Multiplazione a divisione di tempo e commutazione di circuito

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19.2 Multiplazione↓

In generale, raggruppare assieme più comunicazioni dirette alla medesima destinazione, in modo che condividano uno stesso mezzo trasmissivo, permette di

tentare di occupare tutta la banda messa a disposizione dal mezzo trasmissivo
massimizzare la percentuale di utilizzo del mezzo trasmissivo, nel caso di sorgenti non continuamente attive (vedi § 17.3.4↑)
semplificare la gestione e la manutenzione dei collegamenti a lunga distanza, essendo questi minori in numero

Le tecniche di multiplazione, nella evoluzione storica delle telecomunicazioni, possono operare secondo le diverse modalità di

divisione di frequenza - ogni comunicazione usa una banda di frequenze diversa, come descritto al § 9.1.1↑, nel contesto dello studio dei segnali modulati;
divisione di tempo - le comunicazioni avvengono in intervalli di tempo disgiunti, mediante segnali numerici, e sono affrontate nel resto di questo capitolo;
divisione di codice - tutte le comunicazioni usano la stessa banda allo stesso tempo, ma ogni diverso destinatario è ancora in grado di distinguere il proprio messaggio, in vitù della ortogonalità tra i codici utilizzati (vedi § 6.5.2↑). Dato che il segnale trasmesso in questo caso si trova ad occupare una banda più estesa di quella originaria, la tecnica è detta ad espansione di spettro ed esposta al § 14.9↑.

19.2.1 Multiplazione a divisione di tempo ↓

Per quanto riguarda la multiplazione a divisione di tempo, nella pratica questa è attuata solo a partire da segnali numerici, come sono sempre stati i segnali dati, ed in quel contesto si è sviluppato un approccio basato sull’uso di un pacchetto dati (vedi § 17.5.1↑), attuando uno schema detto

Multiplazione statistica e commutazione di pacchetto↓

In questo caso il mezzo trasmissivo non è impegnato in modo esclusivo, ma la trasmissione può avvenire in modo sporadico, ed i dati inviati ad intervalli irregolari. Questo motivo, assieme alla dimensione variabile delle singole comunicazioni, porta a suddividere la comunicazione in unità autonome indicate come pacchetto dati.

La multiplazione dei pacchetti avviene quindi in modo statistico, senza riservare con esattezza risorse a questo o quel tributario: il multiplatore si limita ad inserire i pacchetti ricevuti in apposite

code, da cui li preleva per poterli trasmettere in sequenza, attuando una modalità di trasferimento orientata al ritardo (vedi § 17.4↑). La presenza di code comporta

il determinarsi di un ritardo variabile ed impredicibile
la possibilità che la coda sia piena, ed il pacchetto in ingresso venga scartato

D’altra parte, ogni pacchetto reca con sé le informazioni necessarie al suo recapito, facilitando il compito dell’instradamento (vedi § 19.7↓). A seconda dell’adozione di un principio di commutazione di tipo a circuito virtuale oppure a datagramma (vedi § 17.5.2.2↑), può essere presente o meno una fase di setup precedente l’inizio della comunicazione.

Multiplazione deterministica e commutazione di circuito↓

La modalità usata nella rete telefonica è invece basata su di uno schema di multiplazione con organizzazione di trama (vedi

§ 17.5.2.1↑) che determina un paradigma noto come commutazione di circuito, per il motivo che ora illustriamo.

Alle origini storiche della telefonia, nell’epoca dei telefoni a manovella, con la cornetta appesa al muro, la commutazione si basava sull’operato di un centralinista↓ umano, che creava un vero e proprio circuito elettrico, collegando fisicamente tra loro le terminazioni dei diversi utenti. Nel caso in cui intervenissero più centralinisti in cascata, la chiamata risultava instradata attraverso più centralini. Da allora, il termine commutazione di circuito individua il caso in cui

è necessaria una fase di setup precedente alla comunicazione vera e propria, in cui vengono riservate le risorse;
nella fase di setup si determina anche l’instradamento della chiamata nell’ambito della rete, che rimane lo stesso per tutta la durata della medesima;
le risorse trasmissive restano impegnate in modo esclusivo per l’intera durata della conversazione.

Le cose non sono cambiate di molto (da un punto di vista concettuale) con l’avvento della telefonia numerica: in tal caso, più segnali vocali sono campionati e quantizzati in modo sincrono, ed il risultato (numerico) è multiplato in una trama PCM (§ 19.3.1↓), in cui viene riservato un intervallo temporale per ognuno dei flussi tributari.

Ad ogni buon conto, si noti che un risultato della teoria del traffico (pag. 1↑) mostra come l’adozione di una strategia orientata al ritardo migliora notevolmente l’efficienza di utilizzo del mezzo stesso.

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