Trasmissione dati = trasmissione di segnali digitali (larga banda) che coinvolge il mondo delle telecomunicazioni e quello dell'informatica. Si considera la disciplina telematica. In particolare si vuole discutere delle tecniche adottate per mettere in contatto i due mondi.

Dal mondo dell'informatica abbiamo le sorgenti di dati chiamati DTE (data terminal equipment); dal mondo telecomunicazionistico si vedono mezzi trasmissivi. L'interfacciamento é appunto il mondo telematico che attraverso i circuiti elettronici DCE (data circuit equipment) permette di convogliare i dati del DTE nel mezzo trasmissivo e viceversa.

Personal Computer (PC)

Mini Computer

Front End Processor (FEP o Unitá di controllo linee UCL)

Main Frame, grossi calcolatori di centri di calcolo

Cluster Controller (controllori di terminali)

TTY (teletype writer)

modem (per la trasmissione dati)

linee telefoniche (reti MAN e WAN)

Le linee telefoniche possono essere:

a) rete commutata:

rete a commutazione di circuito (la classica rete telefonica)

rete a commutazione di pacchetto

rete RDF (con commutatori elettronici)

b) rete dedicata in modalita punto a punto:

il collegamento é permanente e puó essere realizzato a 2 fili (half duplex) o 4 fili (full duplex).

rete dedicata a qualitá normale a 2 fili (2fQN)

rete dedicata a qualitá normale a 4 fili (4fQN)

rete dedicata a qualitá speciale a 4 fili (4fQS).

In questo tipo di rete ad un DTE principale, Master, vengono connessi con varie topologie apparati DTE secondari Slaves.

collegamento a stella

collegamento ad albero

collegamento ad anello

La modalitá con cui viene effettuata la comunicazione si chiama modalitá d'esercizio, e dipende dalla struttura della rete in particolare dalla presenza di collegamenti a due o quattro fili. Possiamo avare:

modalitá simplex: funzionamento unidirezionale (quindi a soli due fili) il terminale puó solo leggere le informazioni trasmesse (es: terminali partenze-arrivi in stazione, visualizzazione cambi borsistici, banca dati, ecc...)

modalitá half-duplex: funzionamento bidirezionale alternato (due fili), cioé quando un DTE trasmette l'altro puó solo ricevere. Si deve allora creare una gerarchia nei DTE per controllare il flusso di dati: il master (padrone) trasmette e lo slave (schiavo) riceve, per cui chi trasmette deve ogni volta ricoprire il ruolo master inviando un opportuno messaggio iniziale. Questo tipo di funzionamento é lento peró offre vantaggi in termine di semplicitá di gestione e risparmio banda.

Esiste la variante half-duplex a quattro fili che evita lo scambio della line tra master e slave; comunque ancora la gestione del traffico é affidato ad una gerarchia tra apparati.

modalitá full-duplex: funzionamento bidirezionale contemporaneo (4 fili). Ora é incrementata la velocitá di scambio informazioni ma costa di piú. Se mediamente l'half-duplex puó occupare solo metá banda in trasmissione, (la linea serve a due utenti in altarnanza, quindi il tempo di trasmissione medio é doppio), 2 [kHz]; il full-duplex trasmette nell'intera banda base telefonica.

Esiste una versione full-duplex per solo un doppino telefonico dove la banda é divisa in due per le trasmissioni dei due DTE: ora peró la trasmissione é piú lenta

trasmissione parallela: i dati vengono trasmessi a gruppi (un byte alla volta) la tecnica é veloce ma costosa e viene pertanto impiegata solo per collegare brevi tratti tra apparecchi (PC con stampante)

trasmissione seriale: i dati sono trasmessi bit a bit su un unica linea; la tecnica é piú lenta ma economica inoltre i DTE spesso forniscono giá i dati in questo modo.

Nella trasmissione seriale un blocco di bit costituenti una parola (byte) si chiama stringa. Il problema é indicare al DTE ricevente la posizione dei relativi bit. Il problema é risolto da alcuni bit "chiave" trasmessi prima e dopo ogni parola.

La chiave varia a seconda di trasmissione:

asincrona

sincrona

il bit 1 = mark (valore basso)

il bit 0 = space (valore alto) => logica negativa

lo start é al valore diverso dal riposo (lo 0)

lo stop é al valore di riposo (l '1)

lo start ha durata unitaria

lo stop puó durare 1; 1,5; 2 bit

In ricezione si deve ricreare un sorta di sincronismo per poter rileggere il dato: il mezzo trasmissivo deforma i bit quindi leggiamo l'impulso nel suo centro dove é minima la distorsione; per fare questo il bit di start attiva il generatore di sincronismi e lo stop lo "resetta"

la frequenza del clock fck é in generale 16 volte la frequenza di simbolo; e la lettura del bit avviene all'ottavo impulso di clock per ogni bit trasmesso.

sincronizzazione sul singolo bit

sincronizzazione sul singolo messaggio (caratteri ausiliari Sync definiti dal protocollo di comunicazione)

il fronte di salita del clock coincide con la transizione tra bit

il fronte di discesa cade al centro del bit

Quí vengono trasmessi i bit in sequenza senza introdurre bit di start o stop tra parole, (ma solo tra gruppi); ora la trasmissione é indipendente dalla velocitá dell'operatore e la frequenza di clock é la frequenza di simbolo: la trasmissione sincrona é allora piú veloce della precedente.

Per trasmettere in modo sincrono un segnale asincrono occorre un apparato che accumuli i dati che arrivano a tempi incostanti per trasmetterli in sequenza sincronizzata. Questo é un compito del modem.

Banda passante: campo di frequenze entro il quale il segnale puó essere trasmesso con distorsione accettabile (attenuazione e distorsioni di fase); ció dipende da:

natura del mezzo trasmissivo

tecnologia di costruzione del mezzo

struttura rete

velocitá di trasmissione: numero massimo di simboli (Baud) o di bit trasmissibili nell'unitá di tempo; quello che interessa é il legame velocitá di trasmissione-banda passante rappresentato dal parametro:

v = velocitá di trasmissione dati (o capacitá di canale) [bit/s];

B = banda del canale;

SNR = Signal to Noise Rateo;

(per il doppino telefonico B = 4[kHz]; per SNR = 1000 = 30[dB] => v dell'ordine di 30000 [bit/s]; in realtá per il segnale digitale v scende a 6000 [bit/s] a causa della larga banda del segnale tempo-discreto; inoltre se vogliamo percorrere lunghe tratte la velocitá v scende ancora: in concreto si adotta v = 4800 o 9600 [bit/s] per le reali trasmissioni dati su linea telefonica).

sicurezza di trasmissione: le modalitá di colloquio che consentono di evitare le "incomprensioni" tra TX ed RX (protocollo)

trasparenza delle rete: capacitá della rete di restituire in ricezione l'informazione con le stesse modalitá adottate prima della trasmissione: si tratta cioé di definire i dispositivi di interfacciamento tra DTE e rete (e viceversa). Questi, detti DCE, sono i modem