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Modem e protocolli di trasmissione
Per poter effettuare uno scambio di dati a distanza tra DTE ( eleboratore ) è necessario utilizzare un canale di comunicazione, che può essere di tipo passa-banda o passa-basso. In entrambi i casi, è necessario interporre tra canale e DTE, un dispositivo che adatti il segnale al canale utilizzato.Il dispositivo viene chiamato DCE. Nel caso di una rete telefonica il DCE, viene chiamato MODEM. La parola MODEM, sta per Modulatore-Demodulatore Canale passa-banda I segnali emessi dal DTE sono di tipo digitale, quindi non hanno le caratteristiche adatte per essere inviati sul canale telefonico, in quanto lo spettro non rientra completamente nella banda del canale e di conseguenza verrebbe fortemente distorto. E' necessario quindi impiegare un DCE, il quale effettua una modulazione, in trasmissione, per trasformare il segnale digitale, in analogico con una banda compresa tra 300 e 3400 [Hz]. In ricezione, il DCE effettua una demodulazione per riottenere il segnale originale. Canale passa-basso Con questo tipo di canale non c'è la limitazione di banda tra 300 e 3400 Hz perchè in questo caso si utilizza una linea fisica dedicata e quindi la banda disponibile è quella del caso. Se abbiamo un collegamento ISDN o CDN, si utilizza un canale numerico e quindi la limitazione è sulla velocità di trasmissione. Però il DTE emette un segnale NRZ, non adatto alla trasmissione e quindi è necessario convertirlo per passare da NRZ ad un opportuno codice di linea. MODEM Banda base Un modem banda base non è adatto all'uso su canale passa-basso. E' un dispositivo che effettua una conversione di codice: traduce il segnale emesso codificato in NRZ, in un segnale digitale codificato con un opportuno codice di linea. Un modem banda base, non può essere utilizzato per trasmissioni su canale telefonico. La struttura interna di un modem banda base è la seguente: circuito di temporizzazione; il modem opera con un clock di trasmissione interno, con un clock esterno o con un clock rigenerato. In ricezione, il clock viene estratto dal segnale. convertitore sincrono/asincrono; il lato DTE lavora in modo sincrono o asincrono, mentre il lato linea, lavora sempre in modo sincrono. equalizzatore; trasformatore di accoppiamento alla linea, comprendente anche un impedenza di bilanciamento. rivelatore di portante seguito da un circuito ritardatore; per fornire il criterio di interfaccia. commutatori per la realizzazione dei Loop 2 e 3. MODEM fonici C I modem fonici possono essere di tipo Half-Duplex o Full-Duplex. I modem HD possono operare a velocità maggiori di quelli FD, poichè i primi trasmettono su tutta la banda telefonica mentre per i secondi la banda utile è pari alla metà della banda di canale. La riduzione della banda, determina una riduzione di velocità di trasmissione. Per ovviare a questo inconveniente, è stata sviluppata una tecnica DSP che permette ai modem in FD di trasmettere utilizzando tutta la banda disponibile. Protocolli Un protocollo è sostanzialmente un dialogo tra chi trasmette e chi riceve.Come modello di architettura di rete standardizzata, si utilizza modello OSI. Il modello OSI è estremamente importante per la comunicazione tra sistemi informatici. Il modello OSI, si divide in vari strati detti appunto strati OSI. Gli strati OSI sono: Fisico, Linea, Rete, Trasporto, Sessione, Presentazione, Applicazione. I primi tre in ordine, assicurano un corretto trasferimento di dati attraverso la rete. I restanti quattro, assicurano l'ottimizzazione dell'utilizzo della risorsa e la corretta comprensione dei dati scambiati. Per quanto riguarda lo studio che abbiamo effettuato, ci siamo occupati fondamentalmente dei primi tre. Il livello uno, Fisico, è l'accesso al canale trasmissivo. Fornisce un corretto accesso al canale trasmissivo utilizzato, definisce le caratteristiche elettriche, meccaniche e funzionali dell'interfaccia DTE-DCE e più in generale quelle per l'accesso al canale trasmissivo ( livello di segnale, codice di linea ). Il livello due Linea ha la funzione di garantire un trasferimento dati sicuro ed affidabile attraverso un canale di comunicazione fisico. A questo scopo deve essere adottato un protocollo di linea, che strutturi i bit da trasmettere in franme, consentendo di indirizzare a uno tra più terminali eventualmente presenti all'altro estremo del collegamento, di effettuare la rivelazione e correzione degli errori, nonchè un controllo di flusso. I protocolli possono essere asincroni o sincroni. Occupiamoci di quelli sincroni che si dividono in due categorie: COP - BCP protocollo controllato al Byte ( carattere ) BOP protocollo controllato al Bit Il protocollo COP - BCP si divide in : BSC1 ( collegamento punto-punto ) BSC2 ( collegamento multi-punto ) BSC3 ( collegamento multi-punto su linea dedicata ) Il protocollo BSC1 è rigido e non ha indirizzi. Il suo frame varia a seconda delle cinque fasi principali cioè : 1 connessione fisica, 2 connessione logica, 3 trasmissione, 4 abbattimento connessione logica, 5 abbattimento connessione fisica.
Il protocollo BSC2 ed il protocollo BSC3 differiscono dal primo solo in piccole parti. Il protocollo COP lavora con i codici : ASCII, EBCDIC, STB. Il codice ASCII ha 7+1 bit - 128 caratteri Il codice EBCDIC ha 8 bit - 256 caratteri Il codice STB ha 6 bit - 64 caratteri Protocollo HDLC ( BOP ) Il protocollo HDLC è diviso in sei campi: Flag ( F ) 8bit Address ( A ) 8/16 bit Controllo ( C ) 8/16 bit ( n. di blocchi ) Informativo ( I ) n. 8 Rivelazione ( FCS ) 16/32 bit ( CRC di tutto il frame )
Sostanzialmente abbiamo tre tipi di frame che indicano cosa si sta inviando: U-frame ( C senza numeri ) C=11 S-frame ( supervisione ) C=10 I-frame ( completi di tutto ) C= primo bit =0 Analizziamo ora i frame dei tre tipi. Partiamo da I-frame:
Il secondo tipo è S-frame:
Il terzo è U-frame:
P/F : posto ad 1 P per trasmettere posto ad 1 F per ricevere N(s) : n. frame che si stanno trasmettendo N(r) : n. frame che devono essere stati ricevuti correttamente Ogni 128 bit si azzera la numerazione, più è alto C, più veloce è la trasmissione.
Le differenze sostanziali tra COP e BOP sono :
Il livello 3 rete ha la funzione di fornire allo strato superiore un servizio volto a consentire la comunicazione attraverso la rete, mascherando i dettagli relativi al tipo di rete adottata.Nel caso di reti a commutazione di pacchetto, è questo strato che si occupa del corretto instradamento dei pacchetti. In una rete a commutazione di pacchetto, i messaggi da trasmettere vengono suddivisi in blocchi aventi una certa dimensione ed a ogni blocco viene anteposta un'intestazione contenente informazioni di servizio formando così un pacchetto. La dimensione tipica di un blocco dati è di 128 byte; possono comunque essere adottati altri valori, quali 64, 256, 512, 1024 byte. Le reti a commutazione di pacchetto X.25, sono quelle che forniscono un servizio di tipo Virtual Circuit, per cui tali reti sono note come reti X.25. RETI LAN Una LAN è una rete a pacchetto in cui non vi sono nodi di commutazione, in quanto essa utilizza un unico mezzo sul quale si trasmette a velocità molto elevata e con un tasso d'errore molto basso. I mezzi trasmissivi che possono essere impiegati in una LAN sono : coppie simmetriche " twinstate " ; Nelle reti locali, si adotta quasi sempre la trasmissione digitale in banda base. La codifica di linea più utilizzata, è la codifica MANCHESTER. Gli schemi di cablaggio impiegati per interconnettere fisicamente le varie stazioni, sono fondamentalmente tre : topologia ad anello ( ring ) topologia a stella ( star )
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