Docente Responsabile: Prof. Salvatore Marano

Obiettivi

Durante il corso vengono affrontate alcune tematiche e problematiche connesse alla progettazione di sistemi di telecomunicazioni. Vengono analizzati in dettaglio alcuni aspetti di analisi dei segnali, conversione analogico/digitale e modulazione. Inizialmente si presenta il modello di riferimento protocollare che tutti i moderni sistemi adottano come standard, acquisendo conoscenze sulle funzionalità dei vari livelli focalizzandosi sui primi layer della pila protocollare ISO/OSI. Saranno affrontate anche problematiche introduttive alle reti locali soffermandosi sullo standard di riferimento appartenenti alla famiglia IEEE802.x. Saranno dedicate alcune ore di lezione allo studio delle reti telefoniche sia dal punto di vista voce che dal punto di vista dati. Alla fine del corso, lo studente avrà acquisito una certa padronanza sui concetti chiave che riguardano i sistemi telematici e telefonici. Il corso prevede, in parallelo alle lezioni di teoria, ore di esercitazioni durante le quali gli studenti saranno coinvolti nella risoluzione di problematiche reali riguardanti i livelli fisico e di accesso al mezzo. Le esercitazioni serviranno anche per dare allo studente la giusta metodologia per affrontare le problematiche quotidiane relative alle reti di telecomunicazioni, saranno proposte anche delle ore di laboratorio nelle quali lo studente potrà osservare la configurazione reale di alcuni dei device di rete e potranno osservare il flusso dei dati su tali dispositivi attraverso opportuni strumenti software e hardware di ausilio.

Argomenti delle lezioni:

Introduzione
Modelli funzionali;
Cenni alle Architetture di rete, servizi e protocolli;
Introduzione ai modelli ISO-OSI e TCP-IP a confronto.

Conversione analogico-digitale e modulazione
Segnali a banda limitata;
Teorema del campionamento;
Elaborazione numerica dei segnali;
Legame tra le fasi di campionamento, quantizzazione e codifica;
Pulse-Amplitude Modulation (PAM);
Pulse-Code Modulation (PCM);
Concetto di inviluppo complesso;
Modulazione di ampiezza (AM);
Modulazione DSB-SC;
Modulazione di frequenza (FM);
Confronto nel dominio delle frequenze tra AM e FM.

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 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,ATM;
Dispositivi e punti di riferimento.

Reti in area locale (LAN)
Principi e funzionamenti delle reti LAN;
Famiglia degli standard IEEE 802: 802.3, 802.4, 802.5;
Evoluzione degli standard Ethernet: Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10GEthernet; Dispositivi di rete locale (Hub, Bridge, Layer 2 Switch);

Argomenti delle esercitazioni

  • Esercitazioni sulla conversione analogico digitale e teorema del campionamento;
    Esercitazioni su segnali PAM e PCM;
    Esercitazioni sulle modulazioni AM e FM;

Argomenti delle attività di laboratorio

Gli studenti saranno coinvolti in attività didattiche pratiche su calcolatore e device di rete al fine di assimilare i concetti visti a lezione da un punto di vista pratico; verranno effettuate le configurazioni delle schede di rete con opportuni indirizzi IP, verrà effettuato l’ascolto del traffico per conoscere esattamente il contenuto e il formato dei pacchetti e, tramite opportuni tool di simulazione, verranno simulate topologie di rete più complesse al fine di valutarne la correttezza in termini di indirizzamento e connettività.

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