88162 - TECNOLOGIE DELLA COMUNICAZIONE P

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede le conoscenze di base sulle tecnologie dei sistemi di comunicazione digitali e sulle reti di telecomunicazione. Lo studente è in grado di comprendere le tecniche di modulazione numerica, i fenomeni aleatori ed i problemi legati al rumore negli apparati, l'architettura dei sistemi di trasmissione su cavo, su fibra ottica e wireless, l'architettura di Internet ed i principi di funzionamento dei principali protocolli, progettare e configurare reti in ambito locale e con applicazioni all’ambito industriale a partire dallo strato fisico (cablaggio) fino allo strato di rete (numerazione e subnetting IP).

Contenuti

Il corso seguirà uno sviluppo analogo all’organizzazione di un sistema e di una rete di comunicazione. Dopo una introduzione alle telecomunicazioni e alle applicazioni dell’Industria 4.0, cui si riferirà l’intero corso, si passerà ai fondamenti della teoria della comunicazione fornendo elementi di base sulla teoria dei sistemi, delle reti e dei mezzi trasmissivi. La seconda parte del corso sarà dedicata a dettagliare i protocolli per lo strato fisico (modulazione), per il livello di collegamento (codifica di canale e protocolli MAC) e i protocolli di rete. Il corso si concluderà con una panoramica sulle tecnologie di comunicazioni cablate e radio, per l’Industria 4.0.

Segue un elenco degli argomenti trattati in maggior dettaglio.

• Introduzione al corso e all’ Industria 4.0
• Fondamenti di segnali e sistemi: segnale PAM, sistemi LTI, distorsione e filtri, guadagno
• Fondamenti di reti: topologie di reti, protocolli e architetture protocollari, Internet
• Fondamenti di mezzi trasmissivi: cavo coassiale, fibra ottica e mezzo radio, antenne, formula di Friis
• Strato Fisico: modulazione, rumore termico, bilancio di collegamento, prestazioni in presenza di rumore termico
  
• Strati di Collegamento: codifica di canale, protocolli di accesso multiplo, prestazioni in presenza di interferenze
• Strato di Rete: protocolli di rete, protocolli di trasporto (TCP, UDP)
  
• Reti radio per Industria 4.0: IEEE 802.15.4/Zigbee, LoRa, NB-IoT, 5G
• Reti di comunicazione cablate: Ethernet, EtherCAT
  

L’attività di laboratorio permetterà allo studente di osservare dapprima il comportamento di un link di comunicazione, caratterizzarne le prestazioni, in termini di pacchetti ricevuti e latenza. In un secondo momento si osserverà una piccola rete e i relativi pacchetti scambiati fra i dispositivi, tramite Wireshark. In laboratorio si farà uso di dispositivi MC1322 Freescale, compatibili con lo standard IEEE 802.15.4/Zibgee, e dispositvi SX1272 Semtech, LoRa.

Testi/Bibliografia

Testi consigliati:

Testo 1: "Fondamenti di Telecomunicazioni per l'Ingegneria gestionale: Messaggi, segnali, sistemi", Marco Chiani, Roberto Verdone, Pitagora Editrice Bologna.

Testo 2: "Fondamenti di Telecomunicazioni per l'Ingegneria gestionale: Codifica di sorgente, mezzi di trasmissione, collegamenti", Appunti tratti dalle lezioni del Prof. Roberto Verdone, Pitagora Editrice Bologna.

Testo 3: "Internet e le Reti", James F. Kurose, Keith W. Ross, McGraw-Hill.

Note delle lezioni svolte in aula e relative slide saranno disponibili su VIRTUALE.

Metodi didattici

Le lezioni in aula - circa 36 ore

Esercizi svolti in aula e Seminari di approfondimento - circa 12 ore

Esercitazioni di Laboratorio (svolte in gruppi di massimo 3 studenti) - circa 12 ore

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame è suddiviso in due parti: una prova scritta e una prova orale.

La prova scritta consiste in due esercizi relativi alla prima parte del corso, ossia inerenti i fondamenti di segnali e sistemi, mezzi trasmissivi, bilancio di collegamento e strato fisico. Lo studente potrà consultare gli appunti del corso durante l'esame. Sarà possibile effettuare la prova scritta durante il corso: prova intermedia effettuata a metà corso.

L'esito dello scritto (se positivo) sarà: passato, oppure passato con limitazione di voto a 27, oppure passato con limitazione di voto a 24.

Una volta passata la prova scritta (prova intermedia o appello in gennaio / febbraio), sarà possibile accedere alla prova orale.

L'orale sarà composto di due domande: i) una domanda teorica inerente la prima parte del corso, ossia teoria dei segnali e livello fisico; ii) una domanda sulla seconda parte del corso, ossia strato di collegamento e protocolli per gli strati di rete e di trasporto. L'orale terminerà con una breve presentazione su una delle attività di laboratorio, scelta dalle studente.

Il voto finale sarà definito con la seguente modalità: si parte da 30 (se l'esito dello scrito è passato), o da 27 (se l'esito dello scritto è stato passato con limitazione di voto a 27), o da 24 (se l'esito dello scritto è stato passato con limitazione di voto a 24) e si decrementa il voto ad ogni risposta errata. 

 

Strumenti a supporto della didattica

Parte teorica: libri, slide, note, materiale di approfondimento.

Laboratorio: dispositivi 802.15.4/Zigbee, dispositivi LoRa a 868 MHz, sniffers, Wireshark.

 

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Chiara Buratti