Corso di Corso di RETI E SISTEMI DISTRIBUITI RETI E SISTEMI DISTRIBUITI Prof : Stefano Bistarelli Prof : Stefano Bistarelli Seminario : Seminario : RETI CELLULARI (2 / 3 / 4 G) RETI CELLULARI (2 / 3 / 4 G) THANKS TO Sara Di Matteo THANKS TO Sara Di Matteo
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Corso di RETI E SISTEMI DISTRIBUITI Prof : Stefano Bistarelli Seminario : RETI CELLULARI (2 / 3 / 4 G) THANKS TO Sara Di Matteo.
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RETI CELLULARI (2 / 3 / 4 G)RETI CELLULARI (2 / 3 / 4 G)THANKS TO Sara Di MatteoTHANKS TO Sara Di Matteo
SOMMARIO:SOMMARIO:● Introduzione ● Architettura della rete
cellulare● Tecniche di Accesso
➢ TDMA➢ FDMA➢ CDMA
● Standard e Tecnologie cellulari
● 1G (TACS)● 2G (GSM)
➢ 2.5G (GPRS/EDGE) ● 3G (UMTS)
➢ 3,5G (HSDPA)● 4G● Bibbliografia
Un po' di storia ...Un po' di storia ...● Il primo sistema radiomobile fu impiegato dalle forze
armate degli USA intorno al 1920
● A partire dal 1935 con la MODULAZIONE DI FREQUENZA questo primo sistema radiomobile si diffuse
● Nel 1945 nacque l'idea di “CELLA”
● Anni 80-90: Cellulari Analogici di prima generazione
● Anni 90-2000: Cellulari Digitali di seconda generazione
● Ora: Cellulari Digitali di terza generazione con voice + data
Architettura della rete Architettura della rete cellularecellulare
Il territorio viene suddiviso in celle (da qui il termine cellulare). Ogni cella è dotata di una stazione base, la cui frequenza radio è diversa da quella di un'altra stazione base posta nella cella adiacente.
configurazione esagonale, quindi 7 frequenze diverse
Riuso delle FrequenzeRiuso delle Frequenze
Ciascuna stazione base è connessa a un centralino MTSO (Mobile Telecommunications Switching Office) il quale servirà più stazioni base
Architettura della rete Architettura della rete cellulare (2)cellulare (2)
utenti connessi con celle non contigue sono non interferenti dal punto di vista elettromagnetico per la loro diversa collocazione spaziale anche se condividono parametri operativi comuni.
utenti della stessa cella (o celle contigue parzialmente sovrapposte) necessitano di una diversa logica di separazione dei collegamenti in quanto condividono realmente la medesima risorsa
Tecniche di AccessoTecniche di Accesso
I sistemi cellulari utilizzano tre diverse tecniche di accesso multiplo:
● accesso multiplo a divisione di tempo (TDMA)
● accesso multiplo a divisione di frequenza (FDMA)
● accesso multiplo a divisione di codice (CDMA).
I servizi richiedono tipicamente comunicazioni bidirezionali:
● Uplink (reverse channel)
● Downlink (forward channel)
Riassumendo ...Riassumendo ...
Un ulteriore esempio ...Un ulteriore esempio ...
Analogia con le persone
● TDMA : Ognuno parla a turno● FDMA : Si parla a gruppi ● CDMA : Tutti parlano in lingue diverse e
ognuno filtra solo quello che viene detto nella propria lingua
Standard e Tecnologie Standard e Tecnologie CellulariCellulari
● Cellulari di prima generazione (TACS)
● Cellulari di seconda generazione (GPRS/EDGE)
● Cellulari di terza generazione (UMTS/HSDPA)
● Cellulari di quarta generazione
Prima Generazione ( TACS )Prima Generazione ( TACS )Total Access Comunications SystemsTotal Access Comunications Systems
● Tecnologia di tipo analogico, introdotta in Italia verso la fine degli anni 80 in cui le trasmissioni in ogni cella avvenivano a frequenze diverse. (MODULAZIONE DI FREQUENZA)
● Nel nord Europa e negli USA venivano usati altri standard (NMT, Nordic Mobile Telephone System e AMPS, Advanced Mobile Phone System).
LIMITAZIONI:
● numero di chiamate contemporanee veicolabili da ciascuna stazione base LIMITATE
No servizi SMS, fax ed E-mail.
Poteva essere usato solo in Italia.
SICUREZZA: No crittografia.Comunicazione intercettabile
Seconda Generazione (GSM)Seconda Generazione (GSM)Global System for Mobile Communications Global System for Mobile Communications
● standard di telefonia mobile più diffuso del mondo con una quota di mercato del 70%
● canale di identificazione e canale di conversazione digitali
– Voce codificata in sequenze di bit● Comunicazioni sicure : trasmissione criptata
● possibilità di scambiare dati, oltre che conversazioni
Esempio : lo scambio di messaggi testuali (SMS) è stato sviluppato per la prima volta in assoluto in ambito GSM.
– Le frequenze usate dalla rete GSM sono 850, 900, 1800, 1900 MHz e variano a seconda degli Stati in cui la rete stessa è installata. In Europa si utilizza le frequenze 900/1800 MHz, in USA le frequenze 850/1900 MHz
Altri servizi offerti dal GSMAltri servizi offerti dal GSM
● WAP (Wireless Application Protocol)– Tecnologia per l'accesso ad Internet– Velocità di conessione 9.6 kbit/s– Ribattezzato come “Wait and Pay”
● Roaming internazionale
Dalla Seconda alla Terza Dalla Seconda alla Terza Generazione (GPRS) Generazione (GPRS)
● È stato progettato per realizzare il trasferimento di dati a media velocità, usando i canali della rete GSM
● Trasferimento di dati a Pacchetto
● La velocità dipende dal modello di cellulare/terminale usato e dal numero di utenti collegati per cella fra cui è frazionata la banda
SERVIZI:● Servizio PTP (Point-to-Point): interconnessione fra reti internet (protocollo IP)
● Servizio PTM (Point-to-multipoint): chiamate di gruppo e chiamate multicast