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Reti di telecomunicazioni: teoria e simulazione

01NRTOT

A.A. 2025/26

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Delle Telecomunicazioni (Telecommunications Engineering) - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Collaboratori
Espandi
Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/03 8 B - Caratterizzanti Ingegneria delle telecomunicazioni
Statistiche superamento esami
L’insegnamento è in lingua italiana ed è offerto nel secondo semestre del II anno della laurea magistrale in Ingegneria Gestionale e del I anno della laurea magistrale in Ingegneria delle Telecomunicazioni. L'insegnamento ha l’obiettivo di presentare i concetti fondamentali, le problematiche e i principi di funzionamento delle reti di telecomunicazione e, in particolare, di Internet. Durante il corso, saranno approfonditi aspetti legati a particolari tecnologie, oggi di comune uso in Internet: come viene gestito l’instradamento dei dati tra Operatori di Telecomunicazione diversi, come funzionano i sistemi di caching per la distribuzione di contenuti popolari (YouTube), come sono organizzate le reti peer-to-peer, quali sono i meccanismi di protezione dei dati e di sicurezza nelle reti di telecomunicazione. Il corso fornisce infine gli strumenti necessari per affrontare lo studio per mezzo di simulazione di problematiche concernenti la valutazione delle prestazioni di reti di telecomunicazione. In particolare, il corso affronta la problematica della simulazione Montecarlo ad eventi, la generazione di variabili casuali, e la misura delle prestazioni di sistemi descritti nella parte teorica.
The course is taught in Italian. The purpose of the course is to present the basic results of queuing theory as well as the basic concepts of the theory of event driven simulation. Simple networking systems are studied via analytical and simulation techniques, to allow the students to compare the different modeling methodologies.
L'insegnamento permetterà agli studenti di apprendere gli aspetti principali delle tecnologie di reti di telecomunicazione che sono utilizzati comunemente oggi in Internet. Il corso ha l’obiettivo di fornire una capacità critica di analisi dei problemi e delle soluzioni adottate, al fine di individuare gli aspetti critici di sistemi e architetture della rete Internet. Gli studenti acquisiranno inoltre conoscenza dei principali metodi per il progetto e lo studio delle prestazioni di una rete di telecomunicazione. In particolare, gli studenti saranno in grado di utilizzare e sviluppare simulatori ad eventi che possono essere usati per lo studio delle prestazioni di Internet.
The students will acquire the ability to formulate and solve queuing and simulative models of communication network systems. The capability of applying knowledge will be trained by class and lab exercise. Choosing the proper modeling methodology, as well as being able to abstract the system under study to create a model suitable to be analyzed and close enough to the real system are the key elements that will allow students to enhance their ability in making judgment.
Basic knowledge of probability theory and stochastic processes. Basic knowledge of network protocols and applications.
Basic knowledge of probability theory and stochastic processes. Basic knowledge of network protocols and applications.
Argomenti trattati nelle lezioni e relativo peso in crediti formativi:
  1. Concetti fondamentali del funzionamento delle reti di telecomunicazioni ed di Internet in particolare (4h):
    • Capacità, bit rate, multiplazione, funzionalità di una rete, ecc.
  2. Sistema di riferimento ISO/OSI e di Internet in particolare (12h):
    • Problematiche di accesso multiplo in canali condivisi (4h)
    • Problematiche di instradamento dei pacchetti a livello rete (2h)
    • Problematiche di controllo di congestione e flusso a livello trasporto (4h)
    • Problematiche di livello applicazione (2h)
  3. Reti di trasporto ottiche (8h):
    • Tecnologie ottiche per il trasporto (8h)
    • Il progetto di reti ottiche: progetto della topologia logica, e instradamento e assegnazione di lunghezza d’onda (8h)
  4. Architetture di caching – Content Delivery Networks(6h):
    • Strutture delle CDN (2h)
    • Problematiche delle CDN (2h)
    • Esempi di misure su CDN (2h)
  5. Routing in Internet (7h):
    • Routing Intra-ISP: scopi e protocolli (2h)
    • Routing Inter-ISP: scopi e protocolli (2h)
    • Il routing in BGP come esempio di sistema economico in Internet (3h)
  6. Reti Peer-to-Peer (P2P) (8h)
    • Architetture P2P: concetti di base, scalabilità ed esempi
    • Sistemi P2P basati su tabelle di hash distribuite
  7. Sicurezza nelle Reti di Telecomunicazione (15h):
    • Tecniche di cifratura e autenticazione. (7h)
    • Sicurezza nelle transazioni Internet. (4h)
    • Sicurezza nelle reti wireless. (4h)
  8. Simulazione di reti di telecomunicazione (20h):
    • Simulazione montecarlo
    • La simulazione ad eventi
    • La generazione di variabili casuali con distribuzione nota
    • Valutazione del transitorio e dell’intervallo di confidenza
  • First section: Queueing Theory and Markov Chains (50h):
    • Discrete-time Markov chains (8h)
    • Continuous-time Markov chains (6h)
    • Introduction to the Theory of Queues: notation and basic concepts (4h)
    • Little Formula (2 h)
    • Poisson Process and its properties: LAA, PASTA (5h)
    • Markovian Queues (M/M/1, M/M/c, M/M/c/0 etc) (10h)
    • M/G/1 queue (5h)
    • Hints on networks of Markovian queues (5h)
    • Applications: Markovan models of TCP/IP Networks and GSM Networks (5h)
  • Second section: Simulation (30h):
    • Discrete-event simulation: concepts of events, event loop, future event set (10h)
    • Random number generators (4h)
    • Statistical tests of random number generators (4h)
    • Fitting of empirical distributions (6h)
    • Confidence intervals (4h)
    • Technique to cancel warm-up transient (2h)
Exercises on queuing theory and Markov chains and theory ODF simulation will be presented, solved and discussed in class.
Exercises on queuing theory and Markov chains and theory ODF simulation will be presented, solved and discussed in class.
Il materiale didattico sarà fornito dal docente titolare dell'insegnamento e messo a disposizione sul sito web del portale della didattica. Testi utili come riferimento sono:
  • A.Pattavina: Reti di telecomunicazioni, Mc.Graw-Hill (in italiano)
  • J.F. Kurose, K.W. Ross: Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring the Internet, Pearson (disponibile in italiano e inglese).
  • William J. Stewart: Probability, Markov Chains, Queues, and Simulation: The Mathematical Basis of Performance Modeling, Princeton Univ Press.
  • William Stallings: Crittografia e sicurezza delle reti, Mc.Graw-Hill (in italiano)
Probability, Markov Chains, Queues, and Simulation: The Mathematical Basis of Performance Modeling, by William J. Stewart. Additional teaching material (lecture notes, slides) will be made available by the class teacher on the didattica web portal.
... La verifica prevede:
  • prova scritta
  • relazione scritta su un esempio di simulatore ad eventi
  • prova orale facoltativa
Relazione scritta: gli studenti dovranno consegnare una relazione in cui dettaglieranno la realizzazione di un semplice simulatore ad eventi in linguaggio C. Il voto della relazione peserà per un fattore 1/5 sul voto finale dell’esame. Tuttavia, non sarà possibile sostenere l’esame scritto senza aver consegnato la relazione. La relazione resta valida per tutti gli appelli dell’anno accademico di consegna della stessa, e per quelli dell’anno successivo. Nel caso lo studente non superi l’esame dopo due anni accademici, dovrà rifare anche la relazione. Prova scritta: Il testo è composto da 6 quesiti sul programma svolto, di cui almeno un esercizio numerico. Le risposte ai restanti quesiti sono di tipo descrittivo. A ogni quesito è associato un punteggio. Il voto finale è ottenuto sommando i punteggi ottenuti nei vari quesiti. Peso 4/5 sul voto finale. Prova orale: gli studenti potranno chiedere di sostenere la prova orale. La prova orale potrà variare il voto proposto ottenuto dalla valutazione della relazione e dalla prova scritta in un insieme [-3:+3] punti.
Gli studenti e le studentesse con disabilita o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unita Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione piu idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
The exam is conceived to to check at the best the ability of the students to apply the acquired theoretical concepts on examples of practical relevance. It is written and composed of two/three exercises covering all the main aspects of the class. The exercises will be conceived in such a way to check both the student technical mastery of the theoretical concepts as well as his/her ability to solve concrete problems.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.
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