
telefonic a centralizzata. L’utente chi amante viene messo in c ontatto c on il
sistema di segreteria telefonica ce ntr alizzato e può lasciare un messaggio,
l’utente chi amato può successivame nte e ntr are in c omunicazione c on il
sistema di segreteria telefonica e riascoltare i messaggi registrati.
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Informazione di segnalazione
• L'informazione
di segnalazione (o di controllo) e' di supporto
affinché possa avvenire lo scambio dell'informazione di utente.
Essa ha lo scopo di consentire le interazioni tra cliente/utente e
fornitore di servizi nell'ambito di quanto previsto
• per inizializzare la comunicazione, per negoziarne le
caratteristiche qualitative e quantitative iniziali e per modificare
tali caratteristiche nel corso della comunicazione;
• per ottenere un arricchimento dei servizi di base con il
coinvolgimento di risorse di elaborazione accessibili
nell'ambiente di comunicazione.
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Ese mpi o ti pico di segnalazione è la segnalazione necessaria per instaurare
una chi amata nella re te telefonic a tr adizionale. La segnal azione nasce dal
terminale di ute nte, attual mente sotto for ma di una sequenz a di “multi-toni”
che indi vi duano i 12 simboli della tastiera telefonica (mentre una vol ta tale
segnalazione er a effettuata c on una successione di i mpulsi ottenuti dalla
rotazione del disco di selezione). Questa segnalazi one viaggia fino alla
centrale sullo stesso canale su cui vi aggia la voce (per questo viene c hiamata
segnalazione in banda). La centrale telefonica di accesso inter preta questa
segnalazione, i ndi vi dua la ce ntr ale cui inoltrare la c hiamata e c onverte l a
segnalazione in un opportuno messaggio di segnal azione . La segnalazione
vie ne tr asmessa alla ce ntr ale indi vi duata attraverso una apposita rete di
segnalazione (per questo viene detta segnalazione fuori banda).
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Informazione di gestione
• L'informazione di gestione
ha lo scopo di consentire il complesso
di operazioni necessarie per gestire la fornitura dei servizi e i
mezzi necessari allo scopo; in questi ultimi sono ovviamente
incluse le risorse preposte al trasferimento delle informazioni di
utente e di segnalazione.
» operazioni di esercizio (erogazione del serviz io)
» operazioni di manutenz ione (mantenimento del servizio)
» operazioni di amministrazione (addebito del serviz io)
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La gestione delle reti è general mente realizzata in modo “centr alizzato”
me di ante dei “centri di gestione” che sono in grado di c omunicare c on gli
appar ati di rete (e tal volta anche con i ter minali).
L’infor mazione di gestione vi aggia quindi princi pal mente tr a gli apparati di
rete e i centri di gestione (e vice versa). Gli appar ati c omunicano al centro di
gestione infor mazioni relati ve allo stato corrente, incluse le segnalazioni di
guasti o anomalie. I ce ntri di gestione possono invi are c omandi di
configur azione degli appar ati in risposta alle situazioni di guasto o per il
nor male esercizio della re te.
I nodi di re te possono i noltre scambi arsi recipr ocame nte infor mazione di
gestione, che può essere interpretata l ocal mente dai nodi e/o inoltr ata al
centro di gestione.
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