Sistemi di Trasmissione Dati Lezione tenuta presso lIstituto

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Sistemi di Trasmissione Dati Lezione tenuta presso l’Istituto I. I. S. S. “Egidio Lanoce”

Sistemi di Trasmissione Dati Lezione tenuta presso l’Istituto I. I. S. S. “Egidio Lanoce” Maglie, 12 Marzo 2009 Dr. Sistemi Antonio Cazzato di Trasmissione Dati

La telecomunicazione • Telecomunicazione significa “comunicazione (di informazioni) a distanza” • Più precisamente siamo

La telecomunicazione • Telecomunicazione significa “comunicazione (di informazioni) a distanza” • Più precisamente siamo in presenza di un sistema di telecomunicazione se il trasferimento di informazioni nello spazio avviene mediante il trasporto di energia e non di materia 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 2

Una breve storia delle telecomunicazioni • Il primo sistema di telecomunicazione vero e proprio

Una breve storia delle telecomunicazioni • Il primo sistema di telecomunicazione vero e proprio fu il telegrafo ottico, ideato e sviluppato da Claude Chappe alla fine del XVIII secolo 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 3

Una breve storia delle telecomunicazioni • Nel 1844 Samuel morse inventa il telegrafo elettrico,

Una breve storia delle telecomunicazioni • Nel 1844 Samuel morse inventa il telegrafo elettrico, il primo apparato di comunicazione basato sulla trasmissione di impulsi elettrici • Morse ha sviluppato anche un codice basato sulla rappresentazione dei caratteri alfanumerici mediante due simboli: il punto e la linea 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 4

Una breve storia delle telecomunicazioni • Nel 1876 Graham Bell brevetta il telefono, battendo

Una breve storia delle telecomunicazioni • Nel 1876 Graham Bell brevetta il telefono, battendo sul tempo Antonio Meucci • Il telefono ha reso possibile lo scambio a distanza di conversazioni vocali in tempo reale, senza la mediazione di codici artificiali e telegrafisti 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 5

Una breve storia delle telecomunicazioni • Nel 1897 Guglielmo Marconi realizza il primo telegrafo

Una breve storia delle telecomunicazioni • Nel 1897 Guglielmo Marconi realizza il primo telegrafo senza fili • Per la prima volta sono utilizzate onde radio modulate per la trasmissione di informazioni a distanza • Intorno agli anni 20 il perfezionamento degli apparecchi di ricezione porta alla sperimentazione delle prime trasmissioni radiofoniche 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 6

Una breve storia delle telecomunicazioni • Agli inizi degli anni trenta Philo T. Farnsworth

Una breve storia delle telecomunicazioni • Agli inizi degli anni trenta Philo T. Farnsworth e Vladimir K. Zworykin negli stati uniti, Isaac Shoenberg e John logie Baird in Inghilterra, adattano il tubo catodico al sistema di trasmissione di onde elettromagnetiche • Nasce così la televisione • Nel 1936 la BBC inaugura il primo servizio di trasmissioni televisive pubbliche 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 7

Una breve storia delle telecomunicazioni • Il 12 agosto del 1960 gli USA lanciano

Una breve storia delle telecomunicazioni • Il 12 agosto del 1960 gli USA lanciano in orbita il primo satellite per telecomunicazioni: Echo 1 A • Nel 1962 viene messo in orbita Telstar 1, il primo satellite per telecomunicazioni commerciale 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 8

Le componenti di un sistema di telecomunicazione • Apparato di trasmissione • Apparato di

Le componenti di un sistema di telecomunicazione • Apparato di trasmissione • Apparato di ricezione • Canale (il mezzo attraverso il quale viaggia l’informazione) • Un vettore dell’informazione • Un sistema di rappresentazione dell’informazione 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 9

Le componenti di un sistema di telecomunicazione Canale Apparato di trasmissione Vettore Apparato di

Le componenti di un sistema di telecomunicazione Canale Apparato di trasmissione Vettore Apparato di ricezione Sistema di rappresentazione dell’informazione 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 10

Modulazione • La modulazione è un processo con il quale il segnale da trasmettere

Modulazione • La modulazione è un processo con il quale il segnale da trasmettere (segnale modulante) viene utilizzato per modificare nel tempo le caratteristiche di un segnale ausiliario sinusoidale (portante) • Questa operazione ha la caratteristica di generare un segnale che ha una occupazione di banda dell’ordine di grandezza di quella del segnale modulante, centrata però intorno alla frequenza del segnale portante • Utilizzando una portante ad alta frequenza si può quindi spostare la banda necessaria alla trasmissione delle informazioni in un intervallo più opportuno per la trasmissione stessa 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 11

Vantaggi della modulazione • Spesso per la trasmissione sono preferibili determinati intervalli di frequenza

Vantaggi della modulazione • Spesso per la trasmissione sono preferibili determinati intervalli di frequenza – ad esempio, la trasmissione via ponte radio (a vista) richiede una antenna; la dimensione della antenna deve essere dello stesso ordine di grandezza della lunghezza d’onda; per trasmissioni a 1 k. Hz l = 300 km, per trasmissioni a 1 GHz l = 30 cm – per trasmettere i segnali radio si può sfruttare la riflessione multipla dalla ionosfera, che riflette bene frequenze di 5 -30 MHz • Un altro vantaggio è legato alla possibilità di trasmettere più comunicazioni differenti e contemporanee sullo stesso mezzo, trasferendo le bande relative alle diverse comunicazioni in zone differenti della banda utile per la trasmissione (multiplexing a divisione di frequenza) 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 12

Tecniche di modulazione • Il segnale modulante viene utilizzato per modulare le caratteristiche della

Tecniche di modulazione • Il segnale modulante viene utilizzato per modulare le caratteristiche della portante: – ampiezza: il segnale viene utilizzato per modificare il valore della ampiezza della portante (modulazione di ampiezza) – frequenza: il segnale modulante modifica istante per istante la frequenza della portante (modulazione di frequenza) – fase: il segnale modulante cambia la fase della portante (modulazione di fase) 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 13

Esempi di modulazione 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 14

Esempi di modulazione 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 14

Modulazione analogica di ampiezza (AM) • Il segnale modulante è un segnale analogico (es.

Modulazione analogica di ampiezza (AM) • Il segnale modulante è un segnale analogico (es. : voce, o meglio il segnale elettromagnetico corrispondente alla voce in banda base) • Il segnale modulato si genera in questo modo: L’ampiezza del segnale modulato è funzione del segnale modulante; n è detto indice di modulazione, e viene scelto in modo che 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 15

Esempio: modulante sinusoidale • Consideriamo come esempio il segnale modulante sinusoidale a frequenza ω:

Esempio: modulante sinusoidale • Consideriamo come esempio il segnale modulante sinusoidale a frequenza ω: 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 16

Nell’esempio accanto, la voce del presentatore, trasformata in tensione elettrica dal microfono, va a

Nell’esempio accanto, la voce del presentatore, trasformata in tensione elettrica dal microfono, va a modulare una portante. Il segnale modulato generato, viene irradiato via etere da un’antenna. In ricezione un semplice diodo rivela il segnale modulante, la voce umana, e lo porta all’altoparlante che lo riproduce. 10/30/2020 Esempio di AM Sistemi di Trasmissione Dati 17

Esempio di segnale modulante (cos t) • Il segnale modulato ha la forma: •

Esempio di segnale modulante (cos t) • Il segnale modulato ha la forma: • Il suo spettro sarà costituito da una riga in corrispondenza della frequenza della portante, più due righe simmetriche rispetto alla prima a distanza pari alla frequenza della modulante 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 18

Spettro del segnale modulato • In generale un segnale modulato in ampiezza ha uno

Spettro del segnale modulato • In generale un segnale modulato in ampiezza ha uno spettro costituito dallo spettro del segnale modulante raddoppiato e collocato simmetricamente attorno alla frequenza portante (bande laterali) Ne segue che l’occupazione di banda del segnale modulato è doppia rispetto a quella del segnale modulante • Si possono adottare tecniche per sopprimere la banda laterale inferiore, ed anche la frequenza portante mediante filtri passa banda (Single Sided Band) – la frequenza della portante generalmente si potrà eliminare quando il segnale in banda base non ha componente continua o comunque vicine alla frequenza nulla 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 19

Modulazione analogica angolare (PM) • Il segnale modulante può essere utilizzato per modificare la

Modulazione analogica angolare (PM) • Il segnale modulante può essere utilizzato per modificare la fase della portante (modulazione di fase) • In questo caso il segnale modulato sarà descritto da dove np è l’indice di modulazione 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 20

Modulazione analogica angolare (FM) • Il segnale modulante può essere utilizzato per modificare la

Modulazione analogica angolare (FM) • Il segnale modulante può essere utilizzato per modificare la frequenza della portante (modulazione di frequenza) • In questo caso il segnale modulato sarà descritto da dove nf è l’indice di modulazione • La frequenza istantanea è di fatto la velocità con cui varia la fase, quindi 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 21

…quello che accade 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 22

…quello che accade 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 22

Spettro del segnale modulato in frequenza • Per la modulazione di frequenza si può

Spettro del segnale modulato in frequenza • Per la modulazione di frequenza si può vedere come la banda occupata per effetto della ampiezza del segnale modulante sia Si vede come per la modulazione di frequenza, un aumento della ampiezza del segnale modulante comporti un aumento della banda occupata, mentre nel caso della AM l’ampiezza del segnale modulante influenza la ampiezza del segnale modulato • La modulazione angolare non è lineare, e genera uno spettro generalmente costituito da banda infinita. Si può approssimare alla seguente relazione: 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 23

Confronto tra PM e FM • Nella PM al crescere della frequenza della modulante

Confronto tra PM e FM • Nella PM al crescere della frequenza della modulante cresce la banda occupata; • Nella FM un eventuale aumento della frequenza della modulante permette comunque un contenimento della banda occupata; Questa differenza è il principale motivo che ha portato a preferire la FM alla PM. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 24

Confronto tra AM e FM Vantaggi della FM: • L’ampiezza di un segnale FM

Confronto tra AM e FM Vantaggi della FM: • L’ampiezza di un segnale FM è costante, pertanto l’ampiezza del segnale FM non contiene informazione e questo permette di utilizzare amplificatori di potenza anche poco lineari ma a elevata efficienza; • La FM permette di ottenere un migliore rapporto S/N rispetto alla AM; Vantaggi della AM: • Occupa una banda più limitata della FM; • L’uso dell’onda riflessa permette trasmissioni a lunga distanza, utili ad esempio nelle trasmissioni amatoriali; • Gli apparati trasmittenti e riceventi per la AM sono più semplici e quindi più economici. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 25

Modulazione di segnali numerici • La tecnica della modulazione viene utilizzata in questo caso

Modulazione di segnali numerici • La tecnica della modulazione viene utilizzata in questo caso per trasformare un dato numerico in un segnale analogico • Si ottiene ciò modulando una portante sinusoidale utilizzando il dato numerico (o il segnale numerico in banda base che codifica il dato numerico) • In ricezione il segnale viene demodulato ricostruendo il segnale numerico modulante • L’oggetto che realizza la conversione si chiama modem (modulatore-demodulatore) • Un esempio comune è la trasmissione dati via rete commutata • Un altro esempio è la trasmissione digitale su fibra ottica 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 26

Classificazione delle Modulazioni Vista la varietà e la generalità delle operazioni connesse con la

Classificazione delle Modulazioni Vista la varietà e la generalità delle operazioni connesse con la modulazione, in quanto l’adattamento, per esempio, del segnale al canale si può intendere e realizzare in modi del tutto diversi a seconda che il segnale sia analogico o numerico, e che il canale sia un doppino telefonico, una fibra ottica, o l’etere, che hanno caratteristiche fisiche alquanto differenti, se ne deduce, come conseguenza, che si ha una classificazione delle modulazioni. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 27

Classificazione delle Modulazioni 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 28

Classificazione delle Modulazioni 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 28

Tecniche di modulazione: ASK • Partendo da un segnale numerico (ad esempio un segnale

Tecniche di modulazione: ASK • Partendo da un segnale numerico (ad esempio un segnale NRZ) si può modulare in ampiezza una portante sinusoidale moltiplicando la sua ampiezza per il segnale numerico (ASK: Amplitude Shift Keying) 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 29

Tecniche di modulazione: FSK • Il segnale numerico può essere utilizzato per modulare in

Tecniche di modulazione: FSK • Il segnale numerico può essere utilizzato per modulare in frequenza una portante sinusoidale, modificando la sua frequenza in funzione del segnale modulante (FSK: Frequency Shift Keying), cioè facendo corrispondere due frequenze ai due valori del bit 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 30

Tecniche di modulazione: PSK • Il segnale numerico può modulare in fase una portante

Tecniche di modulazione: PSK • Il segnale numerico può modulare in fase una portante sinusoidale associano un certo valore di fase ad un certo valore di bit (PSK: Phase Shift Keying). Nell’esempio in figura al bit 1 si associa un cambio di fase, al bit 0 nessun cambio di fase 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 31

Forma del segnale trasmesso • I segnali trasmessi con le diverse tecniche di modulazione

Forma del segnale trasmesso • I segnali trasmessi con le diverse tecniche di modulazione hanno la seguente forma 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 32

Spettro del segnale trasmesso • Le considerazioni viste per la modulazione analogica valgono anche

Spettro del segnale trasmesso • Le considerazioni viste per la modulazione analogica valgono anche in questo caso • Il segnale generato è costituito dallo spettro del segnale modulante (quello numerico) spostato sulla frequenza della portante • Ad esempio, i modem possono utilizzare una modulazione FSK a due valori per trasmettere dati fino a 1200 bps su un canale telefonico (limitato in banda a 3. 1 k. Hz) – per la trasmissione in un verso, si utilizza una portante a 1170 Hz, con una traslazione di 100 Hz su ciascun lato in funzione del valore dei bit – per la trasmissione nell’altro verso, si usa la stessa tecnica con la portante a 2125 Hz 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 33

Esempio di spettro 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 34

Esempio di spettro 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 34

Modulazioni più complesse: QPSK • Si ottiene una migliore efficienza del canale modulando in

Modulazioni più complesse: QPSK • Si ottiene una migliore efficienza del canale modulando in modo che ogni simbolo trasporti più bit • Nella modulazione QPSK (Quadrature PSK) si utilizzano quattro angoli di fase per trasmettere due bit per simbolo; ad esempio: – 00 per fase = 0 – 01 per fase = 90 gradi – 11 per fase = 180 gradi – 10 per fase a 270 gradi • Si possono utilizzare modulazioni più complesse utilizzando più angoli di fase 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 35

QAM • La modulazione QAM (Quadrature AM) consiste nel separare il segnale portante in

QAM • La modulazione QAM (Quadrature AM) consiste nel separare il segnale portante in due segnali uguali ma sfasati di 90 gradi • Successivamente si applica una modulazione di ampiezza a più valori indipendentemente su entrambe, quindi si ricombinano le portanti sfasate (quadratura). • Si possono applicare modulazioni combinate in fase ed ampiezza sulle due componenti • In funzione delle modulazioni delle due portanti si possono avere 4 QAM, 16 QAM, 64 QAM ed oltre 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 36

Schema della QAM 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 37

Schema della QAM 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 37

Applicazioni • Queste tecniche vengono utilizzate per la trasmissione digitale di segnale analogico (modem,

Applicazioni • Queste tecniche vengono utilizzate per la trasmissione digitale di segnale analogico (modem, ponti radio digitali, fibre ottiche) • Per i modem l’ITU ha definito degli standard per le trasmissioni modem a 2400 baud: – V 32 (32 livelli, 5 bit/baud di cui 1 bit di parità e 4 bit di dati, 9600 bps) – V 32 bis (128 livelli, 7 bit/baud di cui 1 bit di parità e 6 bit di dati, 14400 bps) –… 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 38

IL MODEM n. Che cos’è? n. A cosa serve? n. Che problemi risolve? n.

IL MODEM n. Che cos’è? n. A cosa serve? n. Che problemi risolve? n. Come comunica? n. Quali sono? 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 39

CHE COS’ E’ • Il suo termine deriva da Modulatore Demodulatore. n Deve assolvere

CHE COS’ E’ • Il suo termine deriva da Modulatore Demodulatore. n Deve assolvere i compiti per la comunicazione a distanza. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 40

A cosa serve • Per il collegamento tra computer a distanza. n Per l’interfacciamento

A cosa serve • Per il collegamento tra computer a distanza. n Per l’interfacciamento tra DTE e linea telefonica (trasmissione = modulazione; ricezione = demodulazione). n Per amplificare il segnale sia in trasmissione che in ricezione. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 41

…in dettaglio La disposizione indicata in figura è un’applicazione della trasmissione a distanza dell’informazione

…in dettaglio La disposizione indicata in figura è un’applicazione della trasmissione a distanza dell’informazione presente all’interno di un computer tramite canali di trasmissione. Le varie funzioni di codifica indicate in tale figura sono realizzate in due diversi dispositivi: il DTE (Data Terminal Equipment) e DCE (Data Communication Equipment) 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 42

…in dettaglio Fisicamente il DTE nel caso del computer, è il calcolatore stesso, mentre

…in dettaglio Fisicamente il DTE nel caso del computer, è il calcolatore stesso, mentre il DCE viene spesso individuato da un MODEM. Il termine DTE è usato non solo per indicare il produttore dei dati da trasmettere ma anche per indicare il consumatore dei dati ricevuti. Analogamente il DCE rappresenta il dispositivo che interfaccia il DTE al canale di comunicazione e quindi è presente sia in trasmissione che in ricezione. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 43

CHE PROBLEMI RISOLVE • Evita di perdere il sincronismo tra apparati di trasmissione e

CHE PROBLEMI RISOLVE • Evita di perdere il sincronismo tra apparati di trasmissione e di ricezione: una particolare configurazione dei bit seriali che non permette la ricostruzione o estrazione della sincronizzazione. n Eliminare le componenti a bassa frequenza: i modem sono collegati alla linea tramite accoppiamenti induttivi che consentono l’isolamento galvanico tra circuiti modem e linea. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 44

COME FUNZIONA n Trasmissione di segnali tra due modem per verificare la possibilità della

COME FUNZIONA n Trasmissione di segnali tra due modem per verificare la possibilità della trasmissione e le condizioni della linea accordandosi ( handshaking ). n Decisione dello standard da utilizzare (velocità comune ai modem, formato per la correzione degli errori e livello di compressione). n Suddivisione dei dati in pacchetti con aggiunta di ulteriori dati (se non viene ricevuto avviene la ritrasmissione). 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 45

COME COMUNICA Il software di comunicazione del pc invia un segnale (DTR) al modem.

COME COMUNICA Il software di comunicazione del pc invia un segnale (DTR) al modem. Il modem capisce che il pc è pronto a trasmettere dati; n Il modem invia il segnale DSR al computer, per dire che è pronto a ricevere dati e informazioni. n Il software manda un comando al modem. n n Il modem in uso invia un segnale a toni che consente al modem remoto di rilevare un modem in linea. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 46

COME COMUNICA n Durante il processo di sincronia, il modem comunica con il modem

COME COMUNICA n Durante il processo di sincronia, il modem comunica con il modem remoto destinato a stabilire i protocolli di comunicazione. n Quando il software di comunicazione intende inviare i dati, invia al modem il segnale di richiesta di invio (RTS). Quando il modem è libero invia al pc il segnale libero per la trasmissione (CTS). 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 47

COME COMUNICA n Il modem fa la modulazione dei dati digitali che il computer

COME COMUNICA n Il modem fa la modulazione dei dati digitali che il computer intende inviare, e li trasmette. Il modem remoto riceve il segnale analogico, effettua la demodulazione e trasmette il segnale digitale al pc remoto. n Il software invia un comando al modem per terminare il collegamento; il modem termina il segnale portante (CD) rilevato. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 48

COME SI CLASSIFICANO I MODEM n. Classificazione per funzione: ØModem banda base. ØModem fonici.

COME SI CLASSIFICANO I MODEM n. Classificazione per funzione: ØModem banda base. ØModem fonici. ØModem intelligenti. ØModem larga banda. n. Classificazione per tipo: ØModem interni. ØModem esterni. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 49

MODEM BANDA BASE n Traduce il segnale del DTE in segnale digitale codificato con

MODEM BANDA BASE n Traduce il segnale del DTE in segnale digitale codificato con un codice di linea adatto per la trasmissione sul canale passa basso. n Consente di rendere più idoneo il segnale modulato da inviare nel mezzo; evita i problemi del fuori sincronismo. Ricorda: ØModifica lo spettro senza traslazioni di banda; ØComunicazioni locali non superiori ai 32 Km; ØTrasmissione più veloce fino a 72000 bps. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 50

MODEM FONICI Hanno uno spettro di emissione limitato (600÷ 4000 Hz); adatti per la

MODEM FONICI Hanno uno spettro di emissione limitato (600÷ 4000 Hz); adatti per la trasmissione a distanza. Possono essere sincroni (spostamento di fase) o asincroni (spostamento di frequenza). LE OPERAZIONI: ØConversione di un segnale, emesso dal DTE, a un segnale analogico (trasmissione dello spettro del DTE) tramite traslazione nella banda fonica. ØRiconversione del segnale ricevuto in analogico. ØGestione dei circuiti di interfaccia seriale. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 51

SCHEMA DI UN MODEM FONICO Circuiti di interfaccia: - Gestiscono il colloquio - Forniscono

SCHEMA DI UN MODEM FONICO Circuiti di interfaccia: - Gestiscono il colloquio - Forniscono informazioni al DTE sull’andamento della trasmissione. - Effettuano la conversione dei livelli di tensione del modem. - Separano o obbligano i sensi di corrente. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 52

SCHEMA DI UN MODEM FONICO Circuiti di modulazione: - Realizzati in tecnica digitale e

SCHEMA DI UN MODEM FONICO Circuiti di modulazione: - Realizzati in tecnica digitale e non sempre temporizzato. - Convertono il segnale in forma digitale in segnale analogico. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 53

SCHEMA DI UN MODEM FONICO Circuiti di demodulazione: Sono costituiti da due sezioni parallele:

SCHEMA DI UN MODEM FONICO Circuiti di demodulazione: Sono costituiti da due sezioni parallele: -I circuiti del demodulatore. - I circuiti di rilevazione della portante del canale principale. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 54

SCHEMA DI UN MODEM FONICO Circuiti di linea: - Amplificatori : regolano il livello

SCHEMA DI UN MODEM FONICO Circuiti di linea: - Amplificatori : regolano il livello del segnale. - Filtri di trasmissione: limitano lo spettro e lo sagomano. - Filtri di ricezione: eliminano gli eventuali rumori di linea. - Forchetta telefonica: consente il disaccopiamento dei circuiti di ricezione e l’adattamento all’impedenza. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 55

SCHEMA DI UN MODEM FONICO Circuiti di controllo: - Circuiti di ritardo; - Circuiti

SCHEMA DI UN MODEM FONICO Circuiti di controllo: - Circuiti di ritardo; - Circuiti di ritardo per la rivelazione della portante. - Circuiti di scelta della velocità di trasmissione e di selezione di frequenza del canale di trasmissione e di ricezione. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 56

MODEM INTELLIGENTI Sono programmati via software. LE FUNZIONALITA’: Ø Protezione contro accessi indesiderati. Ø

MODEM INTELLIGENTI Sono programmati via software. LE FUNZIONALITA’: Ø Protezione contro accessi indesiderati. Ø Permettono la chiamata e la risposta automatica. Ø Rendono sicuro lo scambio di dati su linee Commutate. Ø Massimizzano la velocità trasmissiva lato DTE. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 57

SCHEMA DI UN MODEM INTELLIGENTE DAA(Data Access Arrangement): - E’ l’interfaccia verso la linea

SCHEMA DI UN MODEM INTELLIGENTE DAA(Data Access Arrangement): - E’ l’interfaccia verso la linea di trasmissione (forchetta telefonica). Data Pump: - E’ il centro del modem. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 58

SCHEMA DI UN MODEM INTELLIGENTE MCU(Microcontrollore): -Controlla il funzionamento del modem; scambia i dati

SCHEMA DI UN MODEM INTELLIGENTE MCU(Microcontrollore): -Controlla il funzionamento del modem; scambia i dati e comando risposte con il DTE, controlla il Data Pump. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 59

SCHEMA DI UN MODEM INTELLIGENTE Correzione d’errore: - Sono implementati da un apposito blocco

SCHEMA DI UN MODEM INTELLIGENTE Correzione d’errore: - Sono implementati da un apposito blocco funzionale o realizzati dal firmware del microcontrollore. Memoria ROM: -Contiene il software proprietario del modem contenente le istruzioni che il microcontrollore deve eseguire. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 60

SCHEMA DI UN MODEM INTELLIGENTE Memoria RAM: - Funge da buffer in caso di

SCHEMA DI UN MODEM INTELLIGENTE Memoria RAM: - Funge da buffer in caso di funzioni che necessitano della memorizzazione temporanea. Memoria NVRAM: - E’ una RAM che consente di memorizzare informazioni riguardanti la configurazione del modem. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 61

MODEM LARGA BANDA Utilizzati per collegamenti ADSL 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 62

MODEM LARGA BANDA Utilizzati per collegamenti ADSL 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 62

MODEM INTERNI Vengono installati in uno slot vuoto nella scheda madre del computer. Ha

MODEM INTERNI Vengono installati in uno slot vuoto nella scheda madre del computer. Ha la sua porta seriale e preleva l'alimentazione dalla scheda madre. VANTAGGI: ØMeno costosi, poco probabile che subiscano perdite di dati, consumano meno elettricità. SVANTAGGI: ØProblemi relativi all'impostazione di IRQ di indirizzi di memoria. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 63

MODEM ESTERNI Sono collegati ad una porta seriale del computer; prende la sua alimentazione

MODEM ESTERNI Sono collegati ad una porta seriale del computer; prende la sua alimentazione da un alimentatore esterno. VANTAGGI: ØSemplici da installare, minore configurazione. La porta seriale ed il modem possano essere separati e sono facilmente spostabili su un altro computer. SVANTAGGI: ØBisogna utilizzare una porta seriale già esistente. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 64

VELOCITA’ E PROBLEMI DELLA LINEA La velocità della trasmissione dipende dal numero di ostacoli:

VELOCITA’ E PROBLEMI DELLA LINEA La velocità della trasmissione dipende dal numero di ostacoli: Ø Condizione della linea telefonica. Ø Limitata larghezza di banda e rumore delle linee. Ø Velocità del modem ricevente. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 65

Principali Standard di Interfacciamento I collegamenti tra i DTE e i DCE sono realizzati

Principali Standard di Interfacciamento I collegamenti tra i DTE e i DCE sono realizzati mediante opportuni schemi, procedure e dispositivi fisici standardizzati detti interfacce, tra cui la più comune, nel caso di scelta seriale, è la interfaccia EIA RS-232 C (EIA: Electronic Industries Association) Sistemi di Trasmissione Dati

EIA-TIA RS-232 -C Standard emanato più di 30 anni fa da Electronic Industries. Association

EIA-TIA RS-232 -C Standard emanato più di 30 anni fa da Electronic Industries. Association (e quello che ora è conosciuto come ITU-T) per –trasferire caratteri in modo seriale ed asincrono su fili di rame tra due dispositivi distanti al più 40 metri –a velocità massima di un centinaio di bit al secondo Lo standard successivo, RS-422 è più completo, ma RS-232 rimane il più diffuso mezzo di comunicazione seriale a bassavelocità. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 67

EIA-TIA RS-232 Le specifiche implicano un segnale che varia fra -15 e +15 Volt,

EIA-TIA RS-232 Le specifiche implicano un segnale che varia fra -15 e +15 Volt, usando spesso una codifica a 7 bit per il byte. Le specifiche implicano anche vi sia un bit di inizio (start) pari a zero ed un bit di fine (stop) pari ad 1, per ogni byte trasmesso. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 68

10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 69

10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 69

Fili fondamentali Per la comunicazione fra due nodi sono sufficienti tre fili, receive e

Fili fondamentali Per la comunicazione fra due nodi sono sufficienti tre fili, receive e transmit, incrociandoli, ed il filo di massa del segnale. Il filo di massa è necessario per avere lo stesso valore di base di riferimento dei segnali in tensione. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 70

Collegamento controllo RTS/CTS 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 71

Collegamento controllo RTS/CTS 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 71

Cavo Incrociato RS-232 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 72

Cavo Incrociato RS-232 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 72

Interfaccia IEEE 488 La semplicità costruttiva e di controllo delle interfacce basate sul protocollo

Interfaccia IEEE 488 La semplicità costruttiva e di controllo delle interfacce basate sul protocollo RS-232 è il motivo principale per il quale esse sono state utilizzate per prime allo scopo di dotare strumenti numerici della capacità di comunicare con un’unità centrale. Si deve però ricordare che il sistema di comunicazione seriale non è stato progettato tenendo presente le caratteristiche offerte dagli strumenti di misura, quanto piuttosto in vista della connessione tra un calcolatore ed una periferica con funzionalità più limitate (ad esempio un plotter o un modem). 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 73

Interfaccia IEEE 488 Ne consegue che alcuni strumenti, se collegati ad un calcolatore per

Interfaccia IEEE 488 Ne consegue che alcuni strumenti, se collegati ad un calcolatore per mezzo di una linea seriale, non vengono sfruttati al pieno delle loro capacità, sia in termini di funzionalità disponibili, sia in termini di velocità di trasmissione. Per superare le precedenti difficoltà sono stati proposti vari tipi di canali di interfaccia, organizzati appositamente per la gestione di strumenti di misura. Tra queste riveste un ruolo di particolare importanza l’interfaccia IEEE 488, nota anche come protocollo GP-IB (General Purpose Interface Bus) o ancora come HP-IB, dal nome di due costruttori che hanno tra i primi aderito allo standard. 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 74

Interfaccia IEEE 488 Disposizione dei pin nel connettore HP-IB a 24 poli 10/30/2020 Sistemi

Interfaccia IEEE 488 Disposizione dei pin nel connettore HP-IB a 24 poli 10/30/2020 Sistemi di Trasmissione Dati 75