Reti di Telecomunicazioni

Docente Responsabile : Ing. Floriano De Rango

Obiettivi
Il corso mira a fornire solide conoscenze di base sui vari aspetti di telecomunicazioni. Acquisire competenze di base sulle tecniche di trasmissione, sul dimensionamento delle reti e delle possibili architetture, sono molto importanti per capire il funzionamento dei meccanismi, che lavorano nei diversi strati del modello della pila protocollare ISO/OSI. Lo studente avrà la possibilità di capire cosa sono le Reti di Telecomunicazioni e i servizi che su di esse sono distribuiti. Saranno presentate le diverse topologie di rete e saranno introdotte le diverse architetture e le problematiche ad esse connesse. Lo studente avrà modo anche di capire come funziona il sistema telefonico avendo la possibilità di apprendere come è strutturata una centrale telefonica e il come è distribuito il traffico sia in modalità analogica che digitale. Saranno presentate quindi, le reti a commutazione di circuito o a commutazione di pacchetto, la multiplazione delle informazioni, la commutazione e le possibili interconnessioni nonché la condivisione delle risorse. Per ogni tipo di mezzo trasmissivo saranno analizzati i maggiori pregi e difetti in modo da far capire allo studente l’importanza della scelta del mezzo a seconda del contesto applicativo basando la scelta su diversi fattori che possono essere sia tecnici sia economici. Salendo di livello saranno introdotti i concetti relativi allo strato di collegamento e quindi di tutte le tecniche e le problematiche relative all’accesso al mezzo e controllo dell’errore ed eventuale correzione dello stesso. Saranno introdotte anche le più comuni reti di telecomunicazioni come le Local Area Network e i più comuni standard utilizzati. Lo studente potrà acquisire importanti conoscenze sul mondo Internet studiando il protocollo IPv4 e il modello TCP/IP, le tecniche di indirizzamento e le tecniche basilari di instradamento, basate su approcci centralizzati e distribuiti. Infine saranno fornite indicazioni e conoscenze sul livello trasporto introducendo i protocolli TCP e UDP. Lo studente avrà modo di conoscere le problematiche relative a tale livello e come esse possono essere affrontate acquisendo nozioni, ad esempio, sul controllo di congestione e sul controllo di errore. Riassumendo lo studente dovrà essere in grado di comprendere le diverse topologie di rete, le architetture di rete e il loro corretto dimensionamento. Inoltre lo studente dovrà essere in grado di effettuare un piano di indirizzamento e conoscere le diverse tipologie e domini di instradamento, dovrà conoscere le regole che permettono di evitare congestione e saper calcolare i corretti ritardi che si possono accumulare e da cosa tali ritardi dipendono. Lo studente dovrà acquisire anche conoscenze relative allo stato fisico e come il mezzo trasmissivo è condiviso tra i diversi utenti nonché il sistema telefonico.

Argomenti delle lezioni

Reti e Servizi: Nozioni introduttive; Struttura di una rete; Topologie: anello, maglia, albero, stella; Servizi e sorgenti di informazione; Servizi e infrastrutture Caratteristiche di una comunicazione
Architetture di comunicazione :Architettura a strati; Elementi architetturali; Modelli funzionali: ISO/OSI; Processi di comunicazione; Trattamenti dell’informazione; Unità Informative; Il servizio con e senza connessione; Modi di trasferimento: reti a circuito, reti a datagramma; La multiplazione; La commutazione; Interconnessione; La condivisione delle risorse
Elementi di strato fisico : Servizio di strato fisico; Mezzi trasmissivi: doppini, cavi coassiali, fibre ottiche; Rete trasmissiva; Modello per la comunicazione di dati; Codifica del segnale; Concetto di banda; Definizione di Erlang
Lo strato di collegamento dati: Multiplazione: TDM, FDM, WDM; Accesso multiplo; Schemi di accesso multiplo con assegnazione statica (TDMA, FDMA, CDMA); Accesso casuale; Accesso controllato; Esempi di protocolli di accesso (Aloha, CSMA, CSMA-CD); Controllo d’errore: CRC; Correzione di errore: FEC; Protocolli a finestre scorrevoli; Tecniche di recupero (stop & wait; go-back-N; selective repeat); Controllo di flusso
Reti in area locale (LAN): Standard e tecnologie per le LAN; Famiglia degli standard IEEE 802: 802.3, 802.4, 802.5; · Le LAN Ethernet; Evoluzione degli standard Ethernet: Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10GEthernet; Dispositivi di rete locale (Hub, Bridge, Layer 2 Switch)
Internet: Struttura di Internet; Modello TCP/IP; Architettura Protocollare; Sistemi Autonomi; Il protocollo ARP; Il protocollo RARP; Il protocollo Pv4; Il protocollo ICMP; Indirizzamento in IPv4; Subnetting; VLSM; CIDR; Supernetting.
Reti telefoniche: Multiplazione PCM; Tecniche di segnalazione; Sistemi di trasmissione telefonica; Gerarchia PDH; Commutazione e autocommutatori numerici; Centrali telefoniche; Linee di trasmissione; Traffico telefonico; Accesso analogico; Reti telefoniche digitali; ISDN; Dispositivi e punti di riferimento.
Instradamento in Internet: La problematica del Routine; Dispositivi di routing: Router, Layer 3 Switch; Protocolli e algoritmi di instradamento: link state e distance vector routine; Routing interno ed esterno: IGP, EGP; Il protocollo RIP; Il protocollo OSPF; Il protocollo BGP.
Indirizzamento nel trasporto: Il protocollo UDP; Il protocollo TCP; La connessione TCP: Connection establishment/termination; Three-way handshake; Diagramma di transizione di stato; Controllo d’errore in TCP; Controllo di flusso in TCP; Sliding window; Controllo di congestione in TCP; Slow start e Congestion avoidance.

Argomenti delle esercitazioni

Esercizi sull’indirizzamento IPv4;
Esercitazioni su algoritmi di routing di tipo centralizzato (Dijkstra) e Distribuito (Bellman-Ford);
Esercizi sull’instradamento Distance Vector;
Esercizi sull’instradamento Link State Protocol;
Esercizi sui protocolli di livello trasporto UDP e TCP;