Lezione 0Introduzione

Fonte: corso Telecommunications, UniPD: slide di introduzione (tassonomia delle comunicazioni, commutazione, livelli e ISO/OSI) e slide di richiami (unità di misura, decibel, banda, spazi vettoriali, processi aleatori, processo di Poisson, disuguaglianza di Jensen).

Argomenti trattati

1. Che cos'è una telecomunicazione: trasmettitore, canale, ricevitore; servizio e sistema; reti dedicate (POTS) e integrate (ISDN); esempi di problemi (tariffe, sicurezza, velocità, propagazione).
2. Classificazione delle comunicazioni: unicast, broadcast, multicast, anycast, multi-point; servizi unidirezionali e bidirezionali (simmetrici e asimmetrici); canali half-duplex e full-duplex.
3. Topologia delle reti: i ponti di Königsberg, grafi (nodi e archi), topologie a stella, mesh, albero, anello, bus; rete di accesso e rete core; instradamento.
4. Commutazione di circuito e di pacchetto (datagramma e circuito virtuale) e confronto sull'uso delle risorse.
5. Protocolli e livelli: primitive, SAP, PDU, SDU, PCI e incapsulamento; modello ISO/OSI a 7 livelli, sottolivelli MAC e LLC; approccio cross-layer. Schema del corso.
6. Richiami: unità SI e prefissi; decibel (dB, dBW, dBm); bit e byte; banda di un segnale (primo zero, a $\alpha$ dB, di energia); spazi vettoriali e Gram-Schmidt; processi aleatori (media, potenza, autocorrelazione, stazionarietà, ergodicità, PSD, filtraggio); processi di punto e di conteggio; processo di Poisson, interarrivi esponenziali e assenza di memoria; disuguaglianza di Jensen.

Teoria

• Introduzione alle reti di telecomunicazioneUn servizio di telecomunicazione porta informazione da un trasmettitore a un ricevitore attraverso un canale. Le comunicazioni si classificano per destinatari (unicast, broadcast, multicast, anycast, multi-point) e per direzione (unidirezionali, bidirezionali; canali half-duplex e full-duplex); la rete è un grafo (nodi e archi) con topologie stella, mesh, albero, anello, bus, e una parte di accesso e una di core. Le risorse si danno con la commutazione di circuito (riservate) o di pacchetto (condivise, datagramma o circuito virtuale). Il controllo è diviso in livelli con protocolli, primitive, PDU/SDU/PCI e incapsulamento $PDU_N=PCI_N+SDU_N$; il modello ISO/OSI ha 7 livelli.Introduzione alle reti di telecomunicazione → — servizi, topologie, commutazione, protocolli e livelli, mappa del corso
• Segnali, potenza e decibelRichiami che servono in tutto il corso. Unità SI e prefissi (kilo = $10^3$, bit e non byte); decibel $[x]{dB}=10\log{10}x$ per le potenze e $20\log_{10}$ per le ampiezze (prodotti = somme); banda di un segnale (primo zero, a $\alpha$ dB, di energia) e banda pratica; energia, potenza e teorema di Parseval; processi aleatori: media, potenza, autocorrelazione, stazionarietà (WSS), ergodicità, densità spettrale di potenza $\mathcal P_x(f)$ e filtraggio $\mathcal P_y=\lvert G\rvert^2\mathcal P_x$.Segnali, potenza e decibel → — unità, decibel, banda, energia e potenza, processi aleatori, PSD, Jensen
• Processi di arrivo e processo di PoissonUn sistema a coda ha clienti che arrivano, un'area di attesa e $m$ servitori. Il processo di arrivo è un processo di punto con tempi di interarrivo $\tau_n=t_n-t_{n-1}$ e tasso $\lambda=\frac1{E[\tau]}$. Nel processo di Poisson omogeneo gli arrivi in intervalli disgiunti sono indipendenti e di Poisson con media $\lambda T$, gli interarrivi sono esponenziali $\lambda e^{-\lambda a}$ e senza memoria; somma di processi di Poisson è Poisson (tassi che si sommano), il diradamento con probabilità $p$ dà Poisson di tasso $p\lambda$; in $[0,h]$ c'è un arrivo con probabilità $\lambda h+o(h)$. Servizio con tasso $\mu=\frac1{E[y]}$; notazione di Kendall $A/B/m/K/N-S$.Processi di arrivo e processo di Poisson → — il processo di Poisson (richiamato qui, usato per le code)

Lezione successiva: Lezione 1 · Conversione A-D e quantizzazione