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1. Rede Fixa de Telecomunica es e Modos de transfer ncia da informa o e Arquitectura da rede e Areas funcionais da rede e Evolu o da rede Tecnologias e Sistemas de Comunica o M rio Jorge Leit o Neste cap tulo come a se por discutir os modos de transfer ncia de informa o utilizados em redes de comunica o Seguidamente apresenta se e justifica se a topologia da rede fixa de telecomunica es resultante inicialmente do desenvolvimento da rede telef nica para finalmente convergir para uma rede de dados universal Procura se dar uma vis o global dos elementos que a constituem pondo em destaque quer o papel que cada um deles desempenha quer a sua articula o Neste sentido e identificam se e caracterizam se as reas funcionais de equipamento terminal de utilizador rede de acesso rede de transporte rede de comuta o e redes auxiliares Esta abordagem sint tica do conjunto da rede fixa de telecomunica es tornar poss vel a explora o detalhada efectuada em cada um dos cap tulos seguintes tendo sempre presente a vis o global da rede Finalmente perspectiva se a evolu o da rede fixa de telecomunica es desde a rede anal gica passando pela fase de digitaliza o e posterior integra o de servi os at fase actual de oferta diversificada de redes e servi os e converg ncia com as redes de dados Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 1 MJL Modos de transfer nci
2. es sem e com conex es As redes orientadas a servi os sem conex o como as LAN s e as redes IP t m menores funcionalidades mas podem ser mais r pidas pois fazem apenas o melhor esfor o poss vel sem garantia total de entrega de pacotes nem de entrega ordenada Neste caso transfere se da rede para os sistemas terminais a responsabilidade e o peso das fun es de controlo de erro o que n o arrasta problemas de maior dado o grande desenvolvimento a um custo diminuto da capacidade de processamento dos computadores incluindo mesmo os de utiliza o pessoal As redes orientadas a servi os com conex o e em especial as de primeira gera o como a rede X 25 t m maior complexidade sendo por isso mais lentas uma vez que t m de suportar mecanismos para assegurar a integridade da transmiss o de dados e o controlo de fluxo por circuito virtual al m disso como n o pode haver garantia absoluta de a rede ser capaz de cumprir esses objectivos os sistemas terminais suportam adicionalmente protocolos de controlo de erro que operando extremo a extremo duplicam algumas fun es da rede Para ultrapassar estas dificuldades e aproveitando a evolu o tecnol gica no sentido de redes mais fi veis e com menores erros surgiram mais tarde as redes Frame Relay que retiraram muita da complexidade e redund ncia existente nas redes X 25 n o suportado controlo de fluxo nem correc o de pacotes perdidos uma op o atract
3. o O n de interliga o de redes rotas de tr fego Rede de comuta o de pacotes exemplo de uma internet Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A rede de comuta o de pacotes objecto de estudo de outras disciplinas pelo que se faz aqui apenas uma breve refer ncia com o objectivo de evidenciar a sua articula o com a rede fixa de telecomunica es Esta rede permite suportar eficientemente a transmiss o de dados com d bitos vari veis identificando se dois tipos b sicos como vimos anteriormente rede de comuta o de pacotes com conex es ex X 25 Frame Relay ATM rede de comuta o de pacotes sem conex es ex IP As redes com conex es requerem o estabelecimento e liberta o de conex es circuitos virtuais atrav s de sinaliza o os pacotes transportam apenas o identificador de conex o o encaminhamento de pacotes decidido quando o circuito virtual estabelecido todos os pacotes seguem a mesma rota As redes sem conex es n o requerem o estabelecimento de conex es todos os pacotes t m de ter endere os de origem e destino designando se por isso de datagramas encaminham os pacotes de forma aut noma Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 27 MJL reas funcionais da rede Rede de comuta o de pacotes Comuta o de pacotes com conex es comuta o espacial transferem s
4. o entre utilizadores Equipamento Terminal Modelo funcional da rede fixa de telecomunica es Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es As redes de acesso transporte e comuta o fornecem a capacidade b sica de transfer ncia da informa o entre equipamentos terminais As redes auxiliares de sincroniza o e sinaliza o asseguram fun es complementares essenciais rede de acesso rede de transporte e rede de comuta o de circuitos enquanto que a rede de gest o constitui uma camada transversal que permite operar administrar e manter a rede de forma adequada Cada camada da rede fixa de telecomunica es est associada a uma rea funcional corresponde a um conjunto de fun es comuns desempenhadas pelos sub sistemas da rede Na sec o seguinte faremos uma breve descri o de cada uma destas reas enumerando as principais fun es e analisando os principais sistemas constituintes Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 13 MJL Arquitectura da rede Tecnologias de suporte utilizadas directamente sobre o n vel f sico de transmiss o poss veis algumas combina es entre estas tecnologias circuito b sico 64 kbit s i gt modo de circuito modo de pacote est tico PDH n o orientado a conex es tecnologias das redes de dados Ethernet IP din mico orientado a conex es tecnologias das redes de dados
5. telefone IP FUTURO F d rede rede nos sobre dados comuta o Internet comuta o circuitos ATM IP circuitos feletishe unidade de unidade de telefono convencional interopera o interopera o convencional Tend ncia de desenvolvimento da rede fixa de telecomunica es Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A tend ncia actual no sentido de os servi os de telecomunica es incluindo a telefonia serem suportados numa base tecnol gica comum o que facilita os diversos n veis de integra o de servi os no terminal no acesso na transmiss o na comuta o e na gest o da rede H algum tempo a tecnologia ATM foi considerada como candidata a desempenhar este papel Contudo a realidade acabou por se impor a este plano de desenvolvimento e neste momento os protocolos da Internet t m todas as condi es para se imporem o todos os servi os Veja se por exemplo os passos significativos que t m sido dados na rea de telefonia sobre IP Apesar disso o ATM continua a ser uma tecnologia adequada ao n vel do transporte nomeadamente de pacotes IP IP sobre ATM Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 38 MJL Evolu o da rede Converg ncia com redes de dados Evolu o do acesso Internet migra o da rede comutada para rede IP 1 modem ou par de central tr fego 5 NT RDIS cobre local devoz Segrega o de Pa gt
6. rotas de tr fego caminhos suportados sobre a rede de transporte As conex es que suportam os circuitos s o estabelecidas e libertadas dinamicamente chamada a chamada atrav s de procedimentos de sinaliza o controlados pelos utilizadores Este aspecto da rede de comuta o contrasta com a rede de transporte onde como foi referido anteriormente as conex es t m um car cter semi permanente sendo estabelecidas pelo operador de rede atrav s de procedimentos de gest o Ou seja os n s de comuta o asseguram o estabelecimento e liberta o de circuitos elementares normalmente a 64 kbit s sobre os quais se faz a comunica o extremo a extremo por sua vez a rede de transporte a verdadeira auto estrada da informa o em cujos n s se faz o encaminhamento de grandes blocos de circuitos permitindo estabelecer nomeadamente as rotas de tr fego entre centrais A rede p blica telef nica comutada PSTN Public Switched Telephone Network usa como vimos este tipo de comuta o Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 25 MJL reas funcionais da rede Rede de comuta o de circuitos Matrizes de comuta o de circuitos comuta o de circuitos digital as entradas e sa das s o liga es multiplexadas TDM geralmente liga es El a comuta o consiste na troca de intervalos de tempo espacial e temporal exige que todas as entradas estejam sincronizadas entre si a bc a
7. nica intranet FR IP ATM VIP Intranets de empresas interliga o entre PPCAs atrav s de redes IP e unidades de interopera o privadas unidades de PPCA interopera o PPCA telefone convencional do e acesso rede telef nica p blica telefone atrav s dos PPCAs convencional de Cen rios de evolu o do transporte de voz na rede fixa de telecomunica es 1 Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es O transporte dos servi os convencionais de voz ser progressivamente feito sobre as redes de dados embora de forma faseada O cen rio de telefonia pela Internet embora isolado do resto da rede telef nica uma realidade desde 1995 quando foi demonstrada uma comunica o de voz com compress o envolvendo dois PCs com processadores a 33 MHz o problema a baixa qualidade de servi o QoS em situa es de sobrecarga da rede O cen rio de voz sobre IP em intranets de empresas assentes em frame relay ou ATM j utilizado h algum tempo por muitas empresas o que tamb m se tornou legalmente poss vel em Portugal com os primeiros passos da liberaliza o do mercado Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 41 MJL Evolu o da rede Converg ncia com redes de dados Evolu o do transporte de voz migra o da rede comutada para rede IP telefone IP telefone IP Extranets comerciais e liga es de PPCAs a re
8. s de comuta o Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es r A op o mais utilizada para a rede de sincroniza o uma estrutura hier rquica que segue aproximadamente a estrutura da pr pria rede de comunica o O rel gio transportado de uma maneira geral por liga es de tr fego sobre o sinal El Um dos requisitos mais importantes da rede de sinaliza o possuir uma elevada fiabilidade Entre outras medidas disponibilizam se liga es alternativas e liga es com diversidade de rota isto liga es entre dois pontos com caminhos distintos Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 33 MJL reas funcionais da rede Rede de gest o Fun es gest o de configura o da rede gest o de falhas gest o de desempenho gest o de contabilidade gest o de seguran a Sistemas constituintes sistemas de opera es processamento da informa o elementos da rede de telecomunica es objectos da gest o rede de comunica o de dados assente sobre a rede de sinaliza o esta es de trabalho acesso pelo pessoal de opera es e utilizadores Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es Com o desenvolvimento e complexidade crescentes das redes de telecomunica es e simultaneamente com a necessidade de os operadores de telecomunica es oferecerem uma qualidade de servi o adequada assume especi
9. tr fego Internet i fes PC i tr fego de dados Internet p unidade de 7 segregado do tr fego de voz na interopera o 7 1 central local ou em multiplexadores remotos de Ta i oa Re 4 os rede de transporte e aumenta a efici ncia da rede de instala es da nternet ATM IP transporte ATM IP central local ISP 1 ISP 2 Cen rios de evolu o do acesso Internet na rede fixa de telecomunica es 1 Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es Actualmente os acessos Internet de utilizadores individuais ou pequenas empresas faz se em grande parte sobre circuitos comutados estabelecidos at ao POP Point Of Presence mais pr ximo do ISP respectivo Na maioria dos caos necess rio ocupar um circuito de interliga o por cada chamada sem que tal resulte num aumento de receita j que a chamada normalmente taxada tarifa local O cen rio representado no diagrama resolve esta quest o a marca o pelo utilizador de um n mero de acesso Internet dar lugar ao estabelecimento de um circuito atrav s da central local encaminhado para uma unidade de interopera o atrav s da qual se far o liga o rede de dados nas pr prias instala es da central local Em reas onde existem multiplexadores remotos de assinante poder proceder se de igual modo encaminhando as chamadas de acesso Internet para uma unidade de interopera o que far a multiplexagem de pac
10. Redes sem conex es een n o requerem o estabelecimento de conex es transferem pacotes de forma aut noma datagramas Princ pios de comunica o e Opera o sem conex es n o necess ria a fase de estabelecimento e liberta o de conex es em contrapartida todos os pacotes t m de ter endere os de origem e destino Internet 32 bits e Transfer ncia de dados cada pacote enviado logo que dispon vel e tratado autonomamente pela rede os pacotes podem seguir trajectos diferentes e chegar fora da ordem por que foram enviados n o s o disponibilizados pela rede detec o correc o de pacotes perdidos nem controlo de fluxo passa a ser responsabilidade do equipamento sistema terminal tratar estas situa es de erro n o necess rio dispor de informa o nos n s sobre as comunica es em curso informa o de estado Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es Neste caso cada pacote tem o endere o completo e encaminhado de forma independente dos outros A possibilidade de haver pacotes perdidos ou fora de ordem requer que o emissor os numere antes de os enviar que o receptor fa a se necess rio a sua reordena o e que pe a o reenvio no caso de algum pacote n o chegar dentro de um certo intervalo de tempo expect vel Devido semelhan a com os telegramas como unidades transferidas autonomamente numa rede postal os pacotes deste tipo de red
11. SDH do DWDM Tecnologias da rede fixa de telecomunica es Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es As tecnologias de suporte utilizadas nas redes de acesso de transporte e de comuta o ser o brevemente referidas nesta sec o deixando o seu estudo detalhado para mais tarde nesta disciplina ou na disciplina de CDRC 1 Algumas destas tecnologias s o utilizadas em conjunto quer por oferecerem vantagens espec ficas para o sistema global quer ainda por quest es de evolu o Ri exemplos PDH sobre SDH SDH sobre DWDM DTM sobre SDH ATM sobre PDH ATM sobre SDH ATM sobre DWDM IP sobre ATM IP sobre DWDM Ethernet sobre SDH Ethernet sobre DWDM Significado das siglas PDH Plesiochronous Digital Hierarchy SDH Synchronous Digital Hierarchy DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing DTM Dynamic Synchronous Transfer Mode ATM Asynchronous Transfer Mode FR Frame Relay Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 14 MJL reas funcionais da rede Rede de acesso Fun es liga o f sica entre terminais de assinante e n s locais lacete de assinante interliga o entre redes privadas de assinante e n s locais concentra o de linhas Sistemas constituintes exemplos cabos de pares sim tricos fios nus a reos sistemas por radiocomunica es sistemas por fibra ptica sistemas por cabo coaxial concentradores rem
12. TV anal gica Tecnologias e Sistemas de Comunica o 34 Mbit s 155 Mbit s 622 Mbit s Rede Fixa de Telecomunica es A tabela fornece uma panor mica da variedade de alternativas de acesso de assinante Referem se as solu es cl ssicas de voz e TV utilizadas em redes anal gicas bem como liga es digitais que usam diferentes tecnologias algumas em uso h v rias d cadas outras ainda em fase de normaliza o e introdu o Acesso RDIS inclui os acessos b sico e prim rio j mencionados anteriormente Acesso digital de assinante as liga es de 64 a 2048 kbit s p X 64 kbit s s o usadas h v rios anos embora exijam a selec o de pares dentro do cabo e a eventual utiliza o de repetidores interm dios para maiores dist ncias mais recentemente t m vindo a ser utilizadas novas t cnicas de transmiss o digital sobre pares sim tricos DSL Digital Subscriber Line que permitem atingir dist ncias razo veis sem repetidores elevando igualmente o d bito de transmiss o no caso de ser utilizada uma op o assim trica ADSL Asynchronous Digital Subscriber Line maior d bito da central para o assinante o acesso fixo de r dio FWA Fixed Wireless Access suporta se em microondas permitindo aplica es de baixo d bito 64 a 2 048 kbit s e de alto d bito por exemplo entre 2 e 8 Mbit s Acesso digital de muito alto d bito a utiliza o de fibras
13. es digitais Neste caso o canal de comunica o assenta num fluxo de pacotes suportando servi os de d bito vari vel servi os VBR Variable Bit Rate da seguinte forma o comprimento de cada pacote pode variar o frequ ncia de pacotes pode tamb m variar no limite se n o houver dados a transmitir n o s o transmitidos pacotes n o utilizada qualquer banda por uma fonte inactiva Como o cabe alho representa um acr scimo overhead por pacote o acr scimo total geralmente superior ao existente nas redes em modo de circuito No entanto esta perda de efici ncia das redes em modo de pacote rapidamente recuperada no caso de servi os de d bito vari vel VBR se fosse utilizada o modo de circuito o d bito do canal deveria ser o d bito m ximo da fonte para n o haver perda de informa o consequentemente em grande parte do tempo o canal estaria sub utilizado com o modo de pacote apenas utilizado em cada momento o d bito requerido pela fonte ficando o excedente dispon vel para os outros canais A forma como o identificador do campo do cabe alho referencia o pacote depende do tipo de rede nas redes que suportam servi os sem conex es os pacotes s o completamente aut nomos contendo por isso necessariamente a identifica o da fonte e do destinat rio nas redes que suportam servi os orientados s conex es ocorre previamente uma fase de estabelecimento de conex es
14. n o t m que ser id nticas a topologia f sica em rvore dominante poss vel adaptar diversos tipos de topologia l gicas topologia f sica em estrela Deda n central f sico n liga o SORA entre n s liga o entre n s Rede com topologia l gica emalhada e Rede com topologia l gica emalhada top lopia fisica em estrela Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A topologia fisica corresponde organiza o do meios fisicos de transmiss o Por outro lado a topologia l gica refere se organiza o das liga es entre os n s de comuta o Com a topologia fisica em estrela a soma total dos comprimentos das liga es f sicas superior que se encontraria se topologia f sica correspondesse directamente topologia l gica Contudo como v rias liga es partilham caminhos comuns o indicador mais relevante a soma total de caminhos f sicos que como se pode observar menor com a topologia f sica em estrela Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 12 MJL Arquitectura da rede Modelo de camadas cada camada corresponde a uma rea funcional da rede sincroniza o Redes Auxiliares sinaliza o comuta o comuta o E de pacotes e de circuitos ee Rede de Comuta o Rede de transporte de informa o dist ncia Transporte Rede de agrega o e distribui o de Acesso informa
15. pelo que os pacotes transmitidos s o referenciados conex o a que pertencem atrav s de um simples identificador Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 4 MJL Modos de transfer ncia da informa o Modo de pacote Acesso aos recursos duas ou mais fontes podem tentar enviar simultaneamente pacotes um protocolo adequado resolve o conflito de acesso aos recursos s uma fonte pode transmitir o respectivo pacote e Os pacotes das outras fontes s o memorizados Gets atraso vari vel o sistema de atraso repete se o processo ate se esgotarem os pacotes a transmitir ocasionalmente poder haver sobrecarga nos n s da rede as fontes poder o ter de reduzir o d bito para minimizar a perda de pacotes fluxo de pacotes Partilha din mica de recursos Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es O principal problema das redes de pacotes resulta do processo de competi o pelos recursos j que numa rede em sobrecarga podem resultar atrasos e eventualmente perdas de pacotes No entanto o aumento de efici ncia compensa largamente estes inconvenientes de tal forma que este modo tendo a sua g nese nas redes de dados tem vindo a ser igualmente adoptado no transporte de informa o nas redes p blicas de telecomunica es Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 5 MJL Modos de transfer ncia da informa o Modo de pacote exemplos de redes LAN s IP
16. ponto utilizada uma configura o em estrela em cabo coaxial ou pares sim tricos O cabo disp e de uma grande largura de banda e relativamente imune a interfer ncias pela ac o de blindagem do condutor exterior No caso dos pares de cobre s o igualmente poss veis d bitos relativamente elevados da ordem de v rios Mbit s na medida em que a dist ncia do terminal ao ponto de distribui o local possivelmente da ordem dos 100 m em contraste com os 3 km ou mais t picos do lacete local completo do assinante central local No entanto a distor o linear na banda utiliz vel elevada e as interfer ncias s o inevit veis por n o existir blindagem o que contribui para que os emissores receptores sejam mais complexos do que no caso do cabo coaxial A configura o HFC a mais utilizada nas redes de difus o de TV por cabo CATV em que um cabo coaxial constitui um meio partilhado que permite uma configura o de comunica o ponto a multiponto Ao longo do cabo v o sendo colocados amplificadores que permitem a distribui o aos assinantes com um bom isolamento Nalgumas destas redes j s o oferecidos servi os interactivos de dados por exemplo acesso Internet e mesmo telef nicos em concorr ncia com os operadores convencionais No entanto no caso da configura o HFC mais dif cil suportar o canal de retorno sendo necess rio adoptar um protocolo de acesso adequado como o utilizado nas redes locais E
17. pticas at ao assinante permite d bitos muito elevados mas tem custos muito altos a alternativa mais comum consiste em levar os servi os em fibra at pr ximo do assinante e a partir desse ponto disponibilizar acessos mais econ micos em pares de cobre usando t cnicas DSL via r dio ou por cabo coaxial Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 16 MJL reas funcionais da rede Rede de acesso Acesso telef nico anal gico E E fe E T a E E E E E cabo secund rio POT parde fios E E ponto de m E distribui o Er ponto de de rea distribui o local T Rede local de acesso de assinante liga es anal gicas por pares sim tricos Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A rede de acesso da rede telef nica convencional constitu da exclusivamente por pares sim tricos As redes urbanas s o de tipo arborescente com ramos constitu dos por cabos que agrupam um n mero elevado de pares entre a central e pontos de distribui o de rea e cabos de menor capacidade entre estes e pontos de distribui o locais A liga o entre os pontos de distribui o locais e a tomada do equipamento de assinante faz se muitas vezes por linha a rea nas fachadas dos pr dios sendo no entanto utilizadas condutas em instala es mais recentes Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 17 MJL reas funcionais d
18. que serve o utilizador nas redes de acesso por ADSL ou por cabo j poss vel disponibilizar servi os de voz sobre IP estando contudo o sucesso deste servi o dependente de os operadores disponibilizarem unidades de interopera o para acesso rede fixa convencional S dentro de alguns anos a Internet como rede global poder ser utilizada como suporte universal de comunica es de voz havendo ainda uma s rie de problemas a resolver limita es de banda da rede que conduzem a atrasos excessivos normaliza o de protocolos de codifica o de voz de transporte e de servi os de direct rios disponibiliza o de unidades de interopera o capazes de suportar grandes n meros de chamadas em simult neo pol tica de taxa o adequada Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 42 MJL
19. 4 kbit s e os 2 Mbit s com possibilidade de aumentar este ltimo limite utilizando as t cnicas DSL Por outro lado sistemas de multiplexagem e transmiss o digital t m vindo gradualmente a substituir os cabos de maior capacidade na liga o da central local a pontos de distribui o da rede local mantendo se contudo o tro o final do lacete local em cobre Nas liga es de pequena capacidade os pares sim tricos suportam directamente sistemas a 2 Mbit s com a multiplexagem temporal 30 assinantes que requeriam 30 pares passam a utilizar apenas 2 pares um para cada sentido da transmiss o digital Em sistemas de maior capacidade ter o de ser utilizadas fibras pticas Estes multiplexadores remotos de assinante como s o designados podem ter fun es de concentra o quando se pretende rentabilizar ainda mais os meios de transmiss o Isto como cada linha de assinante tem uma baixa ocupa o m dia poss vel multiplexar um certo n mero de linhas para um n mero menor de canais digitais que se ligam central local custa da introdu o de uma certa probabilidade de bloqueio A RDIS estendeu pela primeira vez a fronteira digital a todos os assinantes permitindo ligar directamente equipamentos digitais sem ter de recorrer a modems Os acessos fixos via r dio est o igualmente a ser introduzidos uma vez que proporcionam liga es sem recorrer a trabalhos morosos e dispendiosos de instala o de cablagem Sistemas de
20. Fixa de Telecomunica es Uma das caracter sticas do modo circuito a necessidade de uma fase pr via de estabelecimento de conex es S nesta fase de atribui o de recursos que h competi o uma vez atribu do o circuito utilizado em exclusivo pelos sistemas terminais at sua liberta o A possibilidade de renegocia o din mica de circuitos em certos sistemas ultrapassa uma das maiores limita es do modo circuito o d bito pode ser adaptado a requisitos vari veis das fontes Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 3 MJL Modos de transfer ncia da informa o Modo de pacote modo com origem nas redes de dados Multiplexagem s o utilizadas t cnicas de multiplexagem temporal estat stica os dados a enviar s o inseridos em estruturas aut nomas designadas de pacotes a identifica o dos canais feita pelo conte do do cabe alho cada fonte pode transmitir mais ou menos informa o lt d bito vari vel refer ncia do fluxo de dados c campo do cabe alho ou etiqueta d campo de dados identifica a fonte e o destino ou a conex o a que pertence o pacote cont m os dados do utilizador inclui outros elementos de controlo de acordo com o tipo de rede Multiplexagem temporal em modo pacote Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es Pela sua natureza o modo de pacote aplic vel apenas a comunica
21. Telecomunica es 1 RFT 18 MJL reas funcionais da rede Rede de acesso Acesso digital de muito alto d bito fibra at casa FTTH Fibre To The Home fibra at ao ponto de distribui o local FTTC Fibre To The Curb h brido fibra coaxial HFC Hybrid Fiber Coax par de cobre fibra p fibra ou cabo coaxial ptica n local ptica n local l de acesso de acesso i nto fle ple E nle ponto de cabo coaxial N ponto de distribui o local distribui o local Fibra at ao ponto de distribui o local FTTC H brido fibra coaxial HFC Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es Muitos servi os avan ados como o video a pedido exigem d bitos elevados sendo necess rio disponibilizar sistemas de transmiss o pticos A solu o FTTH seria a mais natural em que a fibra se estendia directamente da central ao assinante O problema o elevado custo s aceit vel para assinantes empresariais de grandes dimens es com elevados requisitos de tr fego o servi o telef nico de um grande n mero de utilizadores internos poderia justificar s por si tal m todo de acesso por exemplo o caso comum de uma sede de uma institui o banc ria com centenas de empregados A alternativa FTTC muito mais econ mica uma vez que a fibra chega apenas ao ponto de distribui o local A partir desse
22. a da informa o modo fundamental utilizado na rede p blica telef nica comutada PSTN Public Switched Telephone Network Modo de circuito Multiplexagem s o utilizadas t cnicas de multiplexagem determin stica cada canal ocupa uma banda fixa QU Kee d bito constante intervalos de tempo c clicos em tramas sucessivas lt atraso constante 1 2 3 n A J E E banda de frequ ncias do canal 3 Multiplexagem de frequ ncias em modo circuito Trama lt gt a 2 3 n il 2 3 no EE Ro Es sos R A A 7 benerna intervalos de tempo do canal 2 Multiplexagem temporal em modo circuito Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es O modo de circuito uma t cnica utiliz vel tanto em redes anal gicas como em digitais Neste estudo concentra se a an lise no caso digital pela sua import ncia dominante Um circuito suportado directamente sobre um canal fisico de comunica o dedicado referiremos indistintamente o circuito ou o pr prio canal f sico dedicado No caso da multiplexagem de frequ ncia o circuito disp e de uma largura de banda pr definida adequada ao d bito e codifica o do sinal a transmitir S o necess rias ainda bandas de guarda adicionais para reduzir as interfer ncias entre canais adjacentes No caso da multiplexagem temporal um circuito caracterizado por um d bito bin rio constante pr definido embora como verem
23. a rede Rede de acesso Acesso RDIS e acesso digital de assinante 4 fios PPCA rede z7 digital local POT MM terminais RDIS terminal ponto liga o multim dia distribui o fixa r dio repetidor local SR o si 2 fios cabo secund rio de pares sim tricos de esta o ntral rie p dio cabo secund rio de pares sim tricos terminal cabo prim rio de li cabo de fibras RDIS pares sim tricos n local pticas de acesso E ponto de multiplexador distribui o concentrador de rea remoto Rede local de acesso de assinante liga es digitais sobrepostas a liga es anal gicas Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A introdu o de sistemas digitais na rede de acesso permitiu entre outras vantagens rentabilizar meios e oferecer servi os digitais aos assinantes Assim a liga o de PPCAs digitais s centrais p blicas digitais faz se normalmente sobre liga es a 2 Mbit s mais exactamente 2 048 kbit s correspondentes a 32 canais a 64 kbit s dos quais 30 destinados a comunica es entre utilizadores um canal de sinaliza o e um canal de sincroniza o e controlo O utilizador pode subscrever a totalidade dos 30 canais dispon veis ou uma parte deles por exemplo metade ou seja 15 canais Noutras aplica es de comunica o de dados recorre se igualmente a circuitos digitais com d bitos entre os 6
24. al import ncia a disponibiliza o de um sistema eficaz de gest o que suporte as actividades de Opera o Administra o Manuten o amp Provis o OAM amp P O conceito de rede de gest o assenta nas seguintes caracter sticas comunica o de dados de gest o atrav s de uma rede que interliga os v rios tipos de sistemas de opera es e equipamentos de telecomunica es a gerir distribui o de funcionalidades de gest o pelos v rios sistemas de opera es permitindo a implementa o de uma gest o centralizada integrada e automatizada de uma grande rea de rede e servi os Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 34 MJL reas funcionais da rede Rede de gest o rede de i gest o sistema de sistema de opera es opera es sistema de opera es esta es de trabalho esta es de trabalho sistema de sistema de comutador de comutador a transmiss o transmiss o rede de telecomunica es terminal Conceito de rede de gest o Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es As fun es de gest o podem ser implementadas segundo v rias configura es f sicas muitas vezes condicionadas pelos cen rios de introdu o gradual de facilidades de gest o Numa fase avan ada de desenvolvimento pode definir se uma arquitectura simplificada constitu da pelos seguintes componentes sistemas de opera es res
25. bal das centrais Existe portanto uma rede de sincroniza o de centrais que pode ser estendida para sincronizar os sistemas de transmiss o SDH Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 23 MJL reas funcionais da rede Rede de transporte Modo de Transfer ncia Ass ncrono ATM Asynchronous Transfer Mode novo processo b sico de transfer ncia de informa o combina caracter sticas do modo circuito e do modo pacote informa o encapsulada em c lulas com um comprimento fixo cabe alho referencia o canal virtual a que pertence a c lula v rios tipos de c lulas informa o de utilizador sinaliza o OAM Fun es do cabe alho cabe alho informa o identifica o de canais virtuais alinhamento de c lulas indica o do tipo de c lula prioridades controle de erros no cabe alho 5 octetos 48 octetos k 53 octetos Estrutura de uma c lula ATM e fun es do cabe alho Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es O modo ATM permite operar a muito mais altas velocidades do que o modo tradicional de pacote tendo em conta as simplifica es introduzidas nomeadamente o comprimento fixo das c lulas e as funcionalidades minimas de rede ex n o existe protec o contra erros ou controlo de fluxo O modo ATM orientado a conex es permitindo o suporte muito flexivel de servi os de d bito constante e de d bito vari vel d
26. bc oc a e ne e e e e A comuta o espacial e V XY Z VxyZ my temporal t sincroniza o a b canal controlo de ES dados circuito comuta o ba x ba x DDS Zz vV Zz v 2 TIESTO Comuta o de circuitos digital Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A comuta o digital um processo de interligar intervalos de tempo entre um conjunto de liga es multiplexadas no tempo TDM suportadas em geral em estruturas de 32 intervalos de tempo a 2 048 kbit s liga es E1 A comuta o digital assenta em duas t cnicas complementares na comuta o espacial transfere se a informa o entre linhas de entrada e linhas de sa da do mesmo intervalo de tempo na comuta o temporal transfere se a informa o entre intervalos de tempo As matrizes de comuta o digital podem ser realizadas com um nico andar ou no caso de sistemas de maior dimens o recorrendo a v rios andares Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 26 MJL reas funcionais da rede Rede de comuta o de pacotes Fun es estabelecimento liberta o e supervis o de conex es orientadas a conex es transfer ncia de pacotes da origem ao destino concentra o expans o Sistemas constituintes S comutadores de nacot s switch nas redes orientadas a conex es p router nas redes sem conex es rotas de tr fego n de comuta
27. bito constante estabelecidos a pedido ou semi permanentes A Rede Digital com Integra o de Servi os suporta adicionalmente canais em modo pacote isto usam se protocolos de comunica o t picos das redes de dados A introdu o da servi os de banda larga conduziu adop o do novo modo de transfer ncia da informa o ATM Asynchronous Transfer Mode baseado no modo de pacote mas com unidades de informa o c lulas de comprimento fixo Certos servi os continuar o a ser suportados no modo de circuito ou no modo de pacote A vis o actual no sentido da converg ncia crescente com as redes de dados sendo plaus vel uma evolu o no sentido da adop o gen rica do protocolo IP utilizado j em larga escala na Internet O suporte f sico ao n vel de transmiss o continuar o a ser canais sobre os modos de transfer ncia de circuito ou de c lula Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 36 MJL Evolu o da rede Rede Digital com Integra o de Servi os RDIS Rede de banda estreita transmiss o digital at ao utilizador integra o ao n vel de acesso para diferentes tipos de informa o terminais multifuncionais servi os avan ados Rede de banda larga integra o de todos os servi os incluindo os de alto d bito utiliza o generalizada de fibras pticas na rede de transporte novas tecnologias de transmiss o e comuta o modo de transfer ncia ATM Asynchr
28. des IP ss eae terminal p blicas extranet multim dia terminal multim dia extranet ATM IP e possibilidade de acesso rede telef nica p blica atrav s de unidades de interopera o utiliza o de telefones IP nativos PPCA Cody ea pes telefone convencional unidades de convencional interopera o Cen rios de evolu o do transporte de voz na rede fixa de telecomunica es 2 telefone Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es O cen rio de extranets comerciais tornou se poss vel com o aparecimento de novos operadores que instalaram de raiz redes de dados sobre as quais transportam o tr fego de voz a atribui o de banda feita de forma conservativa garantindo a qualidade do servi o A migra o do tr fego de voz para redes de dados um requisito essencial para a rentabiliza o da infraestrutura que pode ser resolvido de v rias formas nos utilizadores comerciais que j usam LANs nas suas redes internas poder o ser usados terminais que suportando voz sobre IP acedem directamente rede de dados em alternativa poder o ser usados telefones convencionais ligados a PPCA s sendo necess rio neste caso promover a interopera o na pr pria rede privada para estender a oferta aos utilizadores com acesso telef nico convencional a interopera o dever ser feita na rede p blica o mais pr ximo poss vel da central local
29. des de temporiza o rel gios de refer ncia prim ria PRC rel gios escravos dos n s da rede de transporte e comuta o rel gios escravo de assinante liga es de sincroniza o entre n s liga es El 2 048 kbit s de sincroniza o transmiss o de um sinal de rel gio 2 048 kHz de sincroniza o Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A rede de sincroniza o destina se a evitar as diferen as de rel gio entre liga es dos n s de comuta o que teria como consequ ncia a introdu o de erros perda ou repeti o da informa o Este requisito implica que toda a rede dever estar sincronizada entre si utilizando se normalmente um rel gio de refer ncia ou v rios de grande qualidade Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 32 MJL reas funcionais da rede Rede de sincroniza o zti POR RE Rel gios Escravo rel gio de refer ncia prim ria ci comutador interurbano comutador regional comutador local rel gios dos n s da rede de tr nsito interurbano I regional R Liga es E1 2 048 kHz liga o priorit ria de sincroniza o liga o alternativa de sincroniza o rel gios dos n s da liga o com rede local L diversidade de rota liga o sem diversidade rel gios de Acsinant muxs remotos assinantes digitais redes privadas E de rota Rede de sincroniza o dos n
30. e pacotes das entradas para as sa das comuta o de etiqueta os indicadores de circuito virtual nos cabe alhos s o modificados a b c c a comuta o Entrada espacial c zZz y M comuta o N i de etiqueta t cabe alho E dados a b indicador de circuito virtual controlo de comuta o Tabela de transla o de linhas circuitos virtuais Comuta o de pacotes rede com conex es Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es Nos n s de comuta o de uma rede orientada a servi os com conex es necess rio modificar o indicador de circuito virtual antes da transmiss o para o n seguinte uma vez que de um modo geral os indicadores s o refer ncias que t m apenas significado local na liga o entre dois n s numa rede desenvolvida seria imposs vel ter refer ncias universais Este mecanismo designado de comuta o de etiqueta Diz se ent o que a comuta o de etiqueta das redes em modo de pacote corresponde comuta o temporal de posi o das redes em modo de circuito Note se que a dimens o tempo n o poderia ser utilizada para identificar os pacotes uma vez que h altera es temporais vari veis resultantes de atrasos nas filas de espera Os circuitos virtuais e respectivos indicadores s o definidos na fase de estabelecimento de cada conex o actualizando se ent o as tabelas de transla o de f
31. e tempo real ou n o tempo real Os d bitos propostos para ATM s o 155 Mbit s e 622 Mbit s tal como na hierarquia SDH Outros d bitos maiores ou menores s o poss veis e t m vindo a ser utilizados A transmiss o em ATM pode ser feita como um fluxo continuo de c lulas isto sem nenhuma estrutura de trama de suporte Em alternativa as c lulas ATM podem ser transportadas em m dulos SDH Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 24 MJL reas funcionais da rede Rede de comuta o de circuitos Fun es a a pedido do utilizador atrav s de estabelecimento e liberta o de chamadas penie N procedimentos de sinaliza o encaminhamento e supervis o de chamadas concentra o expans o de circuitos granularidade t pica 64 kbit s Sistemas constituintes centrais de comuta o locais centrais de comuta o de tr nsito regional e interurbano rotas de tr fego central local e poy O central de tr nsito EESC E AA Essa rota de tr fego Rede de comuta o de circuitos Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A rede de comuta o de circuitos permite o estabelecimento de circuitos extremo a extremo a pedido para a transfer ncia de informa o entre quaisquer dois pontos terminais da rede constitu da por n s centrais de comuta o pontos onde s o estabelecidos circuitos a pedido dos utilizadores
32. ente entre si A multiplexagem executada por entrela amento de bits dos tribut rios como mostra a figura a nota o Cn por exemplo refere se ao bit n do canal C Recorde que na trama do sinal El se faz pelo contr rio o entrela amento de octetos dos diversos canais Os sinais multiplexados El E2 E3 e E4 s o muitas vezes designados pelos respectivos d bitos aproximados 2 Mbit s 8 Mbit s 34 Mbit s e 140 Mbit s Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 22 MJL reas funcionais da rede Rede de transporte Sistemas de Multiplexagem SDH Synchronous Digital Hierarchy define como estrutura base um m dulo de transporte s ncrono de alto d bito STM 1 Synchronous Transport Module Level 1 permite d bitos mais elevados por multiplexagem s ncrona de m dulos STM 1 STM N Synchronous Transport Module Level N permite a inser o remo o directa de tribut rios a partir do m dulo STM 1 suporta funcionalidades muito completas de opera o e manuten o OAM Hierarquia Digital S ncrona SDH F D bito Formato de trama STM 1 n 270 x 9 2 430 octetos f 8 kHz Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es Tal como o sistema de multiplexagem PDH a principal aplica o da hierarquia SDH o transporte de sinais tribut rios El embora possa igualmente transportar outros tribut rios O n vel mais baixo desta hierarquia o chamada m du
33. erter n meros verdes n o geogr ficos em n meros geogr ficos da rede fixa com os respectivos prefixos de rea o que por sua vez permite o encaminhamento das chamadas pelas centrais de comuta o Este conceito de rede inteligente igualmente fundamental para suportar a mobilidade em redes de r dio celular disponibilizando se de forma equivalente a informa o de localiza o dos terminais m veis Refira se ainda que a infraestrutura de comunica o de dados que suporta a rede de sinaliza o por canal comum igualmente utilizada pela rede de gest o Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 30 MJL reas funcionais da rede Rede de sinaliza o em comuta o de circuitos central rota de tr fego com sinaliza o interurbana base de de canal comum central liga es com sinaliza o de s regional canal comum de assinante liga es com sinaliza o de canal associado de assinante central pedido de Ri regional informa o M A informa o Ed central ae de controlo local EE liga es de dados com sinaliza o de canal associado central mux remoto de assinante s equipamento terminal 2 A digital de RDIS assinante Aplica o dos v rios tipos de sistemas de sinaliza o em comuta o de circuitos Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A sinaliza o de canal associado j foi utili
34. es recebem a designa o de datagramas Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 6 MJL Modos de transfer ncia da informa o Modo de pacote exemplos de redes X 25 Frame Relay ATM Redes com conex es mun requerem o estabelecimento de conex es disponibilizam circuitos virtuais Princ pios de comunica o e Estabelecimento da conex o atrav s de sinaliza o dois sistemas terminais em cada extremo negoceiam as caracter sticas da conex o os endere os de origem e destino s s o enviados nesta fase tipicamente at 56 bits cada no m ximo estabelecem se identificadores de conex o para permitir o encaminhamento nos n s de comuta o e Transfer ncia de dados os pacotes transportam apenas o identificador de conex o de reduzido comprimento redes ATM 28 bits os pacotes seguem sempre o mesmo trajecto e chegam pela ordem em que foram enviados suportada a detec o e eventualmente a correc o de pacotes perdidos pode ser suportado o controlo de fluxo por circuito virtual e Liberta o da conex o atrav s de sinaliza o os identificadores de conex o s o libertados podendo vir a ser utilizados por novas conex es Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es Estes servi os apresentam muitas semelhan as com o sistema telef nico O aspecto essencial de uma conex o o seu funcionamento como um tub
35. esta solu o permite fornecer um acesso sempre ligado n o h necessidade de estabelecer um circuito para permitir a comunica o Uma solu o equivalente tem vindo a ser disponibilizada pelos operadores de redes por cabo em que um modem de cabo cable modem de assinante comunica com um sistema de termina o de modems de cabo CMTS Cable Modem Termination System onde se far a agrega o do tr fego de dados de m ltiplos assinantes Em qualquer destes cen rios a fronteira da rede de pacotes chega directamente ao utilizador permitindo o transporte integrado de servi os sobre redes de dados o que especialmente no caso de utilizadores residenciais representa um avan o significativo Na perspectivo dos operadores incubentes isto que exploraram durante longos anos a rede b sica de telecomunica es a utiliza o generalizada de acessos Internet por ADSL ou por cabo em detrimento de acessos comutados tem vindo a reduzir a enorme press o que se estava a sentir em termos de sobrecarga dos comutadores locais Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 40 MJL Evolu o da rede Converg ncia com redes de dados Evolu o do transporte de voz migra o da rede comutada para rede IP Internet sem QoS e liga es entre PCs pela Internet terminal terminal e dificuldade de acesso rede multim dia multim dia Caigocisc casinos Ea a empresa 0000 telef
36. hada Caracter sticas avan os nas tecnologias de transmiss o conduziram a redes de tal forma emalhadas que se dilui a topologia originalmente hier rquica novos operadores que entram no mercado n o t m a heran a da rede telef nica estruturam as redes tendo em conta os requisitos de tr fego presentes e futuros n de terminal transmiss o n de acesso rede privada rede privada Topologia emalhada irregular Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A interliga o em redes de grandes dimens es exige encaminhar tr fego muito vari vel entre as diversas regi es geogr ficas As topologias de rede emalhadas de forma irregular s o as mais eficientes tendo em conta os encaminhamentos que necess rio assegurar e respectivas quantidades de tr fego previstas Por outro lado h que ter em conta que a rede fixa suporta cada vez mais tr fego de dados este tipo de tr fego tem crescido de tal forma que ultrapassou j o tr fego de voz a n vel mundial Os n s das redes de dados encaminhadores ou routers organizam se em topologias emalhadas pelo que as redes de transporte tendem a seguir os requisitos de interliga o do tr fego que transportam evitando n s interm dios excessivos Sistemas de Telecomunica es 1 RFET 11 MJL Arquitectura da rede Topologia emalhada Topologia l gica e f sica a topologia l gica e a topologia f sica
37. hier rquica simples Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es Desde h longos anos a interliga o entre utilizadores faz se atrav s de uma central de comuta o numa topologia em estrela Contudo numa rede desenvolvida geograficamente dispersa impens vel ter se todos os assinantes ligados a uma nica central Para contornar este problema constituem se as chamadas redes locais isto grupos de assinantes numa dada rea geogr fica ligados respectiva central local Poder se agora equacionar como se far a interconex o entre centrais locais a solu o bvia recorrer a uma central de n vel superior tal como a liga o de utilizadores se faz atrav s de uma central local Constitui se assim a chamada rede de interliga o regional constitu da por centrais de tr nsito regional centrais prim rias e por liga es jun es s centrais locais O n vel seguinte a rede de interliga o nacional ou rede interurbana constitu da por centrais de tr nsito interurbano centrais secund rias e por liga es troncas s centrais de tr nsito regional e outras centrais de tr nsito interurbano Acima deste n vel existir ainda a rede internacional e correspondentes centrais internacionais Resulta assim uma rede hier rquica de v rios n veis com n s e interliga es dimensionados para proporcionar uma elevada efici ncia Por exemplo poss vel obter ocupa e
38. iva que compete com linhas dedicadas e com as pr prias redes X 25 Na rede de banda larga ATM Asynchronous Transfer Mode optou se igualmente por uma vers o muito simplificada de transfer ncia em modo de pacote n o suportado controlo de fluxo nem correc o de pacotes perdidos adoptando se ainda pacotes de comprimento fixo c lulas para permitir a opera o a grande velocidade E como uma das regras de ouro do mercado competitivo se n o os podes vencer junta te a eles os defensores desta op o t m feito um grande esfor o para adequar a rede ATM ao transporte de tr fego IP Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 8 MJL Arquitectura da rede Topologia hier rquica Caracter sticas introduz v rios n veis de comuta o Central local gt Central regional Central interurbana Central internacional permite elevado n mero de utilizadores com grande dispers o geogr fica internacional An lise cr tica e Efici ncia maximizada interurbana g Eiz A densidade de n s dependente da concentra o de utilizadores q e n s e liga es optimizados para o tr fego que regional S 9 suportam FAIN e Crescimento suave local 4 paa ais a introdu o de um novo utilizador requerer E E O 00O o apenas uma liga o a um n pr ximo liga es entre n s e capacidade destes cresce terminal O O em fun o do aumento de tr fego Topologia
39. lo STM 1 que corresponde a um d bito de 155 520 kbit s trama de 2 430 octetos com uma frequ ncia de 8 kHz A trama exibe uma estrutura regular normalmente visualizada num formato rectangular a transmiss o s rie sendo os bits dos octetos enviados sucessivamente da esquerda para a direita em cada linha percorrendo as linhas de cima para baixo tal qual se l um texto A hierarquia SDH permite efectuar a multiplexagem directa dos tribut rios El ou outros no m dulo STM 1 atrav s de um mapeamento regular na trama de forma a simplificar a inser o ou remo o desses tribut rios Al m disso prev em se canais adicionais associados ao m dulo STM 1 e a cada um dos tribut rios adicional overhead OH para suportar fun es de opera o e manuten o OAM nomeadamente detec o de erros monitora o de estado da rede indica o do tipo de tribut rios controlo de configura o de liga es e outras fun es que exigem comunica o entre elementos da rede As vantagens de SDH conduzir o a uma progressiva utiliza o relativamente a PDH A hierarquia SDH exige uma sincroniza o global da rede para permitir a multiplexagem s ncrona de m dulos STM isto n o pode haver qualquer desvio de frequ ncia entre m dulos multiplexados entre si Este requisito foi poss vel de satisfazer na medida em que com o desenvolvimento da comuta o digital como veremos j foi necess rio assegurar a sincroniza o glo
40. o o emissor envia os pacotes de um extremo e o receptor retira os pela mesma ordem de emiss o As semelhan as com as redes em modo de circuito levaram a designar este tipo de servi o de circuito virtual N o est efectivamente estabelecido um circuito com d bito constante e garantido como em modo de circuito mas estabelece se da mesma forma um caminho pr definido o tal tubo para a transfer ncia de dados Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 7 MJL Modos de transfer ncia da informa o Crit rio Modo Modo de pacote de compara o de circuito Datagramas Circuitos virtuais Estabelecimento de conex es Reserva de recursos Canal f sico dedicado Partilha din mica de recursos Atraso transmiss o constante Efici ncia para servi os CBR Efici ncia para servi os VBR ndere amento do destino apenas no endere o refer ncia do estabelecimento completo em circuito virtual em da conex o Informa o de estado nos n s S Controlo de congestionamento no estabeleciment no estabelecimento da conex o e durante a conex o Tarifas por tempo por quantidade de informa o Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es O modo circuito indiscutivelmente o mais adequado ao transporte de servi os CBR Contudo num cen rio de integra o que adiante discutiremos mesmo os servi os CBR ter o tend ncia a ser suportados no modo de pacote existindo duas op
41. o alter veis esporadicamente recorrendo a procedimentos de gest o controlados pelo operadora da rede Desta forma o operador da rede estabelece uma capacidade b sica de transporte de informa o de acordo com a quantidade de tr fego que prev seja necess rio transportar Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 20 MJL reas funcionais da rede Rede de transporte Sistema El 2 Mbit s sistema b sico de transporte de informa o numa rede digital suporta 30 canais de 64 kbit s para comunica o de utilizador agrupados ClslsJalsJ2frfo sincroniza o OAM sinaliza o a E canal 8 bits 8 kHz 125 us tempo N mero de intervalos de tempo da trama N mero de bits de cada canal n 8 Frequ ncia Per odo da trama f 8kHz T 125 us D bito bin rio de cada canal r nf 64 kbit s D bito bin rio total do multiplex To 7 enf 2 048 kbit s Formato de trama do sistema b sico E1 Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es S o utilizadas t cnicas de multiplexagem temporal determin stica definem se tramas de c intervalos de tempo cada canal ocupa ciclicamente na trama um intervalo de tempo de n bits gt d bito constante um dos canais transporta um padr o fixo para ser utilizado na sincroniza o da recep o e canais de controlo opera o e manuten o Operation And Maintenance OAM A identifica o dos canais feita
42. onous Transfer Mode opera o optimizada para altas velocidades suporte flex vel de diferentes servi os linha digital de assinante xDSL aproveitamento optimizado da linha de acesso em cobre Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A RDIS permitiu um salto qualitativo no acesso de assinante devendo a sua penetra o aumentar significativamente nos pr ximos anos Contudo as exig ncias futuras de aumento significativo dos d bitos de transmiss o e comuta o e uma maior flexibilidade de servi os conduziu ao aparecimento da Rede Digital com Integra o de Servi os de Banda Larga RDIS BL baseada no modo de transfer ncia ass ncrona de informa o ATM Asynchronous Transfer Mode A introdu o de ATM tem vindo a ocorrer quer ao n vel da rede de transporte de alta capacidade quer na redes de acesso fixo de assinante ADSL Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 37 MJL Evolu o da rede Converg ncia com redes de dados Invers o da import ncia relativa voz dados crescimento acelerado de servidores Internet d bitos mais elevados no acesso de utilizador RDIS DSL ou rede CATV em 1998 o tr fego de dados ultrapassou o de voz a n vel mundial adaptador t erminal de dados telefone IP o cen rio seguinte inevit vel rede comuta o circuitos PASSADO dados sobre voz rede dados terminal de dados adaptador
43. orma an loga ao que sucede no modo de circuito A sinaliza o necess ria para o estabelecimento de conex es suportada em pacotes transportados sobre a pr pria rede de comuta o de pacotes n o sendo por isso necess ria uma rede de sinaliza o pr pria como ocorre em redes de comuta o de circuitos Um caso particular deste tipo de comuta o ocorre com a tecnologia ATM com a particularidade de os pacotes se designarem de c lulas e terem um comprimento fixo Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 28 MJL reas funcionais da rede Rede de comuta o de pacotes Comuta o de pacotes sem conex es s h comuta o espacial de pacotes os cabe alhos n o s o modificados a b c d E 1 b a c b e r A e E e gt cabe alho Em dados a b endere os de destino t controlo de encaminha mento Comuta o de pacotes rede sem conex es Tecnologias e Sistemas de Comunica o Entrada Destino Tabela de encaminhamento de pacotes Rede Fixa de Telecomunica es No caso de uma rede orientada a servi os sem conex es os n s de comuta o n o alteram a informa o de endere o contida em cada pacote ap s a recep o os pacotes s o apenas armazenados e enviados store and forward de acordo com o endere o de destino presente no cabe alho Por isso neste caso usa se para o n a designa o mais apropriada de encaminhado
44. os a seguir possa ser alterado dinamicamente Em qualquer dos casos o atraso de transmiss o constante O modo de circuito por isso especialmente adequado a servi os de d bito constante servi os CBR Constant Bit Rate Como veremos mais tarde na multiplexagem temporal a estrutura o da informa o em tramas exige um pequeno acr scimo overhead para sincroniza o geral da trama e consequentemente do conjunto de canais Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 2 MJL Modos de transfer ncia da informa o Modo de circuito Acesso aos recursos os recursos s o solicitados rede no in cio da chamada atrav s de sinaliza o se a rede tiver disponibilidade s o atribu dos caso contr rio a chamada rejeitada estabelece se uma conex o circuito entre os sistemas terminais A pode haver renegocia o de recursos aumento ou redu o de d bito os recursos s o libertados no fim da chamada atrav s de sinaliza o sistema de perda Pedido Recursos Atribui o Transfer ncia Liberta o de recursos dispon veis de recursos qem de dados de recursos set m grnannnnn Y ECECECEM o est Recursos tesq Pedido de x soa e E dispon veis eee te te es Chamada Sim rejeitada Atribui o de recursos numa rede em modo de circuito x So lununnnnmnnnnnnnnnN Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede
45. otes sobre um nico canal de dados de acesso rede de transporte ATM IP Desta forma evitar se a utiliza o ineficiente de circuitos de interliga o para aceder aos ISPs Internet Service Providers haver multiplexagem estat stica dos v rios utilizadores sobre o mesmo canal de dados Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 39 MJL Evolu o da rede Converg ncia com redes de dados Evolu o do acesso Internet migra o da rede comutada para rede IP tr fego 1 devoz central 1 I F local 1 L Acesso ADSL modem par de TD ADSL divisor cobre tr fego de dados transportado ficas DSL Access sobre ATM IP a partir do p i Multiplexer assinante e permite a reutiliza o da linha Ed rede de transporte de assinante em cobre com P nikso ATM IP d bitos elevados telefone NT p in pd P convencional aie ou RDIS instala es da central local ISP 1 ISP 2 Cen rios de evolu o do acesso Internet na rede fixa de telecomunica es 2 Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es No acesso ADSL a comunica o faz se normalmente em pacotes IP transportados sobre c lulas ATM No par de cobre do utilizador o tr fego de dados ocupa uma banda colocada acima da banda ocupada pela telefonia anal gica ou RDIS pelo que a disponibiliza o deste tipo de acesso n o obriga instala o de novos suportes fisicos de transmiss o Al m disso
46. otos de assinante multiplexadores remotos de assinante Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A rede local de acesso agrega e distribui o tr fego entre os terminais de assinante e os n s locais Apesar de a dist ncia de cada utilizador ao n local ser em m dia de poucos quil metros a grande dispers o de utilizadores conduz a uma rede muito distribu da com poucas possibilidades de partilha de recursos h por isso um grande n mero de liga es f sicas com reduzida utiliza o Este facto explica que a maior parte do investimento da rede fixa de telecomunica es esteja precisamente na rede local de acesso envolvendo sobretudo obras de constru o civil condutas e cabos ou no caso dos sistemas via r dio custos de equipamento elevados Por isso esta ser a rea onde mais dificilmente entrar o novos operadores em concorr ncia com o operador da rede b sica Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 15 MJL reas funcionais da rede Rede de acesso Tipos de acesso e respectivos suportes f sicos Tipo de acesso Acesso Suporte anal gico f sico 160 kbit s Pares de cobre Voz anal gica 2 048 kbit s Acesso digital de assinante 64 a 2 048 kbit s 2 a 8 Mbit s Acesso digital muito alto d bito 25 a 50 Mbit s 160 kbit s Liga es r dio 2 048 kbit s 64 a 2 048 kbit s 2 a 8 Mbit s 25 a 50 Mbit s Fibras pticas Cabos coaxiais
47. pela posi o na trama multiplexagem de posi o Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 21 MJL reas funcionais da rede Rede de transporte Sistemas de Multiplexagem PDH Plesiochronous Digital Hierarchy define v rios n veis de multiplexagem a partir do sinal b sico El constituindo se assim a hierarquia digital plesi crona El E2 E3 E4 E3 E2 El 2 048 kbit s 8 448 kbit s 34 368 kbit s 139 264 kbit s Cadeia de multiplexagem desmultiplexagem da Hierarquia Digital Plesi crona Faass E E EA E EE ERES 4 ER EA lt trama gt tempo Formato de trama t pico da multiplexagem de 4 tribut rios 4 B C D Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es O termo plesi crono quase s ncrono refere se ao facto de se multiplexar sinais com o mesmo d bito bin rio nominal mas n o necessariamente sincronizados entre si Os sinais de entrada de um sistema de multiplexagem s o designados de tribut rios Note se que o d bito do sinal de sa da de um dado n vel de multiplexagem n o exactamente quatro vezes o d bito de cada sinal de entrada do n vel anterior ao fazer a multiplexagem em cada n vel preciso adicionar padr es de sincroniza o e canais de opera o e manuten o e prever um certo adicional para contemplar as pequenas varia es de d bito dos sinais entrada os d bitos bin rios nominais s o iguais mas os d bitos efectivos podem diferir ligeiram
48. pons vel pelas fun es de OAM amp P colocadas disposi o de utilizadores elementos de rede conjunto de equipamentos da rede de telecomunica es com capacidades de monitoriza o e controlo rede de comunica o de dados rede de dados baseada em protocolos normalizados destinada a permitir a troca de informa o de gest o entre os blocos funcionais da rede de gest o esta o de trabalho executa fun es de tradu o de informa o para um formato visualiz vel por utilizadores da rede de gest o Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 35 MJL Evolu o da rede Etapas tecnol gicas Caracteriza o das etapas tecnol gicas um conjunto coerente de tecnologias modos espec ficos de transfer ncia de informa o Rede Digital com Rede Digital Integra o de Servi os RDIS Integrada RDI Rede Anal gica Converg ncia com Rede de banda estreita Redes de Dados Rede de banda larga Etapas tecnol gicas Pacotes Pacotes Circuitos C lulas Pacotes IP Circuitos S Circuitos Modos de transfer ncia da informa o Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A evolu o da rede pode ser referida a grandes etapas tecnol gicas embora em certos per odos de tempo algumas delas tenham coexistido Nas 2 primeiras fases o modo de circuito exclusivo Os circuitos asseguram por natureza canais de d
49. r router Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 29 MJL reas funcionais da rede Rede de sinaliza o em comuta o de circuitos Fun es troca de informa o de controlo entre assinante e central local centrais interligadas por rotas de tr fego liberta o de chamadas suporte de servi os de rede inteligente Sistemas constituintes TRET origem e termina o de sinaliza o encaminhamento de sinaliza o liga es de dados entre os n s bases de dados de controlo de servi os Tipos de sistemas de sinaliza o sinaliza o por canal associado ieat deg haliza an para cada canal de comunica o sinaliza o por canal comum um nico canal de sinaliza o para m ltiplos canais de comunica o Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A rede de sinaliza o a infraestrutura b sica de comunica o de informa o de controlo que assegura o fornecimento de servi os numa rede de comuta o de circuitos a sua fun o b sica permitir estabelecer e libertar circuitos extremo a extremo para suportar chamadas com as caracter sticas requeridas pelos utilizadores Mais recentemente a rede de sinaliza o passou igualmente a suportar servi os de rede inteligente IN Intelligent Network que exigem nomeadamente a transla o de n meros Por exemplo a rede de sinaliza o fornece os mecanismos que permitem conv
50. s nas jun es e troncas da ordem de 70 por cada canal nos per odos de maior tr fego Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 9 MJL Arquitectura da rede Topologia hier rquica Emalhamento dos n s de comuta o frequente em zonas urbanas optimiza os recursos proporciona maior fiabilidade central intrbano E m AA Pi A x I A Pa T l o liga es de E P Sea o transmiss o s E central N Q S regional 8 central local terminal E rede privada Topologia hier rquica com emalhamento parcial Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es Os sistemas digitais actualmente usados nas redes de comunica o permitem suportar t cnicas avan ados de gest o de rede que por sua vez possibilitam a explora o eficiente de redes emalhadas Por vezes o tr fego entre duas centrais do mesmo n vel hier rquico suficientemente intenso para justificar uma liga o directa entre as centrais sem recorrer a uma central de n vel superior Al m disso ao criar malhas se ocorrer uma situa o de sobrecarga numa dada liga o as novas chamadas podem ser desviadas para outros ramos das malhas existentes Por outro lado qualquer eventual falha num sistema pode ser contornada transferindo imediatamente o tr fego para liga es alternativas Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 10 MJL Arquitectura da rede Topologia emal
51. thernet Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 19 MJL reas funcionais da rede Rede de transporte Fun es provis o de conex es para transmiss o sob controlo do operador da rede de informa o a m dia longa dist ncia atrav s de procedimentos de gest o objectivo de qualidade minimizar perturba es do sinal granularidade t pica 2 Mbit s c lulas ATM Sistemas constituintes n s de multiplexagem PDH SDH ATM n s de interliga o SDH ATM sistemas de transmiss o em cobre sistemas de transmiss o por feixes hertzianos terrestres e por sat lite sistemas de transmiss o por fibra ptica m n local de acesso O n de transmiss o liga o de transmiss o EIER liga o de acesso pertencente rede de acesso Rede de transporte Tecnologias e Sistemas de Comunica o Rede Fixa de Telecomunica es A rede de transporte fornece os caminhos de transfer ncia de informa o entre os n s da rede de comuta o E constituida por liga es de transmiss o e por n s de transmiss o localizados nas extremidades das liga es As liga es suportam a transmiss o de canais fisicos de d bito mais ou menos elevado normalmente maior ou igual a 2 Mbit s Nos n s de transmiss o esta es de tr nsito s o estabelecidas conex es permanentes entre os canais fisicos das liga es Estas conex es s o na realidade semi permanentes isto s
52. zada entre n s de comuta o encontrando se neste momento obsoleta E utilizada apenas na rede local A sinaliza o de canal comum portanto o sistema universal de comunica o de dados adoptado para transfer ncia de informa o de controlo entre n s de comuta o Al m disso a sinaliza o de canal comum suporta os servi os de rede inteligente atrav s de procedimentos de consulta a bases de dados Por exemplo no caso de transla o de n meros verdes uma base de dados de servi o inquirida e disponibiliza o n mero geogr fico para o qual a chamada deve ser encaminhada No suporte mobilidade a base de dados associada rede m vel indica a rea geogr fica onde se localiza no momento da chamada o terminal m vel do assinante destinat rio A RDIS introduziu um tipo de sinaliza o de canal comum id ntico ao utilizado entre n s de comuta o estendendo assim as capacidades de troca de informa o de controlo at ao pr prio utilizador Esta evolu o veio a permitir o suporte de um vasto n mero de facilidades adicionais impens veis no acesso convencional anal gico Sistemas de Telecomunica es 1 RFT 31 MJL reas funcionais da rede Rede de sincroniza o Fun es distribui o do rel gio de uma ou mais fontes de refer ncia para os n s das redes de transporte SDH e comuta o centrais de comuta o de circuitos Sistemas constituintes n s de sincroniza o unida

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