telefonia ed evoluzioni. contenuti telefonia cellulare introduzione elementi di telefonia gsm

Telefonia ed Telefonia ed evoluzionievoluzioni

Telefonia ed Telefonia ed evoluzionievoluzioni

Evoluzione delle retitelefonicheEvoluzione delle retitelefoniche

1876: brevetto del telefono di Bell 1876: brevetto del telefono di Bell

Trasmissione analogica e commutazione manuale

Trasmissione analogica e commutazione manuale

Architettura di rete non gerarchica Architettura di rete non gerarchica

Fine ‘800 – inizio ‘900:Fine ‘800 – inizio ‘900:


1891: brevetto del selettore Strowger

1891: brevetto del selettore Strowger

1895: esperimenti di Marconi 1895: esperimenti di Marconi

1894: prima centrale elettromeccanica

1894: prima centrale elettromeccanica

Fine ‘800 – inizio ‘900:Fine ‘800 – inizio ‘900:

Telefoni inizio ‘900Telefoni inizio ‘900

Posto operatorePosto operatore

Centrale telefonica; New York 1910

Centrale telefonica; New York 1910

Cablaggi su paliCablaggi su pali

Selettore StrowgerSelettore Strowger


Autocommutatori elettromeccanici (1938: relè)

Autocommutatori elettromeccanici (1938: relè)

Prima “teleselezione” (coinvolge più centrali)

Prima “teleselezione” (coinvolge più centrali)

Anni ‘40 e ‘50:Anni ‘40 e ‘50:

Carla Chiasserini

relè: interruttore elettromeccanico (circuito elettronico (RC o a induttanza) + interruttore)


Introduzione della trasmissione e della commutazione numerica PCM (Pulse Code Modulation)

Introduzione della trasmissione e della commutazione numerica PCM (Pulse Code Modulation)

Anni ‘60:Anni ‘60:


Elaboratori elettronici peril controllo delle centrali (programma registrato)

Elaboratori elettronici peril controllo delle centrali (programma registrato)


1965: prima centrale elettronica (Saccasunna - USA - ESS1)

1965: prima centrale elettronica (Saccasunna - USA - ESS1)

Operatrici telefonicheOperatrici telefoniche

Crossbar - 1952Crossbar - 1952

Crossbar - 1965Crossbar - 1965

ESS – 1 ConsoleESS – 1 Console


Diffusione delle reti PCM Diffusione delle reti PCM

Introduzione dei sistemi di segnalazione a canale comune (SS7)

Introduzione dei sistemi di segnalazione a canale comune (SS7)



1975: prima centrale interamente elettronica (Chicago - ESS4)

1975: prima centrale interamente elettronica (Chicago - ESS4)



Definizione e prime installazioni di ISDN (Integrated Services Digital Network)

Definizione e prime installazioni di ISDN (Integrated Services Digital Network)


Completamento (??) della IDN (Integrated Digital Network)

Completamento (??) della IDN (Integrated Digital Network)

Carla Chiasserini

IDN: rete di trasporto (distribuzione) completamente digitale doe si ha sia trasmissione che commutazione digitale (la commutazione avviene senza trasformare il segnale da digitale ad analogico e viceversa.

Carla Chiasserini

servizi integrati: voce, video, dati


Diffusione delle reti cellulari analogiche

Diffusione delle reti cellulari analogiche



Diffusione (??) di ISDN Diffusione (??) di ISDN


Introduzione delle reti intelligenti Introduzione delle reti intelligenti

Carla Chiasserini

in realtà negli anni 90 la isdn non era diffusa, la sua diffusione è iniziata solo nella seconda metà degli anni '90.Ha avuto una grande diffusione con l'esplosione di Intenet xchè permette di avere la linea del telefono e internet allo steso momento. La ISDN usa la tecnologia TDM. Inoltre essendo completamente digitale consente 2 o + linee a 64 kb/s (residenziale è sempre a 2 linee, per business fino a 30 linee).(La ADSL usa FDM, 3 canali: 1 per la telefonia,1 pr l'uplink euno per il downlink)



Definizione della Broadband-ISDN (ATM)

Definizione della Broadband-ISDN (ATM)

Diffusione delle reti cellulari numeriche

Diffusione delle reti cellulari numeriche


2000:2000:

Trasporto della voce su reti a pacchetto (Internet telephony)

Trasporto della voce su reti a pacchetto (Internet telephony)

Reti cellulari a commutazione di pacchetto (GPRS) e a larga banda (UMTS)

Reti cellulari a commutazione di pacchetto (GPRS) e a larga banda (UMTS)

Centrale ISDN - 1997Centrale ISDN - 1997

Il telefono di BellIl telefono di Bell

Fino alla metà degli anni ’60il “telefono” è rimasto sostanzialmente uguale

al brevetto di Bell;ancora oggi i telefoni

analogici sono molto simili

Fino alla metà degli anni ’60il “telefono” è rimasto sostanzialmente uguale

al brevetto di Bell;ancora oggi i telefoni

analogici sono molto simili


Alexander Graham Bell depositò il brevetto il 14 febbraio 1876

...qualche ora prima di Elisha Gray

...mentre Meucci sperimentava un sistema analogo

Alexander Graham Bell depositò il brevetto il 14 febbraio 1876

...qualche ora prima di Elisha Gray

...mentre Meucci sperimentava un sistema analogo

Il telefono di MeucciIl telefono di Meucci


Il 10 marzo 1876 Bell

presenta il primotelefono funzionante

Il 10 marzo 1876 Bellpresenta il primo

telefono funzionante

Il telefono di MeucciIl telefono di Meucci

un microfono (trasmettitore)un microfono (trasmettitore)


un altoparlante (ricevitore) un altoparlante (ricevitore)

ComprendeComprende


trasmettitoretrasmettitoretrasmettitoretrasmettitore ricevitorericevitorericevitorericevitore

Collegati da un circuito elettricocon una batteria in serie

Collegati da un circuito elettricocon una batteria in serie



Il trasmettitore è una resistenza variabile che trasforma le onde di pressione sonore in un segnale

elettrico

Il trasmettitore è una resistenza variabile che trasforma le onde di pressione sonore in un segnale

elettrico



Il ricevitore opera la trasformazione inversa, vibrando al variare della

corrente

Il ricevitore opera la trasformazione inversa, vibrando al variare della

corrente

Attivazione e selezioneAttivazione e selezione

selettoreselettoreselettoreselettore

allacentrale

allacentrale

interruttore di linea


La linea viene attivata sganciandoil micro-telefono, che chiude

l’interruttore di linea

La linea viene attivata sganciandoil micro-telefono, che chiude

l’interruttore di linea

Carla Chiasserini

Quando si sgancia la corrente che passa varia dai 20 ai 60 mA

Carla Chiasserini

La batteria è a 48V e la tensione è fornita dalla centrale locale. Fanno eccezione i telefoni cordless che richiedono una alimentazione separata xchè i 20 mA mandati da centrale non sono sufficienti per alimentare la stazione base del telefono cordless. Segue che se manca corrente elettrica i cordless non funzionano.

Carla Chiasserini

questo filo è il doppino: 2 cavi di rame che portano il segnale vocale in una direzione e nell'altra e costiyuiscono un circuito analogico

Carla Chiasserini

forchetta telefonica si trova nella centrale locale e serve per passare da 2 fili (doppino) a 4 fili. Così il segnale in uplink e downlink sono separati e possono essere amplificati in circuiti diversi sulle linee di giunzione, cioè che portano alle centrali di giunzione.

Attivazione e selezioneAttivazione e selezione

Il selettore (disco o tastiera)è inserito in serie al circuito del telefono

Il selettore (disco o tastiera)è inserito in serie al circuito del telefono

selettoreselettoreselettoreselettore

allacentrale

allacentrale



Schema a blocchi complessivoSchema a blocchi complessivo

allacentrale

allacentrale

conversioneconversione2/4 2/4

e circuitoe circuitoanti-ecoanti-eco

selettoreselettore

inte

rru

ttore

di lin

ea

inte

rru

ttore

di lin

ea

su

on

eri

asu

on

eri

a

Carla Chiasserini

Rx e microfono sono in serie nel circuito ma interagiscono tramite un complesso circuito.Il circuito anti-eco, è un insieme di resistenze e induttanze che separano il rx dal microfono locale. Così il rx non viene modulato dal segnale prodotto dal microfono locale ma solo da quello proveninete dall'utente con cui si comunica.

Carla Chiasserini

selettore: provoca interruzioni della corrente ad ogni numero digitato

Carla Chiasserini

induttanza: a bassa freq, corto circuito -ad alta freq. circuito aperto.condensatore: a bassa freq. e' un circuito aperto; ad alta freq. è un circuito chiuso.Nella suoneria si ha un condensatore e 2induttanze (che pero' sono avvolte su ferrite e servono per fare il camapnello).Iil condensatore è per far passare la sinusoide del segnale di squillo mandato dala centrale di lì e non arrivare alla cornetta.

La centrale e il “local loop”La centrale e il “local loop”

centrale di attestazionecentrale di attestazione

“local loop”“local loop”

batteria di alimentazione a 48 V

batteria di alimentazione a 48 V

sensoredi sganciosensore

di sgancio

Alla forchetta, al convertitore

A/D e ai sistemi di

commutazione

Alla forchetta, al convertitore

A/D e ai sistemi di

commutazione

trasform.di linea

trasform.di linea

Carla Chiasserini

a cosa serve il trasformatore di linea????Probabilmnte solo a separare il local loop dal resto per proeggere il circuito da eventuali sbalzi di tensione.

Carla Chiasserini

La forchetta telefonica si trova nella centrale locale e serve per passare da 2 fili (doppino) a 4 fili. Così il segnale in uplink e downlink sono separati e possono essere amplificati in circuiti diversi sulle linee di giunzione, cioè che portano alle centrali di giunzione.

Carla Chiasserini

Nelle centrali moderne i segnali analogici sono convertiti in digitali alla centrale numerica e trasferiti con tecnica TDM sulla rete digitale di trasporto. Più canali a 64k/s sono multiplati con tecnica TDM, dalla centrale locale attarverso la rete di trasporto digitale.

La centrale e il “local loop”La centrale e il “local loop”

Il sensore di sgancio è un relè a induttanza che

sente il passaggio della corrente di alimentazione

e abilita la porta di ingressoin centrale dedicando

un convertitore A/D e una posizione di commutazione

alla linea “attiva”

Il sensore di sgancio è un relè a induttanza che

sente il passaggio della corrente di alimentazione

e abilita la porta di ingressoin centrale dedicando

un convertitore A/D e una posizione di commutazione

alla linea “attiva”

Carla Chiasserini

quando si sgancia la cornetta e il circuito si chiude

Toni di centraleToni di centrale

Squillo: Squillo:

Sinusoide a 20Hz, 75V rms, duty cycle [On/Off s - D.C.] ~1/1

Sinusoide a 20Hz, 75V rms, duty cycle [On/Off s - D.C.] ~1/1

La centrale invia diversi segnaliall’utente:



Selezione: Selezione:

(350)+(440)Hz, tono continuo (USA)(440)+(480)Hz, D.C. complesso tu .. tuuu ...... (EU)

(350)+(440)Hz, tono continuo (USA)(440)+(480)Hz, D.C. complesso tu .. tuuu ...... (EU)



Carla Chiasserini

Inoltre in U.S. la comunicazione telefonica è half-duplex, qui da noi c'è il doppino quindi è full duplex


Linea disponibile: Linea disponibile:

(440)+(480)Hz, D.C. 2/4 (440)+(480)Hz, D.C. 2/4




Linea occupata: Linea occupata:

(480)+(620)Hz, D.C. 0.5/0.5 (480)+(620)Hz, D.C. 0.5/0.5




Fascio occupato: Fascio occupato:

(480)+(620)Hz, D.C. 0.25/0.25 (480)+(620)Hz, D.C. 0.25/0.25



Carla Chiasserini

2 toni con duty cycle /D.C.=Ton/Toff=0.25/0.25

Filtri e banda fonicaFiltri e banda fonica

Il segnale analogicotra telefono e centrale locale

viene filtrato tra 300 e 3400 Hzper consentire il passaggio

della continua di alimentazionee limitare la banda passante

del sistema

Il segnale analogicotra telefono e centrale locale

viene filtrato tra 300 e 3400 Hzper consentire il passaggio

della continua di alimentazionee limitare la banda passante

del sistema

Filtri e banda fonicaFiltri e banda fonica

Le centrali moderneconvertono immediatamente

il segnale in PCM

Le centrali moderneconvertono immediatamente

il segnale in PCM

300300 3400 f [Hz]3400 f [Hz]

bandafonicabandafonica

Carla Chiasserini

codifica PCM è la tecnica di codifica di uso generalizzato nella rete telefonica pubblica (64kb/s)

La rete telefonica fornisce connessioni bidirezionali e simmetriche tra coppie di utenti

La rete telefonica fornisce connessioni bidirezionali e simmetriche tra coppie di utenti

Il servizio base funziona secondo un modello di chiamata in 3 fasi:Fase di formazione (call setup)Fase di conversazioneFase di abbattimento

Il servizio base funziona secondo un modello di chiamata in 3 fasi:Fase di formazione (call setup)Fase di conversazioneFase di abbattimento

Il servizio base POTS (Plain Old Telephony Service)Il servizio base POTS (Plain Old Telephony Service)

Carla Chiasserini

La rete può poi fornire servizi supplementari, tipo ridirezione di chiamata, che si sovrappongono al servizio di base POTS

Una rete telefonicaUna rete telefonica

segnalazionesegnalazione

trasmissionetrasmissione

centralecentraledidi

commutazionecommutazione

centralecentraledidi

commutazionecommutazione

Organizzazione gerarchicaOrganizzazione gerarchica

Il numero di livelli,la nomenclatura delle centrali

e degli apparati varianoda nazione a nazione.

Riflettono sia le dimensionidel paese sia la “storia”

della telefonia nella nazione

Il numero di livelli,la nomenclatura delle centrali

e degli apparati varianoda nazione a nazione.

Riflettono sia le dimensionidel paese sia la “storia”

della telefonia nella nazione

Organizzazione gerarchicaOrganizzazione gerarchica

centralecentraleinternazionaleinternazionale

centralecentralelocalelocale

centralecentralelocalelocale

centralecentraleregionaleregionale

centralecentraleregionaleregionale

centralecentralenazionalenazionale

centralecentralenazionalenazionale

L’attuale rete telefonica oggiè sostanzialmente una IDN(Integrated Digital Network)

L’attuale rete telefonica oggiè sostanzialmente una IDN(Integrated Digital Network)

Commutazione a circuito Commutazione a circuito

La rete PSTN (Public Switched Telephone Network)La rete PSTN (Public Switched Telephone Network)

Trasmissione/commutazione numerica PCM

Trasmissione/commutazione numerica PCM

Segnalazione a canale comune Segnalazione a canale comune

La rete PSTNLa rete PSTN

Carla Chiasserini

a pacchetto

Il modello di riferimentoIl modello di riferimento

L’architettura è divisain piano utente,

piano di controllo(segnalazione)

e piano di gestione(non visualizzato)

L’architettura è divisain piano utente,

piano di controllo(segnalazione)

e piano di gestione(non visualizzato)

Il modello di riferimentoIl modello di riferimento

bla ... bla ... bla

protocolli protocolli di utentedi utente

(PCM)(PCM)

protocolli protocolli di utentedi utente

(PCM)(PCM)

informazione informazione di utente di utente

protocolli di protocolli di segnalazionesegnalazione

(SS#7)(SS#7)

protocolli di protocolli di segnalazionesegnalazione

(SS#7)(SS#7)

informazione informazione di controllo di controllo

Organizzazione(piano utente)Organizzazione(piano utente)

Rete di accesso (da casa dell’utente alla centrale locale)

Rete di accesso (da casa dell’utente alla centrale locale)

È tipicamente organizzatosu 3 livelli:



Rete di giunzione (tra le centrali locali e il centro distrettuale –non necessariamente coincidecon un prefisso telefonico)

Rete di giunzione (tra le centrali locali e il centro distrettuale –non necessariamente coincidecon un prefisso telefonico)




Rete di lunga distanza (connette tra loro le centrali di gerarchia più elevata)

Rete di lunga distanza (connette tra loro le centrali di gerarchia più elevata)



Architettura della reteArchitettura della rete

centrale centrale localelocale

rete direte diaccessoaccesso

rete direte digiunzionegiunzione

rete direte dilunga distanzalunga distanza

centrale centrale distrettualedistrettuale

Uno sguardoUno sguardoal mercatoal mercato

Uno sguardoUno sguardoal mercatoal mercato

Penetrazione cellulari vs. InternetPenetrazione cellulari vs. Internet

Utenti Internet %Utenti Internet %

Ab

bon

ati

ai serv

izi cellu

lari

%A

bb

on

ati

ai serv

izi cellu

lari

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0 10 20 30 40 50

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GermanyGermany

FranceFranceSpainSpain

FollowerDigital

Economies

FollowerDigital

Economies

PortugalPortugalItalyItaly AustriaAustria

JapanJapan

SwitzerlandSwitzerlandNetherlandsNetherlands

UKUK

USUS

CanadaCanada

FinlandFinland

NorwayNorway

SwedenSweden

DenmarkDenmark

Wireless InternetOriented

Digital Economies

Wireless InternetOriented

Digital Economies

Fixed Internet OrientedDigital Economies

Fixed Internet OrientedDigital Economies

AdvancedDigital Economies

AdvancedDigital Economies

Worldwide revenues – All servicesWorldwide revenues – All servicesS

erv

ice r

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Serv

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20012001 20022002 20032003 20042004 20052005 20062006 20072007 20082008 20092009 20102010

$350$350

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Simple VoiceSimple Voice

Rich VoiceRich Voice

Location-Based ServicesLocation-Based Services

Mobile Internet Access Mobile Internet Access

Multimedia Messaging ServiceMultimedia Messaging Service

Mobile Intranet/Extranet Access Mobile Intranet/Extranet Access

Customised Infotainment Customised Infotainment

Wireless Penetration rates by Region, 1999-2000 Wireless Penetration rates by Region, 1999-2000

70.0%70.0%

60.0%60.0%

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30.0%30.0%

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0.0%0.0%19901990 19921992 19941994 19961996 19981998 20002000

19911991 19931993 19951995 19971997 19991999

West EuropeWest Europe

North AmericaNorth America

East EuropeEast Europe

Latin America Latin America

CaribbeanCaribbean

Middle East Middle East

Asia Pacific Asia Pacific

Africa Africa

telefonia ed evoluzioni. contenuti telefonia cellulare introduzione elementi di telefonia gsm

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